Departamento de Ciências Aeroespaciais
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Browsing Departamento de Ciências Aeroespaciais by Subject "3ysz"
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- Otimização de compósitos multifásicos de zircónia para aplicações termomecânicas aeronáuticasPublication . Balça, Filipa Alexandra Barbosa; Silva, Abílio Manuel Pereira da; Brojo, Francisco Miguel Ribeiro ProençaPerante as crescentes demandas energéticas e de recursos, é imperativo desenvolver turbinas a gás para a indústria aeronáutica cada vez mais eficientes e duráveis. A elevada eficiência térmica do motor de turbina a gás, devido ao aumento da temperatura de operação, é possível ser alcançada através da camada cerâmica do sistema revestimento de barreira térmica, cujo aplica-se sobre os componentes metálicos. A zircónia estabilizada com ítria (YSZ) é a cerâmica predileta para proteção térmica de substratos metálicos da turbina a gás, dado que é detentora de baixa condutividade térmica, coeficiente de expansão térmica similar à superliga de níquel e boa resistência à propagação do dano. Novas arquiteturas baseadas em YSZ têm sido estudadas, para desenvolver novos materiais com propriedades superiores. Assim, a presente dissertação consistiu no fabrico como respetiva caracterização microestrutural, física, mecânica e térmica de sete distintos compósitos cerâmicos multifásicos que tiveram como base a zircónia pura ZrO2 (fase monoclínica), 3YSZ (fase tetragonal) e 8YSZ (fase cúbica). Com recurso à metodologia de experiências com misturas obteve-se a superfície de resposta estimada de cada propriedade, para qualquer combinação das três matérias-primas. De acordo com as estimativas, os compósitos detêm resistência à tração superior a 104 MPa, à exceção dos constituídos somente pela fase cúbica e monoclínica. No que se refere à tenacidade à fratura, materiais somente com a fase tetragonal e compósitos binários em que a fase monoclínica está presente atingem aproximadamente de 5 MPa.m1/2 . A presença de cristais referentes à fase monoclínica é um admirável reforço para a tenacidade à fratura devido à deflexão de fissuras. A fase cúbica sobrepõe-se quando é desejável alta dureza, cerca de 11 GPa, e baixa condutividade térmica, inferior a 2 W/m.K.