Compósitos cerâmicos para sistemas de proteção térmica de aeronaves: Análise do material CaZrO3-MgO-Al2O3

• Main Author: Mamede, João Coutinho Lanhoso Araújo
• Publication Date: 2020
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
• Download full: http://hdl.handle.net/10400.6/12668
• topic: Cazro3 – Mgo - Al2o3; Cerâmica Avançada; Distribuição Granulométrica; Sistema de Proteção Térmica

Numa aeronave há componentes sujeitos a condições de serviço de grande exigência mecânica, térmica e química. Estes componentes são chamados de sistemas de proteção térmica. Quando um sistema está sujeito a forças elevadas, em particular à compressão, flexão e desgaste, a ambientes agressivos, como temperaturas elevadas, contacto com gases poluentes e choque de partículas, os materiais cerâmicos surgem como a primeira opção. Tipicamente um sistema de proteção térmica é constituído por um material cerâmico que funciona como barreira ou escudo exterior sobre um substrato metálico responsável pela estrutura do veículo. O fabrico de revestimentos tipo TBC são caracterizados pela pequena espessura (~ 100 µm), e as partículas de matéria-prima são de escala submicra. Mas num escudo a espessura pode alcançar alguns centímetros e a sua viabilidade estrutural e económica é conseguida com o uso de distribuições de tamanhos de partículas até ao milímetro. Neste trabalho parte-se da composição cerâmica CaO-ZrO2-MgO, com grande potencial para aplicações enquanto revestimento termomecânico de partículas finas e promove-se o seu reforço com partículas grossas de Al2O3. Os resultados mostram que o MgO se associa com a Al2O3 e forma-se espinela de aluminato de magnésio e a porosidade é elevada. Para pequenos teores de Al2O3 as propriedades ficam gravemente prejudicadas, mas para maiores frações mássicas de 60% de Al2O3 a porosidade diminui e a melhoria das propriedades mecânicas permitem propor o compósito para condições de serviço mais exigentes como um sistema de proteção térmica de uma aeronave.