Estudo de revestimentos cerâmicos sobre substrato metálico obtido

Existem duas categorias de camadas de ligação. Uma é baseada no sistema
MCrAlY, cujos revestimentos são geralmente bifásicos, uma solução sólida γ (γ-Ni3Al -
baixo teor de Al) supersaturada de níquel como matriz e inclusões de fase β (β-NiAl -
alto teor de Al). Elementos ativos como Si, Ti, Re e Y são acrescidos à liga para a
obtenção de determinados efeitos como, por exemplo, o Y que é adicionado em baixas
concentrações para promover a adesão do TGO, agindo como sítio de captura de
enxofre no estado sólido. A segunda categoria é baseada em β-NiAl monofásico
modificado por platina [86, 87, 88].
O enxofre, proveniente do substrato à base de níquel, tende a migrar para a
região do TGO. A presença do enxofre nesta região leva à formação de sulfetos que por
sua vez podem gerar poros e/ou descolamentos, resultando na redução de durabilidade
dos TBC [89].
As ligas intermetálicas de Ni-Al têm resistência mecânica e à oxidação a altas
temperaturas superiores às das superligas a base de níquel. Pesquisas estão sendo feitas
para investigar a possibilidade de uso alternativo destas ligas intermetálicas simples em
substituição às superligas à base de níquel para aplicação em palhetas de turbina. Tal
aplicação pode, no entanto, ser limitada por dificuldades no processamento metalúrgico
e de usinagem das ligas deste sistema [90].
Por outro lado, a aplicação destas ligas intermetálicas, como uma camada
superficial em um substrato adequado, melhora a resistência à oxidação nas
temperaturas de operação das palhetas de turbina, enquanto são preservados os
requisitos de resistência mecânica e de tenacidade do componente [90].
A proporção e distribuição das fases, assim como os conteúdos de impurezas na
camada de ligação, são influenciados pelo método de processamento. A aplicação da
camada de β-(Ni,Pt)Al é usualmente feita por eletrodeposição (surface plating), seguida
de um tratamento térmico para promover interdifusão. Para os MCrAlYs é utilizada a
técnica de aspersão térmica por plasma a baixa pressão (PS). EB-PVD é uma rota
alternativa capaz de produzir ambos os tipos, porém, menos utilizada. A obtenção da
camada de ligação por EB-PVD é uma rota potencialmente atrativa, pois tem como
vantagem a possibilidade de se obter a deposição seqüencial, tanto dessa camada, como
da camada cerâmica no mesmo ciclo de processamento [90].
A Figura 2.34 apresenta o diagrama de equilíbrio de fases do sistema Al-Ni,
sendo que as regiões achuradas representam as fases possíveis de ser encontradas em
revestimentos de MCrAlY.
85