Estudo de revestimentos cerâmicos sobre substrato metálico obtido

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FIGURA 2.34 - Diagrama de equilíbrio de fases do sistema Al-Ni (regiões achuradas representam as fases possíveis de ser encontradas em revestimentos de MCrAlY). FONTE: adaptada de [91]. Após a aplicação da camada de ligação, os componentes devem ser submetidos a alguma forma de preparação da superfície antes da deposição do TBC. Esse tratamento pode ser por jateamento de areia ou partículas metálicas, ou em banho de lama abrasiva. Concluídas estas etapas, o TGO, uma fina camada de alumina, pode ser crescida nestas superfícies, apresentando variação na morfologia, na composição química e na quantidade de defeitos, dependendo do processo utilizado [87]. A composição da camada de ligação é projetada como uma fonte de alumínio, permitindo a formação preferencial de alumina α. A escolha correta da composição química desta camada permite otimizar a resistência à oxidação ou a resistência à corrosão, dependendo da aplicação desejada (Figura 2.35). 86
FIGURA 2.35 - Composição da camada de ligação correlacionada com resistência à oxidação e corrosão. FONTE: adaptada de [23]. He e colaboradores estudaram o comportamento sob ciclos térmicos de oxidação de depósitos obtidos por EB-PVD de Ni30Al70 (aproximadamente 50% em peso). Esta liga, por ter alto teor de alumínio e, como o alumínio tem ponto de fusão mais baixo do que do níquel ele evapora primeiro. Apresenta a desvantagem de sofrer forte fracionamento durante o processamento, levando à formação de um gradiente em composição química muito acentuado. Apesar disso, apresenta elevada resistência à oxidação em temperaturas elevadas associada à baixa difusividade do oxigênio nos compostos intermetálicos formados no deposito. 2.14 Camada de Óxido Termicamente Crescido (TGO) A interface planar entre a camada de ligação e a camada cerâmica é a região mais fraca do sistema TBC. A diferença nos coeficientes de expansão térmica do metal e da cerâmica, assim como mudanças de fase e de volume causados pela oxidação durante o serviço, podem resultar no descolamento da camada cerâmica [87]. A durabilidade e a confiabilidade dos TBC dependem de fenômenos associados com a evolução da alumina na interface entre substrato metálico e a superfície da cerâmica [87]. Para que ocorra a adesão química do depósito por EB-PVD de PSZ com a camada de MCrAlY, é essencial que na superfície da camada de ligação haja a formação de uma camada de óxido termicamente crescido (TGO) constituída basicamente de Al2O3 puro [22]. A verdadeira camada de ligação entre o revestimento cerâmico e a camada de MCrAlY é o TGO [85]. 87
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