SOLDA SEM CALOR UNE METAIS A TEMPERATURA AMBIENTE

Solda a frio suspensa em etanol (no frasco) e após aplicação manual. [Imagem: Photo by Christopher Gannon/Iowa State University]

Solda sem calor

Químicos da Universidade do Estado de Iowa, nos EUA, criaram um novo tipo de solda que une componentes metálicos sem a necessidade de calor. A expectativa da equipe é que sua inovação seja tão importante para a indústria quanto a solda sem chumbo. A tecnologia é diferente da "cola metálica" lançada por outra equipe no início deste ano. Sobrefusão A soldagem a frio é possível graças a minúsculas partículas de metal líquido cuidadosamente encapsuladas para "liberar seus poderes" apenas no momento da junção dos componentes. "Nós queríamos ter certeza que os metais líquidos não se transformariam em sólidos. Então projetamos a superfície das partículas de modo que não há rota para que o metal líquido se solidifique. Nós as aprisionamos em um estado no qual elas não gostam de ficar," explica o professor Martin Thuo, coordenador da equipe. O truque consiste em manter as partículas de metal líquido em uma condição conhecida como "super-resfriamento", ou sobrefusão, na qual o material é resfriado abaixo de sua temperatura de fusão sem que ele consiga passar para o estado sólido. Para isso, as gotículas são injetadas em alta velocidade dentro de um líquido ácido e, a seguir, expostas ao oxigênio, formando uma camada de oxidação que recobre todas as partículas. Essa camada é posteriormente polida por abrasão entre as próprias partículas - agitando-as dentro de um recipiente - para que se torne fina e lisa.

Solda a frio

Cada partícula resultante tem cerca de 10 micrômetros de diâmetro, o que significa que a "solda a frio" tem a consistência de um pó. Para aplicá-la, basta pressionar os materiais a serem soldados, o que faz romper a camada superficial das partículas, deixando o metal líquido se solidificar. A solda é baseada em um material conhecido como metal de Field, uma liga de bismuto, índio e estanho. Pelo seu custo elevado e pelas temperaturas que o material suporta sem que a solda se rompa, a aplicação da soldagem a frio deverá se concentrar na indústria eletrônica. Bibliografia: Mechanical Fracturing of Core-Shell Undercooled Metal Particles for Heat-Free Soldering. Simge Çinar, Ian D. Tevis, Jiahao Chen, Martin Thuo. Nature Scientific Reports. Vol.: 6, Article number: 21864. DOI: 10.1038/srep21864. FONTE:inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=solda-sem-calor&id=010170160428

TECNOLOGIA COLA METAIS COM QUALQUER OUTRO MATERIAL

Os nanoentalhes feitos em uma barra de zinco, vistas com um aumento de 10.000 vezes (esquerda), e o material sendo unido em laboratório (direita). [Imagem: Melike Baytekin-Gerngross]

Entalhe em nanoescala

Em busca de veículos e máquinas mais leves e mais baratos tem havido uma verdadeira corrida para desenvolver novas técnicas de junção de metais "incompatíveis" e de metais com outros materiais sintéticos. Os avanços mais recentes incluem solda sem calor, colas metálicas, solda por fricção, solda a água e novas técnicas para unir metais leves com aço. Uma nova abordagem, desenvolvida por Melike Baytekin, da Universidade de Kiel, na Alemanha, consiste em fazer ranhuras precisas na superfície de metais como alumínio, titânio e zinco, permitindo que eles sejam grudados em virtualmente qualquer outro tipo de material, metálico ou não. Baytekin chama sua técnica de "esculpimento em nanoescala". Mesmo não danificando os metais - não afetando sua estrutura ou sua estabilidade mecânica - as ranhuras alteram a superfície do material, criando uma camada que repele água e com melhor biocompatibilidade, abrindo caminho para seu uso também na fabricação de implantes médicos.

O metal quebra, a junção não

Vista ao microscópio, a superfície dos metais contém muitos cristais e grânulos diferentes, alguns dos quais são quimicamente menos estáveis do que outros. O trabalho do nanoesculpimento é justamente remover esses cristais instáveis, o que cria uma rugosidade precisamente controlada, com entalhes entre 10 e 20 micrômetros de profundidade. Com as duas superfícies a serem unidas sendo tratadas da mesma forma, elas passam a se encaixar, e uma cola polimérica faz o restante do trabalho. "Essas conexões de encaixe 3D são praticamente inquebráveis. Em nossos experimentos, geralmente era o metal ou o polímero que quebrava, mas não a própria conexão," conta a pesquisadora. "Nós até mesmo sujamos as superfícies metálicas de óleo antes da junção, e a conexão se manteve." "As possibilidades de aplicação são extremamente grandes, das indústrias metalúrgicas, fabricação de navios ou aviões, até tecnologias de impressão, proteção antifogo e aplicações médicas," finalizou Baytekin. Bibliografia: Making metal surfaces strong, resistant, and multifunctional by nanoscale-sculpturing. Melike Baytekin-Gerngross, M. D. Gerngross, J. Carstensen, R. Adelung. Nanoscale Horizons. DOI: 10.1039/C6NH00140H. FONTE: inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=tecnologia-cola-metais-qualquer-outro-material&id=010170160916

CONHEÇA OS METAIS MAIS RAROS DA TERRA CLASSIFICADOS EM UMA "LISTA DE RISCOS"

Metais mais raros da Terra classificados em uma “lista de riscos”

Os “metais de tecnologia”, como o índio e o nióbio, são extraídos e utilizados em diversos dispositivos digitais modernos e em tecnologias verdes. Por esse motivo, eles são cada vez mais demandados pelas indústrias ao redor do globo. Mas o resultado da extração desenfreada desses recursos naturais pode se tornar o desaparecimento deles em nosso planeta. Uma lista feita por um centro de pesquisas geológicas britânico – o British Geological Survey (BGS) – mostra os riscos de fornecimento de alguns dos elementos mais raros da Terra. A lista destaca 52 elementos com maior risco de desaparecimento, ou que pelo menos não poderão continuar abastecendo a indústria no mesmo ritmo da atualidade. A lista inclui informações sobre a abundância de cada metal, a distribuição de seus depósitos e a estabilidade política do país em que é encontrado, classificando esses elementos altamente desejados em uma escala de mais ou menos propensos a “extinção”. Geopolítica, nacionalismo de recursos, acidentes e a demora para descobrir outros recursos de extração eficientes são alguns dos fatores que ameaçam o fornecimento dos metais que as tecnologias atuais tanto necessitam. Um fator especialmente relevante na atualidade é o monopólio claro que alguns países têm sobre alguns dos metais. Por exemplo, 97% de todos os metais de terras raras, incluindo o neodímio e o escândio, são produzidos na China. O elemento mais ameaçado, o antimônio, é usado extensivamente para o fogo de prova, e também é extraído em território chinês. A China domina nada menos do que 50% da extração global de todos os elementos da lista de metais ameaçados. Uma das principais importâncias da lista é fazer com que os líderes governistas e indústrias entendam a necessidade de fontes alternativas de recursos na área da tecnologia. Apesar da China dominar a extração da maior parte dos elementos naturais, há muitos outros locais onde esses metais podem ser extraídos, como em depósitos geológicos no sul da África, Austrália, Brasil e nos EUA. A mineração nesses locais seria uma forma de retirar o monopólio dos atuais fornecedores. Hoje, os metais de tecnologia estão por todas as partes, sendo amplamente utilizados em dispositivos móveis, telas planas, turbinas eólicas, carros elétricos, baterias, celulares e muitas outras tecnologias. Os celulares são um caso a parte: cerca de um bilhão são fabricados todos os anos, e o volume de metais necessários é surpreendentemente amplo. Tanto que a Terra pode não responder a demanda por muito mais tempo. A reciclagem dos metais utilizados nesses telefones ainda é muito cara e consome muita energia, e por isso os fabricantes devem estar alertas e entenderem a necessidade da utilização de metais mais facilmente recicláveis. FONTE: http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-14903904