Interdifusão em aluminetos de V e determinação de grandezas cinéticas - Silveira, Vitória de Melo (2024)
O estudo de fenômenos cinéticos é essencial na compreensão de propriedades físico-químicas e mecânicas dos materiais, como resistência à corrosão, à oxidação e fluência. Um desses fenômenos é a difusão, cujos processos são amplamente explorados em muitos setores industriais, a exemplo de tratamentos térmicos superficiais para a melhoria de propriedades que regem durabilidade, segurança e estabilidade térmica. Aplicações de materiais estruturais em ambientes com condições críticas de tensão e temperatura, tais como aquelas encontradas em turbinas aeronáuticas e reatores nucleares, demandam propriedades mecânicas adequadas e boa resistência química. Ligas que contenham vanádio, que é um metal de alto ponto de fusão e baixa massa específica (comparado a outros metais refratários/reativos), são exemplos de materiais que atendem a esses requisitos quando utilizados com camadas protetoras, por exemplo revestimentos à base de alumínio. O presente trabalho objetiva a determinação de grandezas cinéticas, mais especificamente constantes de crescimento e coeficientes de interdifusão, para aluminetos de vanádio. Pares de difusão Al-V foram feitos pela técnica de pack cementation, em temperaturas de 800, 850, 900, 950 e 1000°C por tempos de 4 a 25 horas, durante os quais ocorreu a interdifusão dos elementos e o crescimento de produtos de difusão. Os substratos revestidos foram caracterizados microestruturalmente por difratometria de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia dispersiva de energia (EDS). Foram calculadas constantes de crescimento e coeficientes de interdifusão nas cinco temperaturas mencionadas, pelo modelo de Wagner (1969), para as fases VAl3, V5Al8 e (V). Os valores das constantes de crescimento variaram, aproximadamente, entre 10-13 e 10-10 cm2.s-1, enquanto os coeficientes de interdifusão entre 10-12 e 10-11 cm2.s-1. Os dados cinéticos obtidos aqui podem ser usados para contribuir na construção de bases de dados cinéticos, fundamentais para avaliar a vida útil de materiais em aplicações em altas temperaturas.