Estudo de revestimentos cerâmicos sobre substrato metálico obtido

diluir a interface, através de uma variação gradual na composição química do substrato
metálico até a camada cerâmica (Functionally Graded Materials), o que poderia reduzir
as tensões térmicas no revestimento causadas pelas diferenças nos coeficientes de
expansão térmica [23]. Infelizmente, alguns estudos indicam que esta solução sofre
severas tensões compressivas resultantes da expansão causada por oxidação desta
camada de composição variável [23].
2.17 Medição e Avaliação da Aderência do Revestimento ao Substrato
Uma das propriedades mais importantes a ser avaliada nos revestimentos
cerâmicos é a adesão com o substrato. Estes métodos são aplicáveis à avaliação ou
medição de aderência de filmes finos e alguns deles também aos filmes moderadamente
espessos (até cerca de 10 µm). Infelizmente, os métodos tradicionais de avaliação
qualitativa que foram desenvolvidos para revestimentos menos complexos têm
aplicação limitada nos TBC [23].
Segundo Schulz, ensaios mecânicos para avaliar a adesão interfacial em TBC
aplicados por EB-PVD são realmente uma questão crítica. Pesquisadores tentaram
utilizar os testes pull normalizados pela ASTM. No entanto, a resistência do adesivo
utilizado é o fator limitante. Ensaios de flexão em quatro pontos podem ser utilizados
para a determinação da tenacidade interfacial. Alguns trabalhos recentes pesquisam
técnicas de indentação. Todos estes métodos necessitam de um entendimento detalhado
dos mecanismos envolvidos e de modelagem das tensões e deformações envolvidas
[101].
Segundo Levi [102], existem dois modos típicos de falha, um através dos
descolamentos entre TGO e camada de ligação, e o outro através de trincas que se
propagam através do TBC logo acima do TGO. No primeiro caso o interesse está em
medir a adesão interfacial verdadeira enquanto no segundo precisa-se medir a
tenacidade efetiva do TBC na microestrutura e configuração de interesse. Os testes
preferíveis para TBC parecem ser aqueles baseados em indentação [103 e 104].
A falha dos TBC, quando ocorre, envolve fratura frágil através de início de
trinca e crescimento. Portanto, é fundamental entender os mecanismos de trinca dos
revestimentos. Uma gama de mecanismos atua durante o carregamento, iniciando em
defeitos como poros, contornos de colunas, interface de fases secundárias e em trincas
pré-existentes [105].
Os resultados da maioria dos ensaios mecânicos apresentam uma grande
dispersão dos resultados. Essa grande dispersão pode ser atribuída à diversidade das
técnicas utilizadas para determinação do módulo de elasticidade e, no caso da flexão em
quatro pontos, da grande espessura do substrato em relação ao revestimento que acaba
por mascarar os resultados [106]. Além disto, as modelagens teóricas são relativamente
complexas, o que conduz a utilização de condições de contorno que geralmente
resultam na redução da confiabilidade da técnica.
Vasinonta e colaboradores [105] desenvolveram uma metodologia para avaliar
os resultados de ensaios de indentação em revestimento. Um diagrama do teste é
apresentado na Figura 2.39. O ensaio é feito usando um equipamento de dureza
Rockwell com um indentador da escala “C” – 150 kg. O revestimento (TBC e TGO) é
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