Finos filmes de revestimento caracterizados por uma alta resistência a abrasão e a fratura podem ser formados pelo uso de partículas de compósitos em microescala em um processo de pulverização de plasma. Uma partícula esférica tipicamente é constituída por um núcleo cerâmico, como, por exemplo, carbeto de tungstênio (WC) e uma casca metálica, como, por exemplo, cobalto (Co). A cerâmica fornece o fino filme de revestimento com a sua dureza desejada a altas temperaturas, enquanto o metal serve para coalescer as partículas na superfície revestida e para inibir a formação de fraturas. No processo de pulverização de plasma, as partículas são injetadas em um jato de plasma, que as aquece a uma temperatura acima do ponto de fusão da casca metálica e funde essa casca antes das partículas colidirem com a sua superfície.

Considere partículas esféricas compostas por um núcleo de WC com diâmetro , que encontra-se encapsulado por uma casca de Co de diâmetro externo . Se as partículas escoam em um plasma a e o coeficiente associado à convecção do gás para as partículas é , quanto tempo leva para aquecer as partículas de sua temperatura inicial até a temperatura de fusão do cobalto, ? A densidade e o calor específico do WC (o núcleo das partículas) são , enquanto os valores correspondentes para o Co (a casca externa) são Uma vez atingido o ponto de fusão, quanto tempo adicional é necessário para fundir completamente o cobalto, sendo o seu calor latente de fusão igual a ? Você pode usar o método de análise da capacitância global e desprezar a troca radiante entre as partículas e a sua vizinhança.

Passo 1

Passo 2

Resposta