BR112017024845B1 - Material compósito, componente de passagem de gás quente (hgp), processo para produção de material compósito - Google Patents
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Abstract
material compósito, processo para produção do material compósito e componente de passagem de gás quente. trata-se de um material compósito com base em silicieto que compreende tanto um silicieto de mo, b, w, nb, ta, ti, cr, co, y ou uma combinação dos mesmos, si3n4 e pelo menos um óxido, quanto um processo para produção do mesmo.
Description
[001] A presente invenção refere-se, principalmente, a um material compósito com base em silicieto e a um processo para produção do mesmo.
[002] Para aplicações de turbina a gás (pás, bocais, invólucros) são usadas superligas com base em níquel.
[003] No entanto, nesse campo, as superligas com base em níquel se deparam com uma limitação fundamental, isto é, seu ponto de fusão. Visto que as superligas avançadas fundem em temperaturas na ordem de 1.350 °C, um reforço significativo pode ser obtido apenas em temperaturas abaixo de 1.150 °C.
[004] A este respeito, as investigações sobre novos materiais adequados para aplicações de turbina a gás estão começando a acelerar com o objetivo de exceder os limites mecânicos e físicos das superligas. O desenvolvimento pretendido pode apenas ser alcançado fornecendo-se o aperfeiçoamento das propriedades essenciais dos materiais estruturais tais como fadiga térmica, resistência à oxidação, relação de força/peso e dureza de fratura. Existem dois tipos diferentes de materiais que são candidatos para resistir às condições operacionais em torno de 1.200 °C; o primeiro é a cerâmica estrutural tal como SiC, Si3N4 e o segundo são os silicietos estruturais, tal como MoSi2.
[005] Nessa perspectiva, os materiais que compreendem sistema de MoSi2 + Si3N4 são desenvolvidos, que têm baixa densidade, excelente resistência de oxidação, resistência flexural e propriedades de deslizamento. No entanto, até agora os ditos materiais, tipicamente produzidos por sinterização, não são usados por aplicações de turbina a gás devido a sua baixa dureza de fratura (inferior a 10 MPa m0,5).
[006] Por esse motivo, existe uma necessidade geral para materiais adequados para aplicações de turbina a gás, que mostram boas propriedades em termos de fadiga térmica nas condições operacionais, baixa densidade, resistência à oxidação, resistência flexural, propriedades de deslizamento e dureza de fratura.
[007] Uma ideia importante é fornecer um material em que a mistura de um pó de silicieto e Si3N4 é desempenhada na presença de partículas de óxido a fim de controlar a microestrutura final e realçar as propriedades mecânicas.
[008] Outra ideia importante é aperfeiçoar o processo de produção do dito material, portanto, superando as limitações observadas para o processo de sinterização.
[009] As primeiras realizações da presente invenção correspondem a um material compósito com base em silicieto que compreende um silicieto de Mo, B, W, Nb, Ta, Ti, Cr, Co, Y ou uma combinação dos mesmos, Si3N4 e pelo menos um óxido selecionado a partir do grupo que consiste em óxidos de ítrio, óxidos de cério e combinações dos mesmos.
[010] As segundas realizações da presente invenção correspondem a um processo para produção do material compósito com base em silicieto, sendo que o dito processo compreende as etapas de: 1) fornecer pós de silicieto, Si3N4, e pelo menos um óxido, 2) misturar homogeneamente os pós, iii) repousar pelo menos uma primeira camada de pós misturados sobre uma superfície de suporte, iv) difundir pelo menos uma parte dos pós ativando-se uma fonte de alimentação, sendo que a dita fonte tem uma potência de energia de 150 a 1.000 W, e v) permitir que os pós difundidos resfriem e solidifiquem, portanto, obtendo o material compósito com base em silicieto.
[011] Em geral, o processo pode ser conduzido até que uma espessura e um formato desejado do material compósito com base em silicieto sejam alcançados.
[012] As terceiras realizações da presente invenção correspondem a um material compósito com base em silicieto obtenível pelo processo acima.
[013] Em geral, o dito material mostra propriedades mecânicas, físicas e térmicas notavelmente aperfeiçoadas em relação às superligas convencionais.
[014] As quartas realizações da presente invenção correspondem a um componente de passagem de gás quente de turbina a gás (HGP), tais como uma pá, um bocal e um invólucro, feito do material acima.
[015] As Figuras anexas, que estão incorporadas no presente documento e constituem uma parte do relatório descritivo, ilustram realizações da presente invenção e, conjuntamente com a descrição detalhada, explicam essas realizações. Nas Figuras: a Figura 1 mostra seções transversais esquemáticas de um aparelho de Difusão Direta de Metal por Laser (DMLM); e a Figura 2 mostra as etapas de processo principais quando um aparelho de DMLM é usado.
[016] A descrição a seguir de realizações se refere às figuras anexas.
[017] A descrição a seguir não limita a invenção. Em vez disso, o escopo da invenção é definido pelas reivindicações anexas.
[018] A referência por todo o relatório descritivo a “uma (1) realização” ou “uma realização” significa que uma função, estrutura ou característica particular descrita em conexão com uma realização é incluída em pelo menos uma realização da invenção. Portanto, a ocorrência das expressões “em uma (1) realização” ou “em uma realização” em vários momentos ao longo do relatório descritivo não se refere necessariamente à mesma realização. Adicionalmente, as funções, estruturas ou características particulares podem ser combinadas de qualquer maneira adequada em uma ou mais realizações.
[019] As primeiras realizações da presente invenção correspondem a um material compósito com base em silicieto que compreende - um silicieto de Mo, B, W, Nb, Ta, Ti, Cr, Co, Y ou uma combinação dos mesmos, - Si3N4, e - pelo menos um óxido selecionado a partir do grupo que consiste em óxidos de ítrio, óxidos de cério e combinações dos mesmos.
[020] O dito silicieto é, preferencialmente, selecionado a partir do grupo que consiste em MoSi2, Mo5SiB2, Mo3Si, Mo5SiB2, α-Mo-Mo5SiB2-Mo3Si, WSi2, NbSi2, TaSi2, TiSi2, CrSi2, CoSi2, YSi2, Mo5Si3, Ti5Si3 e combinações dos mesmos.
[021] Em realizações preferenciais, o dito silicieto é selecionado a partir do grupo que consiste em MoSi2, Mo5SiB2, Mo3Si, Mo5SiB2, α-Mo- Mo5SiB2-Mo3Si, Mo5Si3 e combinações dos mesmos.
[022] Em realizações particulares, o material acima pode compreender - pelo menos 35% em peso de silicieto, - 15 a 45% em peso de Si3N4, - 0,5 a 15% em peso de pelo menos um óxido, - até 4% em peso de impurezas.
[023] As possíveis impurezas compreendem Al, C, Fe, Ca, O, N ou uma combinação dos mesmos.
[024] Em algumas realizações do material acima, o dito pelo menos um óxido é selecionado a partir do grupo que consiste em combinações de óxidos de ítrio e óxidos de cério.
[025] Em realizações preferenciais do material acima, o dito pelo menos um óxido é uma combinação de um óxido de ítrio e um óxido de cério.
[026] Em realizações mais preferenciais, o material acima compreende - 20 a 40% em peso de Si3N4, - 0,5 a 8% em peso de Y2O3, - 0,5 a 6% em peso de CeO2, - até 4% em peso de impurezas.
[027] Em realizações particularmente preferenciais, o material compreende - 20 a 40% em peso de Si3N4, - 0,5 a 6% em peso de Y2O3, - 0,5 a 4% em peso de CeO2, - < 0,1% em peso de Al, - < 0,5% em peso de C, - < 0,1% em peso de Fe, - < 0,1% em peso de Ca, - < 1,5% em peso de O, - < 0,5% em peso de N, sendo que o restante é MoSi2.
[028] Preferencialmente, o dito material tem uma porosidade inferior a 0,5%, uma densidade de 4 a 5 g/cm3, uma estrutura de grão direcionalmente solidificada e um tamanho de grão médio de 50 a 150 μm.
[029] A dimensão máxima dos poros, mensurável por SEM, está abaixo de 100 μm.
[030] Em realizações preferenciais, o material tem um limite de resistência (UTS) maior que 700 MPa a 23 °C e maior que 550 MPa a 900 °C.
[031] Em outras realizações preferenciais, o material tem um módulo de Young (E) maior que 300 GPa a 23 °C e maior que 290 MPa a 900 °C.
[032] Em realizações preferenciais adicionais, o material tem um Valor Crítico de Fator de Intensidade de Tensão (Kc) maior que 5 MPa/m a 23 °C e maior que 10 MPa/m a 900 °C.
[033] Em realizações mais preferenciais, o material compreende α-Si3N4 e β-Si3N4, sendo que o último é acicular. Na verdade, o processo aditivo promove o crescimento de β-Si3N4 acicular; o pelo menos um óxido, preferencialmente na forma de grãos que têm tamanho médio < 50 μm, induz a deflexão de fenda, portanto esse tipo de microestrutura é desejável a fim de aumentar a dureza de fratura.
[034] A microestrutura resultante do material são partículas de silicieto e Si3N4 bem dispersas circundadas por uma fase de delimitação de grão. Nenhuma reação ocorre entre silicieto e Si3N4 e nenhuma fenda é detectada apesar da incompatibilidade de expansão térmica entre os dois compostos. Os óxidos são implantados em delimitações de grão que devem ser completamente amorfas.
[035] O β-Si3N4 acicular é desenvolvido e isso pode ser confirmado por medições de XRD.
[036] Em resumo, as microestruturas finais são compostas por grãos de Si3N4 (substancialmente arredondados na forma cristalográfica α e aciculares na β), por grãos de silicieto e por uma fase amorfa nas delimitações de grão que contêm os óxidos (ítrio e cério).
[037] As segundas realizações da presente invenção correspondem a um processo para produção do material compósito com base em silicieto, sendo que o dito processo compreende as etapas de: i) fornecer pós de silicieto, Si3N4, e pelo menos um óxido, j) ) misturar homogeneamente os pós, k) i) repousar pelo menos uma primeira camada de pós misturados sobre uma superfície de suporte, l) ) difundir pelo menos uma parte dos pós ativando-se uma fonte de alimentação, sendo que a dita fonte tem uma potência de energia de 150 a 1.000 W, e v) permitir que os pós difundidos resfriem e solidifiquem, portanto, obtendo o material compósito com base em silicieto.
[038] Na etapa iv), a dita fonte de alimentação pode ser laser ou feixe de elétron. Preferencialmente, a dita fonte de alimentação é um laser.
[039] Em particular, a etapa iv) pode ser desempenhada por Difusão Direta de Metal por Laser (DMLM), Difusão Seletiva por Laser (SLM), Sinterização Seletiva por Laser (SLS), Formação de Metal por Laser (LMF) ou Difusão por Feixe de Elétron (EBM).
[040] Em realizações preferenciais, a etapa iv) é desempenhada por Difusão Direta de Metal por Laser (DMLM), mais preferencialmente, a uma potência de energia em torno de 300 W.
[041] O processo acima pode ser conduzido até que uma espessura e um formato desejado do material compósito com base em silicieto sejam alcançados. A este respeito, o processo pode compreender, adicionalmente, as etapas de: w) ) repousar uma segunda camada de pós misturados no material compósito de silicieto obtidos na etapa v), sendo que a segunda camada pelo menos cobre, parcialmente, a superfície de material, x) i) repetir as etapas iv) e v), portanto, obtendo uma segunda camada do material compósito com base em silicieto, que adere ao material compósito com base em silicieto da etapa v), e opcionalmente y) ii) repetir as etapas vi) e vii) repousando-se uma terceira camada e camadas adicionais de pós misturados, até que uma espessura e um formato desejado do material compósito com base em silicieto sejam alcançados.
[042] Deve-se observar que o processo acima pode ser considerado um processo de fabricação, em que o ‘aditivo’ é o dito pelo menos um óxido. Esse tipo de processo é econômico, flexível e eficiente, segundo o qual, componentes de máquina de formato complexo podem ser facilmente produzidos a baixo custo. O uso de processos de fabricação aditiva seria altamente desejável para a produção de componentes de turbomáquina ou turbina a gás que devem satisfazer requerimentos rigorosos quanto à resistência mecânica sob intensas condições operacionais, tal como alta resistência de deslizamento em alta temperatura sob condições de fadiga, por exemplo.
[043] O processo acima permite um artigo que tem um formato complexo a ser fabricado camada-por-camada a partir de pós, que são localmente fundidos usando-se uma fonte de alimentação. Como dito, a fonte de alimentação preferencial é um laser, conforme o aparelho de DMLM da Figura 1. Fabricação de aditivo sob atmosfera controlada, por exemplo, com a utilização de gás inerte, e/ou sob condições de vácuo, previne alteração química.
[044] O processo preferencial desempenhado usando-se o aparelho de DMLM pode ser ilustrado como a seguir, com referência às Figuras 1 e 2.
[045] Uma primeira camada de pós misturados (pó 3, Figura 1) a partir de um recipiente de pó é distribuída em uma mesa móvel (plataforma de construção 4, Figura 1) movendo-se o recipiente de material de pó uma ou mais vezes ao longo da mesa móvel que é colocada na altura da superfície- alvo, por meio de, por exemplo, uma lâmina (lâmina 6, Figura 1). A espessura de camada de pó é, preferencialmente, inferior a 0,06 mm (60 mícrons), mais preferencialmente, inferior a 0,04 mm (40 mícrons). Prefere-se, particularmente, uma espessura de camada em torno de 0,02 mm.
[046] Uma vez que a primeira camada de pós misturados foi preparada (9, deposição (lâmina), Figura 2), a fonte de alimentação (laser 1 e feixe de laser 2, Figura 1) é ativada e controlada de modo a fundir, localmente, os pós (parte difundida 5, Figura 1) em uma porção desejada da camada, correspondente a seções transversais do produto final a ser fabricado. A fonte de alimentação tem uma potência de energia preferencialmente de 150 a 370 W, mais preferencialmente, em torno de 300 W.
[047] O espaçamento de varredura de fonte de energia é, preferencialmente, disposto a fim de fornecer sobreposição substancial de linhas de varredura adjacentes. Uma varredura de sobreposição pela fonte de energia possibilita redução de deformação por fadiga a ser fornecida pela varredura adjacente subsequente, e pode fornecer de modo eficaz um material tratado com aquecimento contínuo. O espaçamento de varredura de fonte de energia é preferencialmente inferior a 0,1 mm (100 mícrons), mais preferencialmente, inferior a 0,05 mm (50 mícrons). Prefere-se, particularmente, que o espaçamento de varredura seja em torno de 0,03 mm.
[048] Após difusão (10, difusão (laser), Figura 2), permite-se que o material resultante resfrie e solidifique. Os pós do lado de fora das delimitações das seções transversais do produto final a ser fabricado (7, modelo 3D, e 8, cortar, Figura 2), permanecem na forma de pó.
[049] Uma vez que a primeira camada tenha sido processada como descrito acima, a mesa móvel é rebaixada (11, plataforma de rebaixamento, Figura 2) e uma camada subsequente de pós misturados é distribuída em cima da primeira camada. A segunda camada de pós misturados é, por sua vez, seletivamente fundida e subsequentemente permitida a resfriar e solidificar. Difusão e solidificação são desempenhadas de tal modo que cada porção de camada aderirá à porção de camada previamente formada. O processo é gradualmente repetido, até o produto final inteiro ser formado, adicionando-se, subsequentemente, uma camada de pó misturado após a outra e difundindo-se e solidificando-se, seletivamente, as porções de camada correspondente às seções transversais subsequentes do produto final desejado, como mostrado de modo ilustrativo na Figura 2 (7, modelo 3D, e 8, cortar).
[050] Uma vez que o produto tenha sido concluído, os pós que não foram difundidos e solidificados podem ser removidos e, vantajosamente, reciclados.
[051] Deve-se observar que a etapa de difusão, preferencialmente por meio de DMLM, permite obter fusão dos pós ao invés de sinterização. Dessa maneira, é possível ter uma microestrutura mais homogênea e evitar deficiência de sinterização entre as partículas que resulta em uma fragilidade mecânica. Além disso, todos os benefícios associados à tecnologia de AM para a aplicação de turbina a gás são adquiridos: evita moldes dispendiosos, redução de curto, redução de tempo de execução, novo projeto. Por exemplo, a aplicação desses materiais compósitos com base em silicieto em componentes de passagem de gás quente (HGP) de turbina a gás permitirá o aumento de potência de turbina a gás e eficiência reduzindo-se ou evitando-se o resfriamento de componente. Isso é possível projetando-se partes não resfriadas (sem canais de resfriamento interno) respeitantes ao material descrito acima, que é um estimulador para aumentar a temperatura de metal de componente.
[052] Opcionalmente, a fim de reduzir, adicionalmente, a porosidade e aumentar a densidade do material final, o mesmo pode ser tratado, adicionalmente, por Processamento Isostático Quente, de preferência após tratamento de deformação por fadiga compressivo. O processamento Isostático Quente pode ser conduzido no material antes da remoção a partir da superfície de suporte.
[053] Adicionalmente, o processo também pode compreender uma etapa adicional de tratamento a quente de solução do material.
[054] Alternativamente, o processo para produção do material compósito com base em silicieto compreende as etapas de: z) fornecer pós de silicieto, Si3N4, e pelo menos um óxido, aa) misturar homogeneamente os pós, bb) repousar pelo menos uma primeira camada de pós misturados sobre uma superfície de suporte, cc) depositar gotículas de aglutinante na camada de pós misturados, e dd) permitir que os pós sequem usando-se uma fonte de aquecimento, portanto, obtendo o material compósito com base em silicieto.
[055] Em particular, as etapas c) a e) são desempenhadas por Jato de Aglutinante (BJ).
[056] Em realizações preferenciais, as ditas gotículas de aglutinante são gotículas de uma resina de dispersão de copolímero acrílico, policarbossilano, silicone ou uma mistura dos mesmos.
[057] O processo acima pode ser conduzido até que uma espessura e um formato desejado do material compósito com base em silicieto sejam alcançados. A este respeito, o processo pode compreender, adicionalmente, as etapas de: ee) repousar uma segunda camada de pós misturados no material compósito de silicieto obtidos na etapa e), sendo que a segunda camada pelo menos cobre, parcialmente, a superfície de material, ff) repetir as etapas c) e d), portanto, obtendo uma segunda camada do material compósito com base em silicieto, que adere ao material compósito com base em silicieto da etapa e), e opcionalmente gg) repetir as etapas f) e g) repousando-se uma terceira camada e camadas adicionais de pós misturados, até que uma espessura e um formato desejado do material compósito com base em silicieto sejam alcançados.
[058] Uma pós-fase de processamento pode ser, adicionalmente, desempenhada, sendo que a dita fase compreende as seguintes etapas: hh) curar o material compósito com base em silicieto a uma temperatura maior que 200 °C por pelo menos 2,5 h, ii) desaglutinar em uma alta temperatura, preferencialmente de 500 a 750 °C, em atmosfera inerte ou sob vácuo, jj) sinterizar em uma lata temperatura, preferencialmente de 1.500 a 1.700 °C, e em atmosfera inerte ou sob vácuo.
[059] A etapa i) é preferencialmente desempenhada em um forno de secagem.
[060] Na etapa k), a sinterização é desempenhada em uma temperatura em torno de 1.650 °C e sob vácuo.
[061] Opcionalmente, a fim de reduzir, adicionalmente, a porosidade e aumentar a densidade do material final, o mesmo pode ser tratado, adicionalmente, por Processamento Isostático Quente, de preferência após tratamento de deformação por fadiga compressivo. O processamento Isostático Quente pode ser conduzido no material antes da remoção a partir da superfície de suporte.
[062] Alternativamente, o material compósito com base em silicieto pode ser produzido por moldagem por injeção (IM).
[063] As terceiras realizações da presente invenção correspondem a um material compósito com base em silicieto obtenível pelos processos acima.
[064] Em geral, o material desse modo obtido mostra propriedades mecânicas, físicas e térmicas notavelmente aperfeiçoadas em relação às superligas convencionais.
[065] Em particular, um material compósito com base em silicieto obtenível pelos processos acima, compreende - um silicieto selecionado a partir do grupo que consiste em MoSi2, uma liga Mo-Si-B ou uma combinação dos mesmos, - Si3N4, e - pelo menos um óxido selecionado a partir do grupo que consiste em óxidos de ítrio, óxidos de cério e combinação dos mesmos, o dito material tem uma porosidade inferior a 0,5%, uma densidade de 4 a 5 g/cm3, uma estrutura de grão direcionalmente solidificada e um tamanho de grão médio de 50 a 150 μm.
[066] A dimensão máxima dos poros, mensurável por SEM, está abaixo de 100 μm.
[067] Em realizações preferenciais, o material tem um limite de resistência (UTS) maior que 700 MPa a 23 °C e maior que 550 MPa a 900 °C.
[068] Em outras realizações preferenciais, o material tem um módulo de Young (E) maior que 300 GPa a 23 °C e maior que 290 MPa a 900 °C.
[069] Em realizações preferenciais adicionais, o material tem um Valor Crítico de Fator de Intensidade de Tensão (Kc) maior que 5 MPa/m a 23 °C e maior que 10 MPa/m a 900 °C.
[070] Em realizações mais preferenciais, o material compreende α-Si3N4 e β-Si3N4, sendo que o último é acicular. Na verdade, o processo aditivo promove o crescimento de β-Si3N4 acicular; o pelo menos um óxido, preferencialmente na forma de grãos que têm tamanho médio < 50 μm, induz a deflexão de fenda, portanto esse tipo de microestrutura é desejável a fim de aumentar a dureza de fratura.
[071] A microestrutura resultante do material são partículas de silicieto e Si3N4 bem dispersas circundadas por uma fase de delimitação de grão. Nenhuma reação ocorre entre silicieto e Si3N4 e nenhuma fenda é detectada apesar da incompatibilidade de expansão térmica entre os dois compostos. Os óxidos são implantados em delimitações de grão que devem ser completamente amorfas.
[072] O β-Si3N4 acicular é desenvolvido e isso pode ser confirmado por medições de XRD.
[073] Em resumo, as microestruturas finais são compostas por grãos de Si3N4 (substancialmente arredondados na forma cristalográfica α e aciculares na β), por grãos de silicieto e por uma fase amorfa nas delimitações de grão que contêm os óxidos (ítrio e cério).
[074] Deve-se compreender que todos os aspectos identificados como preferenciais e vantajosos para o material compósito com base em silicieto devem também ser considerados como similarmente preferenciais e vantajosos aos processos respectivos de produção e ao material obtenível através dos mesmos.
[075] As quartas realizações da presente invenção correspondem a um componente de passagem de gás quente de turbina a gás (HGP), tais como uma pá, um bocal e um invólucro, feito do material acima.
[076] Deve-se compreender também que todas as combinações de aspectos preferenciais tanto do material compósito com base em silício, dos processos de produção e do material obtenível através dos mesmos quanto seus usos em aplicações de turbina a gás, como informado acima, devem ser considerados como revelado na presente invenção.
[077] Embora as realizações reveladas da invenção descrita no presente documento tenham sido completamente descritas acima com particularidade e detalhe em conexão com diversas realizações, será evidente a técnicos no assunto que muitas modificações, mudanças e omissões são possíveis sem se afastar materialmente dos ensinamentos inovadores, dos princípios e conceitos estabelecidos no presente documento e vantagens da invenção citada nas reivindicações anexas. Por isso, o escopo adequado da presente invenção deve ser determinado apenas com propósitos interpretativos mais amplos das reivindicações anexas, a fim de abranger todas essas modificações, mudanças e omissões. Além disso, a ordem ou sequência de quaisquer etapas de processo ou método pode ser variada ou ressequenciada de acordo com realizações alternativas.
Claims (13)
1. MATERIAL COMPÓSITO, com base em silicieto caracterizado por compreender: - um silicieto de Mo, B, W, Nb, Ta, Ti, Cr, Co, Y ou uma combinação dos mesmos, - 20 a 40% em peso de Si3N4, - 0,5 a 8% em peso de Y2O3, - 0,5 a 6% em peso de CeO2, - até 4% em peso de impurezas, sendo que as impurezas compreendem Al, C, Fe, Ca, O, N ou uma combinação dos mesmos.
2. MATERIAL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo dito silicieto ser selecionado a partir do grupo que consiste em MoSi2, Mo5SiB2, Mo3Si, Mo5SiB2, α-Mo-Mo5SiB2-Mo3Si, WSi2, NbSi2, TaSi2, TiSi2, CrSi2, CoSi2, YSi2, Mo5Si3, Ti5Si3 e combinações dos mesmos.
3. MATERIAL, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado por compreender: - 20 a 40% em peso de Si3N4, - 0,5 a 6% em peso de Y2O3, - 0,5 a 4% em peso de CeO2, - < 0,1% em peso de Al, - < 0,5% em peso de C, - < 0,1% em peso de Fe, - < 0,1% em peso de Ca, - < 1,5% em peso de O, - < 0,5% em peso de N, sendo que o restante é MoSi2.
4. MATERIAL, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por dito material ter uma porosidade inferior a 0,5%, uma densidade de 4 a 5 g/cm3, uma estrutura de grão direcionalmente solidificada e um tamanho de grão médio de 50 a 150 μm.
5. MATERIAL, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo dito material ter um limite de resistência (UTS) maior que 700 MPa a 23 °C e maior que 550 MPa a 900 °C.
6. MATERIAL, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 5, caracterizado pelo dito material ter um módulo de Young (E) maior que 300 GPa a 23 °C e maior que 290 MPa a 900 °C.
7. MATERIAL, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizado pelo dito material ter um Valor Crítico de Fator de Intensidade de Tensão (Kc) maior que 5 MPa/m a 23 °C e maior que 10 MPa/m a 900 °C.
8. MATERIAL, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 7, caracterizado pelo dito material compreender α-Si3N4 e β- Si3N4, em que o último é acicular.
9. COMPONENTE DE PASSAGEM DE GÁS QUENTE (HGP) de turbina a gás, sendo que o componente é caracterizado por ser uma pá, um bocal ou um invólucro, feito do material conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8.
10. PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE MATERIAL COMPÓSITO com base em silicieto, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo processo compreender as etapas de: i) fornecer pós (3) de silicieto, Si3N4, e pelo menos um óxido, ii) misturar homogeneamente os pós (3), iii) repousar (9) pelo menos uma primeira camada de pós (3) misturados sobre uma superfície de suporte, iv) difundir (10) pelo menos uma parte dos pós (3) ativando-se uma fonte de alimentação, sendo que dita fonte tem uma potência de energia de 150 a 1000 W, e v) permitir que os pós (3) difundidos resfriem e solidifiquem, portanto, obtendo o material compósito com base em silicieto.
11. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pela etapa iv) ser desempenhada por Difusão Direta de Metal por Laser (DMLM), Difusão Seletiva por Laser (SLM), Sinterização Seletiva por Laser (SLS), Formação de Metal por Laser (LMF) ou Difusão por Feixe de Elétron (EBM).
12. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pela etapa iv) ser desempenhada por Difusão Direta de Metal por Laser (DMLM), a uma potência de energia de 300 W.
13. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado por compreender, adicionalmente, as etapas de: vi) repousar uma segunda camada de pós misturados no material compósito de silicieto obtidos na etapa v), sendo que a segunda camada pelo menos cobre, parcialmente, a superfície de material, vii) repetir as etapas iv) e v), portanto, obtendo uma segunda camada do material compósito com base em silicieto, que adere ao material compósito com base em silicieto da etapa v), e opcionalmente viii) repetir as etapas vi) e vii) repousando-se uma terceira camada e camadas adicionais de pós (3) misturados, até que uma espessura e um formato desejado do material compósito com base em silicieto sejam alcançados.
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