Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-08-04T12:41:31Z
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Previous issue date: 2016-02-26 / FACEPE / A indústria aeroespacial é um setor que contribui significativamente para o
desenvolvimento econômico e social de alguns países. A confiabilidade e a
disponibilidade de seus equipamentos são uma preocupação constante, uma vez que
estes operam a temperaturas elevadas. Dentre os equipamentos que mais falham
prematuramente devido à temperatura, destacam-se os bocais de exaustão das turbinas a
gás, compostos por um conjunto de ligas à base de níquel ou à base de cobalto. No
entanto, os fabricantes de turbinas tem demonstrado um maior interesse no uso de
compósitos cerâmicos para revestimento nas seções quentes, devido sua maior
capacidade de suportar altas temperaturas e exigência de menor refrigeração do ar. Mas
a fragilidade intrínseca das cerâmicas é ainda um fator limitante para o uso destes
materiais em estruturas mecânicas e aplicações industriais. Para reduzir fragilidade e
aumentar resistência mecânica e tenacidade, normalmente as cerâmicas são reforçadas
com incorporação de aditivos. Estudos vêm sendo realizados acerca da utilização da
zircônia incorporada com outros óxidos, pois em comparação com outros cerâmicos, a
zircônia tem propriedades mecânicas superiores, tais como alta resistência mecânica,
estabilidade química e boa tenacidade à fratura. Neste trabalho foram produzidos
compósitos cerâmicos zircônia-titânia (ZrO2-TiO2) reforçados com um óxido de terra
rara, lantânio (La2O3), variando o teor de TiO2 em 5%, 10%, 15% e 20% e o teor de
La2O3 em 5%, 7% e 10%. Os compósitos foram produzidos por processo
termomecânico e sinterizados à 1385°C. Posteriormente, foram caracterizados quanto à
estrutura, microestrutura e propriedades mecânicas através de difração de raios X,
densidade relativa, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura,
espectroscopia de energia dispersiva e microdureza Vickers. A microestrutura do
material sinterizado revelou uma boa homogeneidade em distribuição e tamanho de
partículas, e a microdureza Vickers mostrou que o compósito com 15% de TiO2 e 10%
de La2O3 obteve um melhor resultado, indicando que este possui boas propriedades
físicas que apontam para uma possível aplicabilidade. No entanto, é necessário avaliar
outras propriedades mecânicas a fim de garantir sua utilização como revestimento
cerâmico de exaustores de turbinas a gás aeroespaciais. / The aerospace industry is a sector that contributes significantly to the economic and
social development of some countries. The reliability and availability of your equipment
is a constant concern, since they operate at high temperatures. Among the equipment
more fail prematurely due to temperature, we highlight the exhaust nozzles of gas
turbines, comprising a set of nickel based alloys or cobalt-based. However, turbine
manufacturers have shown an increased interest in the use of ceramic composite coating
on hot sections due to their greater ability to withstand high temperatures and requiring
less cooling air. But the intrinsic brittleness of ceramics is still a limiting factor for the
use of these materials in mechanical and industrial applications structures. To reduce
brittleness and increase strength and toughness, typically ceramics are reinforced by
incorporation of additives. Studies have been conducted on the use of zirconia
incorporated with other oxides, as compared to other ceramic, zirconia has superior
mechanical properties such as high mechanical strength, chemical stability and good
fracture toughness. In this work we were produced composite ceramic zirconia-titania
(ZrO2-TiO2) reinforced with a rare earth oxide, lanthanum (La2O3), varying the TiO2
content of 5%, 10%, 15% and 20%, and the La2O3 content 5%, 7% and 10%. The
composites were produced by thermomechanical process and sintered at 1385 ° C.
Later, they were characterized as to structure, microstructure and mechanical properties
through X-ray diffraction, relative density, optical microscopy, scanning electron
microscopy, energy dispersive spectroscopy, and microhardness. The microstructure of
the sintered material showed a good homogeneous distribution and particle size, and
Vickers microhardness showed that the composite with 15% TiO2 and 10% La2O3
obtained best results, indicating that it has good physical properties which indicate a
possible applicability. However, it is necessary to assess other mechanical properties to
ensure their use as ceramic coating aerospace gas turbine exhaust.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/17607 |
| Date | 26 February 2016 |
| Creators | GOMES, Natasha Lopes |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/0900173884647980, YADAVA, Yogendra Prasad |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Engenharia Mecanica, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Breton |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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