Aplicação de revestimentos cerâmicos para proteção térmica e química com lasers de CO2

Resumo

Palhetas de turbinas de aeronaves e de termoelétricas estão sujeitas a reações de oxidação, por operarem em ambientes agressivos e em elevadas temperaturas e pressões. Para evitar este efeito revestimentos cerâmicos são aplicados sobre o substrato metálico. Dentre as cerâmicas mais empregadas destaca-se a zircônia estabilizada com ítria. Como as características físico-químicas de metais e cerâmicas são muito divergentes é comum a utilização de uma camada ligante entre esses dois materiais, promovendo maior aderência e uma gradual mudança no coeficiente de expansão térmica. Este projeto tem como objetivo estudar as tecnologias para tratamento de superfícies cerâmicas de palhetas de turbinas com técnicas a laser. A estruturação superficial dos substratos metálicos será realizada com um laser de Yb:fibra para aumentar a adesão da camada de ligante. Na sequência, a camada de ligante será depositada e irradiada com um laser de CO2, visando a formação de uma ligação metalúrgica com o substrato. Sobre o ligante será depositado o revestimento de zircônia estabilizada com ítria, que também será tratado por um laser de CO2, com o objetivo de controlar a microestrutura e fechar os poros superficiais. A influência do tratamento a laser nas propriedades dos revestimentos em todas as etapas mencionadas será analisada por meio de diferentes técnicas de caracterização microestrutural, mecânica e química. A estabilidade térmica dos revestimentos será avaliada mediante a utilização de um feixe de laser de CO2 desfocalizado, com monitoramento das temperaturas na superfície da cerâmica e na região do substrato metálico. (AU)