Neste trabalho foi investigada experimentalmente a nitretação da zircônia parcialmente estabilizada com ítria em um plasma de micro-ondas à pressão atmosférica. As características morfológicas, mecânicas e físico-químicas da camada resultante do processo de nitretação a plasma foram analisadas por diferentes métodos, tais como microscopia óptica e eletrônica de varredura, microdureza, difração de raios X, perfilometria química elementar por reação nuclear ressonante, por espectrometria de massas de espécies secundárias neutras e análise química composicional por espectroscopia de fotoelétrons induzidos por raios X. A estrutura da camada nitretada a plasma é complexa, sendo composta de zircônia tetragonal e cúbica, bem como de nitreto e oxinitreto de zircônio. A taxa de crescimento da camada nitretada foi de aproximadamente 4 μm min-1, muito maior do que as obtidas por qualquer outro método relatado na literatura, enquanto que a dureza teve um aumento típico da ordem de 50% em relação à dureza da zircônia parcialmente estabilizada com ítria. A adesão da camada nitretada ao substrato de zircônia é assegurada pelo fato que a camada de ZrN cresce à partir do substrato por um mecanismo ativado termicamente, mediante o qual átomos de N substituem átomos de O na matriz da zircônia. / High temperature plasma nitriding of yttria-partially stabilized zirconia in atmospheric pressure microwave plasma was investigated. The morphological, mechanical and physico-chemical characteristics of the resulting nitrided layer were characterized by different methods, like optical and scanning electron microscopy, micro-indentation, X-ray diffraction, narrow resonant nuclear reaction profiling, secondary neutral mass spectrometry, and X-ray photoelectron spectroscopy, aiming at investigating the applicability of this highly efficient process for nitriding of ceramics. The structure of the plasma nitrided layer was found to be complex, composed of tetragonal and cubic zirconia, as well as zirconium nitride and oxynitride. The growth rate of the nitrided layer, ~ 4 μm min-1, is much higher than that obtained by any other previous nitriding process, whereas a typical 50% increase in Vickers hardness over that of yttria-partially stabilized zirconia was observed. The adherence of the nitrided layer to the zirconia substrate is assured by the fact that the ZrN layer grows from the substrate through a thermally activated mechanism whereby N atoms replace O atoms in the zirconia network.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ucs.br:11338/395 |
| Date | 05 May 2009 |
| Creators | Milani, Raquel |
| Contributors | Zorzi, Janete Eunice |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UCS, instname:Universidade de Caxias do Sul, instacron:UCS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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