Cerâmica avançada para componentes aeronáuticos - Figueiredo, António José Marques Brenha de (2020)
Nos últimos anos, a resposta aos desafios de melhoria da eficiência propulsiva nos setores aeronáuticos e aeroespaciais encontra-se limitada pelas temperaturas de serviço dos materiais. É cada vez mais imperativo aumentar as eficiências propulsivas das aeronaves em circulação devido ao seu impacto económico, social e ambiental. Atualmente a resposta às limitações das superligas metálicas usadas é o seu revestimento com materiais que permitam o aumento das temperaturas de serviço sem colocar em causa a integridade estrutural dos componentes e como tal a segurança dos passageiros e das cargas transportadas. Com este trabalho propôs-se desenvolver e caracterizar compósitos de matriz cerâmica contendo na sua matriz zirconato de cálcio e oxido de magnésio, ??????????3 + ??????, em relação estequiométrica. Esta matriz foi reforçada com diferentes concentrações molares de alumina (????2??3 ), CZM-A10 (10%) e CZM-A20 (20%). Analisou-se o melhor método de formação de provetes das várias amostras, bem como os melhores ensaios, segundo normas científicas, para a sua caracterização física e mecânica. Os materiais foram caracterizados fisicamente através da porosidade e densidade, e mecanicamente através da dureza de Vickers onde se obteve um incremento máximo de 20% entre a matriz e o compósito, tenacidade à fratura tendo-se obtido um aumento de 43,8%, flexão em 3 pontos, cuja tensão máxima de rotura ocorreu na mistura CZM-A20 com o valor de 335,9 MPa e módulo de elasticidade cujos valores apresentam um erro máximo de 1,7% em relação aos valores teóricos expectáveis. As misturas foram ainda caracterizadas através da análise microestrutural que serviu de ponte para a perceção dos fenómenos que ocorrem na estrutura interna durante os ensaios dos provetes. A adição de reforço foi eficaz, melhorando as propriedades mecânicas da matriz. Duma forma geral, as melhorias, em termos percentuais, acompanharam o aumento da percentagem molar do reforço, alumina. Observou-se também a formação de espinela durante o processo de sinterização. Este fenómeno não tinha sido planificado inicialmente, no entanto permitiu a conclusão da sua influência na resposta dos compostos aos esforços a que foram sujeitos. As amostras em estudo foram comparadas com valores da bibliografia e os resultados foram positivos, visto que existem valores muito próximo dos CMC’s de alta performance.