Estudo de revestimentos cerâmicos sobre substrato metálico obtido

FIGURA 2.31 - Diagrama de equilíbrio de fases binário do sistema nióbia-zircônia.
FONTE: adaptada de [75].
O efeito de dopagem obtido por óxidos pentavalentes (tântala e nióbia) na
redução da condutividade térmica das zircônias não está ainda bem estudado. Os óxidos
de nióbio e de tântalo têm raios catódicos, para valência +5, aproximadamente iguais
(~0,68 Å), sendo que a massa atômica do tântalo (180.9g) é o dobro da massa atômica
do nióbio (92.9g). Em comparação, o raio iônico do Zr 4+ é de 0,79Å e a massa atômica é
de 91.2g. Medidas de condutividade iônica indicam que tanto o nióbio quanto o tântalo
entram na estrutura da zircônia como íons substitucionais, eliminando as vacâncias de
oxigênio geradas pela dopagem de ítria na proporção da concentração. Os defeitos
gerados por estes dois dopantes são idênticos e ambos poderiam ser utilizados na
redução da condutividade térmica através do espalhamento dos fônons pela diferença de
raio iônico e de ligação química [74].
A zircônia estabilizada com 6 a 8 % em mol de YO1,5 comercialmente utilizada é
empregada na forma tetragonal metaestável. No entanto, ela tende a retornar à
configuração mais estável termodinamicamente, que é uma mistura de fase tetragonal
com baixa concentração de ítria e de fase cúbica de alta concentração de ítria. Durante o
resfriamento a fase tetragonal pobre em ítria pode se transformar em monoclínica com
conseqüências deletérias. Portanto, além de possuírem condutividade térmica baixa, as
76