Estudo de revestimentos cerâmicos sobre substrato metálico obtido

Como exemplo, a adição de óxidos de metais de transição divalentes reduz de 30
a 40 % a condutividade térmica dos TBC por EB-PVD de zircônia-ítria. A adição desses
dopantes atua de duas maneiras. Primeiro, reduz o transporte de fônons no material e
segundo, reduz o mecanismo de transporte radiativo. Esses óxidos introduzem
vacâncias, assim como centros de tensão na rede, ambos reduzindo o caminho médio
livre dos fônons. Ao mesmo tempo, esses dopantes mudam a cor do TBC para verde
escuro/cinza, reduzindo o transporte de radiação na faixa do visível [80].
Um modelo baseado em física do estado sólido que leva em consideração
mecanismos de condutividade em óxidos cerâmicos desordenados foi desenvolvido por
Schulz [2] para calcular a condutividade térmica de materiais à base de zircônia dopada
com íons trivalentes e pentavalentes, apresentando uma redução significativa (>40%)
em comparação com a zircônia estabilizada com 8% de ítria.
Outras cerâmicas de composição alternativa vêm sendo estudadas e algumas são
muito promissoras, combinando alta capacidade de isolamento térmico com alta
estabilidade de fase em elevadas temperaturas [2].
2.12.6 Medida de Propriedades Térmicas de Revestimentos
Existem diversas técnicas que permitem a determinação das propriedades
térmicas de filmes cerâmicos. No presente trabalho empregou-se o método flash para a
medida da difusividade térmica. Neste método, a superfície de uma pequena amostra é
submetida a um pulso curto de energia térmica radiante (usualmente um laser). Em
conseqüência, a temperatura na superfície oposta da amostra aumenta e é medida
através do uso de um detector de infravermelho. A difusividade térmica é calculada à
partir da relação entre essa temperatura e tempo. Vários modelos teóricos estão
disponíveis para o método flash, os quais incluem, por exemplo, condições de contorno
adiabáticas, perdas de calor e efeitos de revestimentos na superfície [82].
Pelo fato do sensor de temperatura não estar fisicamente ligado à amostra, o
método flash elimina o problema de resistência de contato entre amostra e dispositivo
de medida além de minimizar as perdas térmicas através da redução do tempo de
medida [82].
Uma outra técnica empregada para a determinação das propriedades térmicas
dos TBC é a determinação da difusividade térmica (α) por interferometria de ondas
térmicas (Thermal Wave Interferometry - TWI). É uma técnica fototérmica que se
baseia no estudo das ondas térmicas geradas na superfície de amostras excitadas por luz
modulada, tipicamente laser (as medidas são feitas no estado transiente). Como em
qualquer fenômeno ondulatório, as ondas térmicas são parcialmente refletidas e
parcialmente transmitidas na interface de dois materiais. A análise da temperatura
fornece informações sobre a espessura do revestimento e sobre a difusividade térmica
[83].
A condutividade térmica (k) do revestimento cerâmico também pode ser medida
diretamente (estado estacionário) pelo uso de microtermopares ou microscópio térmico
de infravermelho em conjunção com um aquecedor a laser infravermelho. Nessa
configuração, a amostra do material a ser estudada é colocada entre dois materiais de
condutividade térmica conhecida. Com a aplicação do calor pelo laser na direção
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