Hypersonic plasma wind tunnel testing of ceramic composite based on ZrB2-SiC

Reference	Presenter	Authors (Institution)	Abstract
14-088	Cristian Cley Parteniani Rita	Rita, C.C.(Instituto Tecnológico de Aeronáutica/ Faculdade de Tecnologia de São Paulo); Miranda, F.S.(Instituto Tecnológico de Aeronáutica); Rocha, R.M.(Instituto de Aeronautica e Espaço); Campos, T.M.(Instituto Tecnológico de Aeronáutica); Essiptchouk, A.M.(Universidade Estadual Paulista); Petraconi Filho, G.(Instituto Tecnológico de Aeronáutica);	As cerâmicas de temperatura ultra alta (UHTC) baseadas em compósitos ZrB2-SiC estão recebendo atenção especial no desenvolvimento de sistemas de proteção térmica, principalmente em aplicações críticas, como veículos aeroespaciais hipersônicos que possuem um ambiente aero-termodinâmico severo. Neste trabalho, amostras de compostos puros de ZrB2 e ZrB2-SiC (com 10, 20 e 30% em volume de SiC) foram expostas a testes ablativos em um túnel de vento de plasma hipersônico para investigar suas propriedades ablativas. Os experimentos foram realizados a baixa pressão no plasma de ar reativo usando uma tocha de plasma de arco DC não transferida acoplada a um bico hipersônico (Mach 5), com entalpias de 17,36 MJ / kg a 26,12 MJ / kg, correspondendo a fluxos de calor de 0,52 MW / m2 a 2,2 MW / m2. Sob estas condições, a propriedade ablativa, como a taxa de perda de massa específica, foi avaliada como função do tempo de exposição e do fluxo de calor na superfície das amostras. As análises microestruturais e químicas na superfície e a seção transversal das amostras foram realizadas por SEM / EDS e XRD antes e após testes ablativos. Os resultados dos testes ablativos mostraram que os compostos de ZRB2-SiC, independentemente da concentração de SiC, aumentam a resistência à oxidação e a degradação térmica em relação ao ZrB2 puro. Em relação às secções transversais das amostras foi possível observar por SEM / EDS a formação de camada de óxido. Estes resultados mostram que o comportamento da camada de oxidação na seção transversal está diretamente relacionado à composição química de cada amostra. A formação de ZrO2 e SiO2 são produtos da oxidação do composto ZrB2,
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