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

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dc.contributor.advisorLima, Carlos Roberto Camello
dc.contributor.authorMartins, Roberto Fernando
dc.date.accessioned2023-03-23T18:41:09Z
dc.date.available2023-03-23T18:41:09Z
dc.date.issued2023-02-13
dc.description.abstractA 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.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nívelpt_BR
dc.identifier.urihttps://dspace.mackenzie.br/handle/10899/31899
dc.language.isopt_BRpt_BR
dc.language.isoenpt_BR
dc.publisherUniversidade Presbiteriana Mackenzie
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectaspersão térmicapt_BR
dc.subjectrevestimentos para barreira térmicapt_BR
dc.subjectTBCpt_BR
dc.subjectsilicatos fundidospt_BR
dc.subjectCMASpt_BR
dc.titleEstudo sobre o ataque dos silicatos fundidos (CMAS) a revestimentos para barreira térmica (TBC) depositados por aspersão térmicapt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
local.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5984234498421100pt_BR
local.contributor.advisorOrcidhttps://orcid.org/0000-0002-7669-4059pt_BR
local.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9116845886802989pt_BR
local.contributor.board1Couto, Antônio Augusto
local.contributor.board1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2893737202813850pt_BR
local.contributor.board1Orcidhttps://orcid.org/0000-0003-1503-1582pt_BR
local.contributor.board2Caliari, Felipe Rocha
local.contributor.board2Latteshttp://lattes.cnpq.br/2637236732838518pt_BR
local.contributor.board2Orcidhttp://orcid.org/0000-0003-2066-5301pt_BR
local.description.abstractenThermal spray is the material deposition technique that has grown the most in recent years, being a process that enables the spraying of virtually any material that can be melted, such as ceramics, polymers and metals. The purpose of a thermally sprayed coating is to provide better performance to the coated component, such as resistance to high temperatures, wear, oxidation, chemical attacks, among others. Within this scenario, thermal barrier coatings or TBC have provided a revolution in the industry in recent decades, as they allow a higher operating temperature of equipment, improving, for example, the efficiency of gas turbines. However, one of the biggest challenges regarding increasing the service life of TBC systems is the attack of molten silicates, called CMAS, which are particles from the environment that penetrate the TBC structure causing the component to delaminate when it is exposed to thermal cycles with high operating temperatures. In this work, samples coated with TBC using the thermal spray process received CMAS deposition and underwent isothermal cycles at temperatures of 1200 °C e 1250 °C. Also, each test temperature was performed with different exposure times (1 hour and 5 hours). X-Ray Diffractometry was used to characterize the applied CMAS. The Visual Analysis allowed verifying that there was no wettability of the CMAS on the surface of the samples in any of the test conditions. Samples subjected to longer exposure times showed greater volume variation due to substrate oxidation. Finally, Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy was used in order to examine the possible penetration of CMAS into TBC pores. The infiltration of molten silicates was more evident in the sample treated at 1200 °C for a period of 5 hours.pt_BR
local.keywordsthermal spraypt_BR
local.keywordsthermal barrier coatingspt_BR
local.keywordsTBCpt_BR
local.keywordsmolten silicatespt_BR
local.keywordsCMASpt_BR
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentEscola de Engenharia Mackenzie (EE)pt_BR
local.publisher.initialsUPM
local.publisher.programEngenharia de Materiais e Nanotecnologiapt_BR
local.subject.cnpqTECNOLOGIA, DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAISpt_BR
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