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Abstract(s)
The premise that materials permeate all aspects of our day-a-day lives is well established.
The relentless pursuit for increased performance in aeronautical and aerospace industries
over the last decades has provided a solid driving force for the study, research, and investigation of advanced ceramics for numerous future investments. The advanced ceramics field is believed to be an enabling technology with the potential to deliver high-value
contributions for meeting both future needs and challenges. Moreover, the advanced ceramics industry is quite distinctive due to its high diversity and interdisciplinary nature
that encompasses an engaging number of different processing methodologies and a variety of applications. In this sense, this dissertation project focused to perform an extensive
and comprehensive literature review research, in addition to further selection, fabrication,
testing, and analysis of MgO Al2O3
, MgO CaZrO3
, and YSZ ceramic materials which are
intended to satisfy the condition of advanced multifunctional ceramic in the aeronautical
and aerospace fields. Within this framework of thought, thermal protection systems, thermal barrier coatings, and dielectric barrier discharge plasma actuator applications were
perceived and adopted as a jumping-off point. A step–by–step approach was adopted
for the experimental procedure. More precisely, initially, ceramic compositeMgO Al2O3
,
MgO CaZrO3
, and YSZ samples were manufactured through a four stages process, i.e.,
material preparation, processing, sintering, and finishing. After the rectangular plates,
bars, and disc specimens were obtained for the three referred compositions, the in-depth
study under the microstructural, physical, mechanical, thermal, and electrical characterization followed. Ultimately, many fine ceramics are multifunctional and therefore predestined to solve the forthcoming technological and engineering challenges. It is believed
that ceramics offer an enormous potential to be exploited with the knowledge of material
science, i.e., through correlations between microstructural, physical, mechanical, thermal, and electrical features.
A premissa de que os materiais são elementos essenciais e que moldam todos os aspetos do nosso dia-a-dia é bem reconhecida. A procura incansável das últimas décadas pelo aumento de desempenho nas indústrias de aeronáutica e aeroespacial forneceu uma força motriz sólida para o estudo, pesquisa e investigação das cerâmicas avançadas para inúmeras aplicações futuras. Acredita-se que o campo das cerâmicas avançadas seja uma tecnologia estimulante com potencial para fornecer contribuições de alto valor por forma a assegurar as necessidades e desafios futuros. Além disso, a indústria da cerâmica avançada é preconizada como sendo uma indústria significativamente distinta devido à sua diversidade característica e natureza interdisciplinar. Como consequência, um número elevado de diferentes metodologias de processamento, assim como uma ampla variedade de aplicações são parte integrante deste sector. Desta forma, esta dissertação teve como objetivo a realização de uma extensa e abrangente pesquisa de revisão de literatura, juntamente com a seleção, fabricação, teste e análise dos compósitos cerâmicos MgO Al2O3 , MgO CaZrO3 e YSZ que por sua vez se destinam a satisfazer a condição de cerâmica multifuncional nas áreas aeronáutica e aeroespacial. Para a concretização deste objetivo, sistemas de proteção térmica, revestimentos de barreira térmica e aplicações de atuadores a plasma de descarga de barreira dielétrica foram considerados e adotados como um ponto de partida. Uma abordagem sequencial foi empregue para a execução do procedimento experimental. Mais precisamente, inicialmente, as amostras de compósitos cerâmicos MgO Al2O3 , MgO CaZrO3 e YSZ foram fabricadas através de um processo subdividido em quatro etapas, isto é, preparação do material, processamento, sinterização e acabamento. Após a obtenção das diversas amostras, isto é, placas retangulares, barras e discos cerâmicos, para as três composições referidas, prosseguiu-se com o estudo das mesmas através da caracterização e análise das propriedades microestruturais, físicas, mecânicas, térmicas e elétricas. Em suma, conclui-se que muitas cerâmicas avançadas são na sua essência multifuncionais e, portanto, predestinadas a promover a resolução dos futuros desafios quer tecnológicos, assim como de engenharia. Por último, com o desenvolvimento desta dissertação, defende-se que as cerâmicas avançadas oferecem um proeminente potencial ainda por ser explorado com o auxílio do conhecimento da ciência dos materiais, ou seja, por meio de correlações entre características microestruturais, físicas, mecânicas, térmicas e elétricas.
A premissa de que os materiais são elementos essenciais e que moldam todos os aspetos do nosso dia-a-dia é bem reconhecida. A procura incansável das últimas décadas pelo aumento de desempenho nas indústrias de aeronáutica e aeroespacial forneceu uma força motriz sólida para o estudo, pesquisa e investigação das cerâmicas avançadas para inúmeras aplicações futuras. Acredita-se que o campo das cerâmicas avançadas seja uma tecnologia estimulante com potencial para fornecer contribuições de alto valor por forma a assegurar as necessidades e desafios futuros. Além disso, a indústria da cerâmica avançada é preconizada como sendo uma indústria significativamente distinta devido à sua diversidade característica e natureza interdisciplinar. Como consequência, um número elevado de diferentes metodologias de processamento, assim como uma ampla variedade de aplicações são parte integrante deste sector. Desta forma, esta dissertação teve como objetivo a realização de uma extensa e abrangente pesquisa de revisão de literatura, juntamente com a seleção, fabricação, teste e análise dos compósitos cerâmicos MgO Al2O3 , MgO CaZrO3 e YSZ que por sua vez se destinam a satisfazer a condição de cerâmica multifuncional nas áreas aeronáutica e aeroespacial. Para a concretização deste objetivo, sistemas de proteção térmica, revestimentos de barreira térmica e aplicações de atuadores a plasma de descarga de barreira dielétrica foram considerados e adotados como um ponto de partida. Uma abordagem sequencial foi empregue para a execução do procedimento experimental. Mais precisamente, inicialmente, as amostras de compósitos cerâmicos MgO Al2O3 , MgO CaZrO3 e YSZ foram fabricadas através de um processo subdividido em quatro etapas, isto é, preparação do material, processamento, sinterização e acabamento. Após a obtenção das diversas amostras, isto é, placas retangulares, barras e discos cerâmicos, para as três composições referidas, prosseguiu-se com o estudo das mesmas através da caracterização e análise das propriedades microestruturais, físicas, mecânicas, térmicas e elétricas. Em suma, conclui-se que muitas cerâmicas avançadas são na sua essência multifuncionais e, portanto, predestinadas a promover a resolução dos futuros desafios quer tecnológicos, assim como de engenharia. Por último, com o desenvolvimento desta dissertação, defende-se que as cerâmicas avançadas oferecem um proeminente potencial ainda por ser explorado com o auxílio do conhecimento da ciência dos materiais, ou seja, por meio de correlações entre características microestruturais, físicas, mecânicas, térmicas e elétricas.
Description
Keywords
Atuadores a Plasma de Barreira Dielétrica de Descarga Cerâmicas Avançadas Multifuncionais Compósitos
Cerâmicos Mgo Al2o3 Mgo Cazro3 Revestimentos de
Barreira Térmica Sistemas de Proteção Térmica Ysz