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

LASER TRANSFORMA GRAFITE EM DIAMANTE A TEMPERATURA AMBIENTE

Foto dos nanodiamantes feita por microscópio (em cima) e esquema do funcionamento da técnica (embaixo).

Melhor que metal

O que começou como uma pesquisa para desenvolver um método para fazer metais mais fortes acabou com a descoberta de uma nova técnica para transformar grafite em diamante em condições ambientais normais. A nova técnica usa um laser pulsado a temperatura ambiente para criar filmes de nanodiamantes, com aplicações potenciais de biossensores a chips de computador futurísticos. "A maior vantagem é que você pode depositar seletivamente os nanodiamantes em superfícies rígidas, sem as altas temperaturas e pressões normalmente necessárias para produzir diamantes sintéticos," disse Gary Cheng, da Universidade Purdue, nos Estados Unidos.

Transformando grafite em diamante

A técnica começa com uma película formada por uma camada de grafite recoberta com uma folha de vidro. Quando essa película é exposta aos pulsos ultrarrápidos de um laser, o grafite é convertido instantaneamente em um plasma ionizado, criando uma pressão para baixo. Assim que o pulso de laser cessa, o plasma de grafite resfria e se solidifica rapidamente na forma de diamante - grafite e diamante são feitos de carbono puro, dispostos em diferentes arranjos atômicos. A folha de vidro confina o plasma, impedindo que ele escape, o que permite criar filmes contínuos de nanodiamantes com grande precisão e confiabilidade.

Tinta de diamante

Com o uso de uma base motorizada é possível escrever linhas de nanodiamantes para criar circuitos e sensores. A capacidade de escrever seletivamente linhas de diamante sobre superfícies sólidas pode ser útil para várias aplicações, incluindo a computação quântica, células a combustível e chips de computador de última geração. "Fizemos isto em temperatura ambiente e sem uma câmara de alta temperatura e pressão, de modo que este processo pode reduzir significativamente o custo de fabricar diamantes. Além disso, viabilizamos uma técnica de escrita direta que pode escrever seletivamente padrões projetados usando [uma "tinta" de] nanodiamantes," completou Cheng. Os pesquisadores batizaram o processo de CPLD (Confined Pulse Laser Deposition, deposição confinada por laser pulsado, em tradução livre). Bibliografia: Direct Laser Writing of Nanodiamond Films from Graphite under Ambient Conditions Qiong Nian, Yuefeng Wang, Yingling Yang, Ji Li, Martin Y. Zhang, Jiayi Shao, Liang Tang, Gary J. Cheng. Nature Scientific Reports. Vol.: 4, 6612. DOI: 10.1038/srep06612. fonte:inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=laser-transforma-grafite-diamante&id=010160141111