Revestimentos a base de Ta/Al2O3 produzidos por aspersão térmica sobre substrato metálico / Ta/Al2O3 coatings produced by thermal spray on metallic substrate

AUTOR(ES)

Marcio Willians Duarte Mendes

FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

17/09/2010

RESUMO

Substratos metálicos de aço inox 416 foram revestidos por aspersão térmica em tocha de plasma. Eles foram posicionados a uma distância de 4 e 5 cm em relação ao bocal de saída do jato de plasma. Os materiais de partida utilizados para as deposições foram pós de óxido de tântalo e alumínio. Esses dois pós foram misturados e moídos em moinho de alta energia, em seguida, imersos na tocha para produção de revestimento de alumina impregnada com partículas de tântalo com tamanho nano e micrométricos. O equipamento de aspersão utilizado foi uma tocha de plasma de arco não transferido que opera na faixa de 250 A e 30 V. Ao atingirem o jato de plasma, os pós da mistura aquecem até a temperatura de ignição da reação aluminotérmica. O calor gerado fornece energia suficiente para a fusão do produto da reação. Esse produto fundido ao chocar-se na superfície do substrato forma um revestimento composto por uma junção metal cerâmica (Ta + Al2O3). A identificação das fases e sua quantificação foram obtidas respectivamente por difração de raiosX e pelo método de Rietveld. Para determinação da morfologia e composição das partículas foram utilizados microscopia eletrônica de varredura e análise química por espectroscopia de energia dispersiva EDS, respectivamente. Também foram executadas medidas de rugosidades no substrato, medições de microdureza Vickers nas aspersões e determinação da temperatura eletrônica do jato de plasma por espectroscopia de emissão ótica EEO. Os resultados obtidos confirmaram a expectativa gerada em torno do produto final da aspersão da mistura Ta2O5 + Al, tanto na formação de partículas nanométricas de tântalo quanto no formato final delas. A temperatura de excitação dos elétrons apresentou valores de 3000, 4500 e 8000 K para fluxos de 10, 20 e 30 l/min respectivamente, esses valores foram tomados na saída do bocal do jato de plasma. A temperatura termodinâmica, em torno de 1200 C mostrou-se eficiente para o processo de redução do Ta2O5

ASSUNTO(S)

aspersão térmica tocha de plasma revestimento ta/al2o3 partículas nanométricas redução aluminotérmica engenharia de materiais e metalurgica thermal spray plasma torch ta/al2o3 coating nano-sized particles aluminothermic reduction

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