Estudo de revestimentos cerâmicos sobre substrato metálico obtido

e pode ser estabilizada para adquirir uma variedade de microestruturas e propriedades.
E, mais notável, ambos os sistemas apresentam transformação martensítica em
temperaturas relativamente baixas [56]. Assim como a transformação martensítica no
aço, a transformação de fase tetragonal para monoclínica na zircônia pode ser usada
para modificar a resistência mecânica e a tenacidade à fratura através de ajustes na
composição química e de controle cuidadoso da microestrutura.
O principal objetivo na obtenção de qualquer cerâmica resistente mecanicamente
por transformação (Transformation-Toughened Ceramics - TTC), e particularmente no
caso das cerâmicas à base de zircônia, é a produção e retenção de uma fase metaestável
t-ZrO2, na temperatura ambiente e que se transforme em m-ZrO2 apenas sob a influência
de aplicação de tensões externas [55, 57]. O controle da composição química
(geralmente com cátions aliovalentes) e o tratamento térmico produzem uma
microestrutura de fase t que dificulta a ocorrência de transformação martensítica durante
o resfriamento na temperatura ambiente.
Para aplicação em engenharia é necessário que a zircônia esteja estabilizada ou
parcialmente estabilizada. O termo “estabilizada” originalmente referia-se à
estabilização parcial da fase cúbica. Sendo assim, a zircônia parcialmente estabilizada
(Partially Stabilized Zirconia - PSZ) contém outras fases. Adições de dopantes são
feitas para estabilizar a fase cúbica mantendo precipitados dispersos na forma de
partículas de fase tetragonal. Além dos estabilizantes mais comumente utilizados (Ca,
Mg, Ce e Y), virtualmente todos os íons de terras raras formam solução sólida com a
zircônia. A Tabela 2.4 apresenta propriedades físicas e a Tabela 2.5 propriedades
mecânicas de algumas cerâmicas à base de zircônia [55].
TABELA 2.4 - Propriedades físicas de algumas cerâmicas de zircônias .
Propriedade Mg-PSZ Y-PSZ Y-TZP
Massa específica (g/cm 3 ) 5,9 6,05 6,1
Coef. expansão térmica 0-1000 o C (x10 -6 /K) 6,8 10,23 10,6
Condutividade térmica (W/mK) 1-2 1-2 1-2
Difusividade térmica (mm 2 /s) 1,14* 1,04** 1,19***
*3,0% em peso de MgO, **8,6% em peso de Y2O3, ***2,4% em peso de Y2O3.
Obs.: PSZ - zircônia parcialmente estabilizada, TZP - zircônia tetragonal
policristalina.
FONTE: Adaptada de [58].
TABELA 2.5 - Propriedades mecânicas de algumas cerâmicas de zircônias.
Propriedade Mg-PSZ Ca-PSZ Y-PSZ Y-TZP Ce-TZP
% em peso estabilizante 2,5-3,6 3,0-4,5 5-10 2-3 2-3
Dureza (GPa) 10-14 14-17 8-12 10-12 7-10
Módulo de Young (GPa) 170-210 200-220 180-220 140-200 140-200
Resistência ao dobramento (MPa) 440-720 400-650 650-1000 800-1300 500-800
Tenacidade à fratura (MPa.m 1/2 ) 6-20 6-12 6-8 6-15 6-30
FONTE: adaptada de [58].
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