ISSN 2594-5327
59º Congresso anual — Vol. 59 , num. 1 (2004)
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Resumo
O objetivo desse artigo é mostrar os resultados da deposição de camadas de ligação aplicadas por deposição física de vapores por feixe de elétrons (electron beam physical vapor deposition – EB-PVD). A camada de ligação tem duas funções: promover a adesão entre a camada cerâmica e o substrato e funcionar como uma barreira contra sua oxidação. As técnicas usuais para a produção da BC são a aspersão térmica ou técnicas de difusão, no entanto, os métodos convencionais apresentam limitações. Palhetas de turbinas trabalham em condições adversas, em atmosferas corrosivas e em elevadas temperaturas e pressões comprometendo sua integridade. A utilização de revestimentos como forma de barreira térmica (thermal barrier coatings - TBCs) aplicados sobre materiais metálicos por diversas técnicas aumenta a vida útil ou mesmo a temperatura de trabalho das palhetas. A configuração mais utilizada para os TBCs é uma camada de material cerâmico aplicado sobre uma camada de ligação (bond coating - BC) constituída por um composto intermetálico, ambas são aplicadas sobre um substrato metálico. Neste trabalho empregou-se a técnica EB-PVD, onde pastilhas sinterizadas de uma liga de Ni, Cr, Al e Y (MCrAlY) foram evaporadas utilizando-se a energia de um feixe de elétrons e posteriormente condensadas no substrato. Como vantagem, esta técnica, permite obter depósitos constituídos por ligas de diversos componentes com alta produtividade. Existem, no entanto, algumas desvantagens, devido às diferenças nas pressões de vapor dos componentes individuais e interações entre eles, a evaporação de ligas é um processo seletivo o que produz revestimentos com estratificação composicional. Amostras de revestimentos obtidas em diferentes condições de deposição foram analisadas usando espectroscopia por difração de raios-X (XRD), microscopia eletrônica de varredura (SEM) e espectroscopia por dispersão de energia (EDS). As análises por EDS da camada depositada mostraram variações na composição química ao longo da secção transversal. Apesar destas variações, as fases previstas pelo diagrama Al-Ni foram obtidas. As análises por XRD mostraram a presença das fases AlNi₃ e AlNi, o que está de acordo com o referido diagrama para a composição do MCrAlY utilizado como fonte de vapor. Dependendo da temperatura do substrato, trincas podem se formar.
O objetivo desse artigo é mostrar os resultados da deposição de camadas de ligação aplicadas por deposição física de vapores por feixe de elétrons (electron beam physical vapor deposition – EB-PVD). A camada de ligação tem duas funções: promover a adesão entre a camada cerâmica e o substrato e funcionar como uma barreira contra sua oxidação. As técnicas usuais para a produção da BC são a aspersão térmica ou técnicas de difusão, no entanto, os métodos convencionais apresentam limitações. Palhetas de turbinas trabalham em condições adversas, em atmosferas corrosivas e em elevadas temperaturas e pressões comprometendo sua integridade. A utilização de revestimentos como forma de barreira térmica (thermal barrier coatings - TBCs) aplicados sobre materiais metálicos por diversas técnicas aumenta a vida útil ou mesmo a temperatura de trabalho das palhetas. A configuração mais utilizada para os TBCs é uma camada de material cerâmico aplicado sobre uma camada de ligação (bond coating - BC) constituída por um composto intermetálico, ambas são aplicadas sobre um substrato metálico. Neste trabalho empregou-se a técnica EB-PVD, onde pastilhas sinterizadas de uma liga de Ni, Cr, Al e Y (MCrAlY) foram evaporadas utilizando-se a energia de um feixe de elétrons e posteriormente condensadas no substrato. Como vantagem, esta técnica, permite obter depósitos constituídos por ligas de diversos componentes com alta produtividade. Existem, no entanto, algumas desvantagens, devido às diferenças nas pressões de vapor dos componentes individuais e interações entre eles, a evaporação de ligas é um processo seletivo o que produz revestimentos com estratificação composicional. Amostras de revestimentos obtidas em diferentes condições de deposição foram analisadas usando espectroscopia por difração de raios-X (XRD), microscopia eletrônica de varredura (SEM) e espectroscopia por dispersão de energia (EDS). As análises por EDS da camada depositada mostraram variações na composição química ao longo da secção transversal. Apesar destas variações, as fases previstas pelo diagrama Al-Ni foram obtidas. As análises por XRD mostraram a presença das fases AlNi₃ e AlNi, o que está de acordo com o referido diagrama para a composição do MCrAlY utilizado como fonte de vapor. Dependendo da temperatura do substrato, trincas podem se formar.
Palavras-chave
EB-PVD, MCrAlY, palhetas de turbina
EB-PVD, MCrAlY, palhetas de turbina
Como citar
Almeida, Daniel Soares de; Silva, Cosme Roberto Moreira da; Nono, Maria do Carmo Andrade; Cairo, Carlos Alberto Alves.
ELECTRON BEAM PHYSICAL VAPOR DEPOSITION (EB-PVD) OF AN INTERMETALLIC COMPOUND – PRODUCTION AND MICROSTRUCTURAL INVESTIGATIONS,
p. 504-513.
In: 59º Congresso anual,
São Paulo, Brasil,
2004.
ISSN: 2594-5327, DOI 10.5151/2594-5327-3663
