Estudo de revestimentos cerâmicos sobre substrato metálico obtido

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FIGURA 4.44 - Fotomicrografia obtida por MEV da seção polida de um sistema típico: (1) camada cerâmica, (2) camada de ligação, (3) substrato. Com o objetivo de avaliar o sistema TBC como um todo, foram realizados diversos ensaios de caracterização. 4.5.3.1 Rugosidade Superficial A perfilometria foi utilizada para mapear a rugosidade da superfície externa dos diversos revestimentos. A Figura 4.45 apresenta os perfis de rugosidade das superfícies do substrato polido, da superfície da camada de MCrAlY e da superfície de depósitos cerâmicos com diversas quantidades de nióbia. Os valores de rugosidade média (Ra) foram obtidos para as diversas amostras analisadas e são apresentados na Tabela 4.12. 154
(a) (b) (c) (d) (e) (f) FIGURA 4.45 - Perfis de rugosidade da superfície de: (a) substrato polido, (b) camada de MCrAlY; depósitos cerâmicos de zircônia mais 8% em peso de ítria com (c) 0% em peso de nióbia, (d) 5% em peso de nióbia, (e) 15% em peso de nióbia e (f) 20 % em peso de nióbia. TABELA 4.12 - Rugosidade média das superfícies de depósitos. Amostra Condição Média Ra (µm) Desvio-padrão - Substrato 0,012 0,001 M-07 MCrAlY 0,016 0,013 cer-06 0% em peso de Nb2O5 0,072 0,003 cer-08 5% em peso de Nb2O5 0,118 0,077 cer-11 15% em peso de Nb2O5 0,075 0,013 cer-14 20% em peso de Nb2O5 0,080 0,029 EB-PVD literatura [20] 1,0 - PS literatura [20] 10,0 - A análise destes resultados mostra: a) que o lixamento e polimento da superfície do substrato garantem uma superfície com rugosidade menor, favorável ao crescimento mais paralelo das colunas da camada metálica com o mínimo de tensões na interface com o substrato (ver item 2.6); b) que a rugosidade da superfície dos depósitos é um reflexo das terminações das colunas; c) como a superfície da camada de MCrAlY (Figura4.46) apresenta uma rugosidade menor que da camada cerâmica, promove um crescimento mais paralelo das colunas da camada cerâmica (Figura 2.17), condição mais favorável à acomodação de tensões e d) a rugosidade menor da superfície do revestimento cerâmico (Figura 4.47) quando comparado com os revestimentos obtidos por PS (Tabela 2.1), reduz o arraste aerodinâmico das palhetas revestidas com esses 155
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