Estudo de revestimentos cerâmicos sobre substrato metálico obtido

2.33 apresenta a influência do teor de ítria na condutividade térmica de cerâmicas à base
de zircônia.
Condutividade Térmica (W/mK)
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
0 5 10 15 20 25
Ítria (% em peso)
81
Zircônia compacta
TBCs por EB-PVD
TBCs por Aspersão
FIGURA 2.33 - Condutividade térmica de cerâmicas à base de zircônia e de
revestimentos como forma de barreira térmica em função do
conteúdo de ítria.
FONTE: adaptada de [80].
Em sólidos cristalinos, o calor é transferido por termomecanismos: elétrons,
vibrações na rede e por radiação. Como as cerâmicas de zircônia são isolantes
eletrônicos (a condutividade eletrônica em altas temperaturas ocorre por difusão de íons
de oxigênio), a contribuição dos elétrons é desprezível na condutividade térmica total do
sistema e, em conseqüência, a condução na zircônia é por vibração da rede (fônons) ou
por radiação (fótons) [80].
A contribuição para a condutividade térmica da vibração da rede (kp), sendo o
quanta o fônon, é dada por:
1
k p = ∫ cv
ρνl
p , (2.24)
3
em que:
cv: calor específico;
ρ: massa específica;
ν: velocidade do fônon e
lp: caminho médio livre para os fônons espalhados.
A ítria diminui o caminho médio livre na zircônia pelo aumento da dispersão dos
fônons. Esta ocorrência deve-se, provavelmente, à combinação do efeito de liga, campo
de tensões locais e introdução de vacâncias na rede. Assim como na condução de