Fabrico e caracterização de escudos cerâmicos para sistemas de dupla camada

A proteção de pessoas e veículos através de escudos é uma estratégia usada com sucesso há muitos séculos mesmo em situações de elevada exigência mecânica como é um impacto balístico. Os sistemas de blindagem de dupla camada, com uma proteção cerâmica sobre um substrato, apresentam elevada eficiência na dissipação de energia em impacto balístico. Neste trabalho, desenvolveu-se e caracterizou-se uma placa cerâmica de alumina reforçada por zirconia (ZTA). Foram fabricados sistemas de dupla camada onde a placa de ZTA foi aplicada em diferentes substratos, por forma a obter sistemas de: ZTA/aço, ZTA/titânio e ZTA/compósito de carbono. Os ensaios de flexão em 3 pontos mostram que a presença do escudo cerâmico na face exterior promove a deformação elástica, sendo o sistema CFRP/ZTA o mais leve e resistente. Para os ensaios de compressão com velocidade variável, os resultados mostram que o sistema de dupla camada ZTA/CFRP tem uma capacidade absorção de energia superior ao ZTA/aço com uma média de 13 % para diferentes velocidades a que foi submetida contra uma média de 8 % do sistema ZTA/aço. Ensaios balísticos preliminares mostram que o sistema ZTA/CFRP permitiu dissipar 94 % da energia do projétil aumentando consideravelmente a área de dano do substrato.The protection of people and vehicles through shields is a strategy successfully used for many centuries even in situations of high mechanical requirement as it is a ballistic impact. Dual layer shielding systems, with a ceramic shield on a substrate, have high efficiency in dissipating energy in ballistic impact. In this work, a zirconia reinforced ceramic alumina plate (ZTA) was developed and characterized and manufactured and double layer systems were manufactured where the ZTA plate was applied to different substrates, to obtain: ZTA/steel, ZTA/titanium, and ZTA/carbon composite (CFRP). The 3- point bending tests show that the presence of the ceramic shield on the outer face promotes elastic deformation, and the ZTA /CFRP system is the lightest and most resistant. For compression tests with variable speed, the results show that the ZTA/CFRP double layer system has an energy absorption capacity higher than the ZTA/steel with an average of 13 % for different speeds to which it was subjected against an average of 8 % of the ZTA/steel system. Preliminary ballistic tests show that the ZTA/CFRP system allowed the dissipation of 94% of the projectile's energy and attenuated the damage in a larger area of the substrate