Estudo de revestimentos cerâmicos sobre substrato metálico obtido

Taxa de condensação do metal no substrato:
⎧
π π
⎪J
r = ( vi
. ni
) ρ g = vi
cos( Φ i ) ρ g .. para..
− < Φ i <
⎨
2 2
⎪
⎩J
r = 0..........
.......... .......... .......... caso..
contrário
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(2.10)
em que n i é a velocidade das moléculas em direção à superfície, Φ i é o ângulo
do fluxo de moléculas com o substrato e Jr o fluxo total de moléculas indo para a
superfície em moléculas/cm 2 .s.
A probabilidade da molécula aderir ao substrato “δ”, é:
δ = (n o de moléculas aderidas)/(n o de moléculas que atingem o substrato) (2.11 )
Combinando as equações 2.10 e 2.11, tem-se a taxa de material depositado no substrato
(ra), que é expressa por:
em que:
ra = vi
ρ g δ cos( Φ i ) , (2.12 )
L
cos( Φ i ) =
, (2.13)
2 2
L + x
l +
2 2
= L x
(2.14 )
A taxa de crescimento do filme, (Gr), em cm/h é dada por:
G
r
a
r = . (2.15)
ρ s
Combinando as equações de 2.9 até 2.15, tem-se:
G
r
=
E
ρ ( x
s
vap
2
. L.
δ
+ L
2
)
3
2
2.11 Os Constituintes de um TBC
(2.16)
Existem quatro constituintes primários em um sistema de revestimento como
forma de barreira térmica (Figura 2.24). Eles compreendem a barreira térmica (TBC)
propriamente dita; o componente à base de superliga de níquel, tratado aqui como
substrato; uma camada de ligação (BC) que contém alumínio, localizada entre o
substrato e o TBC; e uma camada de óxido crescida termicamente (TGO), constituída
predominantemente de α-alumina que se forma entre o TBC e a camada de ligação. O
TBC é o isolante térmico, a camada de ligação é responsável pela proteção antioxidante
e a superliga suporta as cargas estruturais. O TGO é um produto da reação de oxidação
e funciona como elemento de adesão entre o óxido e o metal. Cada uma dessas camadas
está sujeita a mecanismos de difusão e todas interagem contribuindo para o desempenho
e durabilidade do sistema [52].