Estudo sobre o ataque dos silicatos fundidos (CMAS) a revestimentos para barreira térmica (TBC) depositados por aspersão térmica

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Martins, Roberto Fernando
• Orientador(a): Lima, Carlos Roberto Camello
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por; eng
• Instituição de defesa: Universidade Presbiteriana Mackenzie
• Palavras-chave em Português: aspersão térmica; revestimentos para barreira térmica; TBC; silicatos fundidos; CMAS
• Link de acesso: https://dspace.mackenzie.br/handle/10899/31899

A aspersão térmica é a tecnologia de deposição de materiais que mais cresceu nos últimos anos, sendo um processo que viabiliza a deposição de praticamente qualquer material que possa ser fundido, como cerâmicas, polímeros e metais. A finalidade de um revestimento aspergido termicamente é proporcionar melhores propriedades ao componente revestido, como resistência a elevadas temperaturas, desgaste, oxidação, ataques químicos, entre outros. Dentro desse cenário, os revestimentos para barreira térmica ou TBC proporcionaram uma revolução na indústria nas últimas décadas, pois permitem uma maior temperatura de operação dos equipamentos, melhorando, por exemplo, a eficiência das turbinas a gás. No entanto, um dos maiores desafios com relação ao aumento da vida útil dos sistemas TBC é o ataque dos silicatos fundidos, chamados de CMAS, que são partículas provenientes do ambiente que penetram na estrutura do TBC causando a delaminação do componente quando este é exposto a ciclos térmicos com altas temperaturas de operação. Neste trabalho amostras revestidas com TBC pelo processo de aspersão térmica receberam a deposição de CMAS e passaram por ciclos isotérmicos nas temperaturas de 1200 °C e 1250° C. Ainda, cada temperatura de teste foi realizada com diferentes tempos de exposição (1 hora e 5 horas). A Difratometria de Raios X foi utilizada para caracterizar o CMAS aplicado. A Análise Visual permitiu verificar que não houve molhabilidade do CMAS sobre a superfície das amostras em nenhuma das condições de teste. As amostras submetidas ao maior tempo de exposição demonstraram maior variação de volume devido à oxidação do substrato. Por fim, a Espectroscopia por Energia Dispersiva de Raios X foi utilizada com o intuito de examinar a possível penetração do CMAS nos poros do TBC. A infiltração dos silicatos fundidos ficou mais evidente na amostra tratada a 1200 °C pelo intervalo de tempo de 5 horas.