Projeto e Desenvolvimento de Compósitos de Matriz Cerâmica para Aplicações em Aeronáutica

Este trabalho enquadra-se na necessidade dos fabricantes de aeronaves em produzirem novos componentes, capazes de contribuir para a diminuição da emissão de gases poluentes e do consumo de combustível, melhorando a performance da aeronave. Sendo os compósitos de matriz cerâmica o principal sucessor...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Araújo, André Dias (author)
Format: masterThesis
Language:por
Published: 2021
Subjects:
Online Access:http://hdl.handle.net/10400.6/8862
Country:Portugal
Oai:oai:ubibliorum.ubi.pt:10400.6/8862
Description
Summary:Este trabalho enquadra-se na necessidade dos fabricantes de aeronaves em produzirem novos componentes, capazes de contribuir para a diminuição da emissão de gases poluentes e do consumo de combustível, melhorando a performance da aeronave. Sendo os compósitos de matriz cerâmica o principal sucessor das superligas de níquel utilizadas atualmente. Com este trabalho pretendeu-se propor, desenvolver e caracterizar CMC’s contendo na sua matriz zirconato de cálcio (CaZrO3). Selecionaram-se dois materiais de reforço, o óxido de magnésio (MgO) e o dióxido de titânio (TiO2), e analisou-se a influência da sua adição à matriz de zirconato de cálcio. Obtiveram-se materiais de 3 composições diferentes (CaZrO3, CaZrO3+MgO e CaZrO3+MgO+TiO2) após homogeneização e moagem das composições, prensagem unidirecional a frio e sinterização otimizada em atmosfera oxidante. Os materiais foram caracterizados fisicamente (porosidade e densidade), mecanicamente (flexão em 3 pontos, compressão, dureza e tenacidade à fratura), microestruturalmente (microestrutura e superfície de fratura) e eletricamente (resistividade). Concluiu-se que tanto a adição do MgO como do TiO2 melhoram as propriedades mecânicas do zirconato de cálcio, sendo que a adição do TiO2 foi a mais significativa. Para a composição CaZrO3+MgO+TiO2 obteve-se uma densidade teórica de 99%, sendo também aquela onde se obteve melhores valores de resistência mecânica (126 MPa para a resistência à flexão e 220 MPa para a resistência à compressão). Da observação microestrutural observou-se diferentes modos preferenciais de fratura – grãos de MgO têm fratura preferencial transgranular e os de TiO2 intergranular. Para a caracterização elétrica não foi possível obter os valores desejados, uma vez que as 3 composições apresentaram elevados valores de resistividade superficial em área.