En oppsummerende konklusjon til velferdsstatsdiskursen

Cálculos por ThermoCalc® foram realizados para estimar a composição química da mistura e temperatura de tratamento de boretação multicomponente com nióbio.

Inicialmente foram feitos cálculos com uma mistura de tratamento contendo boro amorfo como doador de boro, nióbio metálico como doador de nióbio e NH4Cl como ativador. A Figura 74 apresenta as fases gasosas formadas e as pressões parciais em função da massa de nióbio na mistura. Conforme Figura 74, os gases halóides que contém o elemento nióbio são o 22- Cl4Nb e o 23- Cl5Nb, a partir de 40 g de nióbio esses gases tem pressões significativas.

Para haver difusão de dois elementos simultaneamente em um tratamento multicomponente é necessário que as pressões parciais dos gases que contêm esses elementos sejam semelhantes. Com a mistura utilizada, de 40 a 48 g de nióbio a pressão parcial do gás 8- B1Cl3 é similar a do gás 22- Cl4Nb (Figura 74).

Na Figura 75 foi considerada uma mistura com 10B - 45Nb - 3NH4Cl (em g) para estimativa da temperatura de tratamento. Observa- se que à temperatura de 750º C as pressões parciais dos gases 8- B1Cl3 e 22- Cl4Nb são iguais e à 1000º C elas são similares. Os gases 6 e 23 apresentam pressões parciais similares a 1200º C, no entanto são pressões parciais menores que a dos gases 8 e 22, o que poderia resultar em menos deposição.

Figura 74 - Fases gasosas e pressões parciais em função da massa de nióbio na mistura contendo boro amorfo

Figura 75 - Fases gasosas e pressões parciais em função da temperatura de tratamento com mistura a base de boro amorfo e nióbio

Considerando a mesma composição, 10B - 45Nb - 3NH4Cl (em massa, g), foi obtido o gráfico da fração de fases sólidas em função da temperatura de tratamento, Figura 76, e em função da profundidade da seção transversal da amostra, ou seja, da porcentagem de Fe, considerando uma temperatura de 900º C, Figura 77.

Observa-se que a fração de fases formadas muda pouco em função da temperatura, acima de 750º C forma-se aproximadamente 0,9 B2Nb, 0,06 NNb e 0,01 BNb (em fração em massa), Figura 76. Figura 76 - Fração em massa das fases formadas em função da

temperatura de tratamento com mistura a base de boro amorfo e nióbio

Conforme a Figura 77, na superfície da amostra tratada, onde quase não deve haver ferro, coexistem as fases B2Nb (4), NNb (5) e pouco BN (3). A fração de B2Nb (4) diminui com a profundidade ou com o aumento da porcentagem de Fe, a 80% em massa de Fe existe cerca de 60% de Fe sólido, 20% de Fe2B, 5% de B2Nb, 10% de NNb e 5% de gases formados, todos em fração em massa.

Figura 77 - Fração em massa das fases formadas em função da porcentagem de ferro, ou, da distância a partir da superfície, com a mistura a base de boro amorfo e nióbio e temperatura de tratamento de 900º C

Cálculos da estimativa da quantidade de nióbio na mistura e das fases sólidas produzidas com a utilização de 10% do ativador NH4Cl também foram feitos, observou-se que a pressão parcial dos gases produzidos não aumentou e que as fases sólidas presentes ao final foram constituídas por menor quantidade da fase B2Nb que com mistura contendo 3% de ativador NH4Cl, logo, o aumento da quantidade de ativador não é favorável.

Alterando o ativador para KBF4, os gases com Nb e B tiveram pressões parciais muito diferentes, além do que foram mais baixas que com o ativador NH4Cl.

As Figuras 78 a 79 apresentam gráficos calculados com mistura de tratamento contendo Ekabor® como fonte de boro. As equações introduzidas no ThermoCalc® foram construídas de maneira que ao se variar a quantidade de Nb de mistura se varia a quantidade de Ekabor®. O SiC que é o material diluente no Ekabor® _{não foi considerado nos} cálculos porque a princípio esse material deveria ser inerte.

A Figura 78 apresenta as espécies gasosas formadas na mistura com a variação de Nb, a única espécie gasosa que contém nióbio a pressões apreciáveis é a 31- F5Nb, a partir de 22 g de nióbio. Nessa porcentagem de nióbio há várias espécies com boro, como a 4, 5, 7 e 10 com pressões parciais um pouco mais baixas ou a espécie 6- BF3 com pressão parcial maior.

A Figura 79 apresenta as fases sólidas formadas com o tratamento para diferentes quantidades de Nb. Observa-se que utilizando uma mistura com 30 g de nióbio e 70 g de Ekabor® se formaria 0,45 B2Nb, 0,38 Nb2C, 0,08 Nb e 0,05 FK (líquido) em fração em massa.

Figura 78 - Fases gasosas e pressões parciais em função da massa de nióbio com mistura contendo Ekabor® sem considerar SiC

Figura 79 - Fração em massa das fases formadas em função da porcentagem de nióbio na mistura contendo Ekabor® sem considerar SiC

Fonte: produção do próprio autor

Também foi observado por ThermoCalc® que o SiC presente no Ekabor® reage como Nb para formar Si3Nb5 e por isso foram feitos cálculos levando-se em conta o SiC presente no Ekabor®, Figura 80. Considerando o SiC, parece que a faixa de pressões acima de 10-16 _atm não há espécies gasosas que contenham o Nb, há que se aumentar muito a quantidade de Nb para conseguir o tratamento de boretação simultânea. Considerando o SiC se observou que para 30 g de Nb também se forma 0,05 de FK que é uma fase líquida.

Figura 80 - Fases gasosas e pressões parciais em função da porcentagem de nióbio na mistura com Ekabor® e considerando SiC