Estudo de revestimentos cerâmicos sobre substrato metálico obtido

Em amostras de zircônia tetragonal, com orientação cristalográfica aleatória,
tanto os picos (002) e (200) quanto os (004) e (400) são muito próximos, o que torna
difícil separação em difratogramas de raios X. Czech e colaboradores [22] observam em
TBC por EB-PVD, ou seja, zircônia tetragonal com alta orientação cristalográfica,
apenas os picos (200) e (400). Não é observada a separação destes picos, embora se
tenham utilizados equipamentos de difração de raios X de alta resolução [22].
2.12.5 Condutividade Térmica de Revestimentos à Base de Zircônia
A condutividade térmica de revestimentos à base de zircônia depende da
condutividade intrínseca da cerâmica compacta, que está relacionada com a
composição, e da estrutura e arquitetura estrutural dos poros, ou seja, da fração
volumétrica dos poros, geometria e distribuição. Conseqüentemente, a redução da
condutividade térmica de camadas cerâmicas pode ser obtida pela escolha da
composição química e microestrutura do revestimento [2].
Revestimentos cerâmicos obtidos por PS, até o presente, apresentam
condutividade térmica menor (0,8 a 1,1 W/mK) que os revestimentos obtidos por EB-
PVD (1,5 a 1,9 W/mK), que têm menor condutividade térmica que a cerâmica compacta
(Y – PSZ; 2,2 a 2,9 W/mK), devido à microestrutura desenvolvida em cada caso.
Os TBC obtidos por PS exibem uma rede de microtrincas, orientada
paralelamente à superfície do revestimento, que corresponde às fracas ligações entre as
gotículas solidificadas e aderidas e uma segunda rede, orientada perpendicularmente ao
revestimento, resultante de microtrincas que surgem durante o resfriamento das
gotículas. As microtrincas paralelas à superfície são particularmente efetivas na redução
da condutividade térmica, uma vez que as interfaces formadas pelas trincas são
perpendiculares ao fluxo de calor. Em adição, microporosidades esféricas dispersas
também reduzem a condutividade térmica [2 e 80].
Para os TBC obtidos por EB-PVD, a condutividade térmica reflete uma
configuração microestrutural diferente. As porosidades finas intracolunares contribuem
para a redução da condutividade térmica em comparação com a cerâmica compacta,
mas é menos efetiva que nos revestimentos obtidos por PS, pelo fato da orientação ser
alinhada perpendicularmente à superfície do revestimento, isto é, paralelamente à
direção do fluxo de calor [2].
Pela comparação dessas microestruturas fica evidente a importância no controle
da condutividade térmica dos TBC, particularmente o efeito benéfico que pode ser
conseguido através da introdução deliberada de defeitos microestruturais como poros,
vazios, microtrincas e barreiras planares (estruturas “laminadas”), como as que resultam
naturalmente do processo por PS [2]. No entanto, esta redução tende a não ser
duradoura, porque o TBC pode ser sinterizado durante a operação a temperaturas da
ordem de 1000 o C, levando à eliminação destes defeitos microestruturais [5].
A Equação 2.23 relaciona o efeito da porosidade na redução da condutividade
térmica. Este modelo é válido para uma estrutura bifásica com uma fase sólida contínua
e porosidades homogeneamente distribuídas [81].
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