p O níquel é um metal amplamente utilizado na indústria de manufatura para processos industriais e materiais avançados. Agora, Os inovadores da Purdue University criaram uma técnica híbrida para fabricar uma nova forma de níquel que pode ajudar na produção futura de dispositivos médicos que salvam vidas, dispositivos e veículos de alta tecnologia com forte proteção resistente à corrosão. p A técnica Purdue envolve um processo onde a eletrodeposição de alto rendimento é aplicada em certos substratos condutores. O trabalho da equipe Purdue é publicado na edição de dezembro de Nanoescala .

p Um dos maiores desafios para os fabricantes de níquel é lidar com os locais dentro dos metais onde os grãos cristalinos se cruzam, que são conhecidas como áreas de fronteira. Esses limites convencionais de grão podem fortalecer os metais para a demanda de alta resistência.

p Contudo, frequentemente atuam como concentradores de tensão e são locais vulneráveis ​​para espalhamento de elétrons e ataque de corrosão. Como resultado, limites convencionais muitas vezes diminuem a ductilidade, resistência à corrosão e condutividade elétrica.

p Outro tipo específico de limite, muito menos comum em metais como o níquel devido à sua energia de falha de alto empilhamento, é chamado de limite duplo. O níquel exclusivo em forma de cristal único contém estrutura gêmea ultrafina de alta densidade, mas poucos limites de grão convencionais.

p Este níquel em particular foi mostrado pelos pesquisadores de Purdue para promover a força, ductilidade e melhorar a resistência à corrosão. Essas propriedades são importantes para fabricantes em vários setores, incluindo automotivo, gás, óleo e dispositivos microeletromecânicos.

p "Desenvolvemos uma técnica híbrida para criar revestimentos de níquel com limites duplos que são fortes e resistentes à corrosão, "disse Xinghang Zhang, professor de engenharia de materiais na Faculdade de Engenharia de Purdue. "Queremos que nosso trabalho inspire outras pessoas a inventar novos materiais com mentes novas."

p A solução dos pesquisadores em Purdue é usar um único substrato de cristal como modelo de crescimento em conjunto com uma receita eletroquímica projetada para promover a formação de limites gêmeos e inibir a formação de limites convencionais de grãos. Os limites gêmeos de alta densidade contribuem com uma alta resistência mecânica superior a 2 GPa, uma densidade de corrente de baixa corrosão de 6,91 × 10 ^-8 Um cm ^-2 , e alta resistência à polarização de 516 kΩ.

p "Nossa tecnologia permite a fabricação de revestimentos de níquel nanotivados com limites gêmeos de alta densidade e poucos limites de grãos convencionais, o que leva a uma mecânica excelente, propriedades elétricas e alta resistência à corrosão, sugerindo boa durabilidade para aplicações em ambientes extremos, "disse Qiang Li, bolsista de pesquisa em engenharia de materiais e membro da equipe de pesquisa. "O modelo e as receitas eletroquímicas específicas sugerem novos caminhos para a engenharia de limites e a técnica híbrida pode ser potencialmente adotada para produções industriais em grande escala."

p As aplicações potenciais para esta tecnologia Purdue incluem as indústrias de semicondutores e automotiva, que requerem materiais metálicos com propriedades elétricas e mecânicas avançadas para a fabricação. O níquel nanotivado pode ser aplicado como revestimentos resistentes à corrosão para automóveis, indústrias de gás e petróleo.

p A nova técnica híbrida de níquel pode ser potencialmente integrada à indústria de sistemas microeletromecânicos após projetos de engenharia cuidadosos. Os dispositivos médicos MEMS são usados ​​em departamentos de cuidados intensivos e outras áreas hospitalares para monitorar pacientes.

p Os sensores de pressão relevantes e outros componentes funcionais de pequena escala em MEMS requerem o uso de materiais com estabilidade mecânica e estrutural superior e confiabilidade química.