p Algo tão simples como um campo elétrico poderia em breve tornar os mísseis de guerra ou canecas mais fáceis de produzir e mais resistentes a fraturas. p Itens como canecas para beber, cabeças de mísseis, revestimentos de barreira térmica nas lâminas do motor, autopeças, componentes eletrônicos e ópticos são comumente feitos de cerâmica.

p As cerâmicas são mecanicamente resistentes, mas tendem a fraturar repentinamente quando apenas ligeiramente tensionados sob uma carga, a menos que sejam expostos a altas temperaturas.

p Os pesquisadores da Purdue University desenvolveram um novo processo para ajudar a superar a fragilidade da cerâmica e torná-la mais dúctil e durável. A equipe Purdue chama o processo de "sinterização flash, "que adiciona um campo elétrico ao processo de sinterização convencional usado para formar componentes a granel de cerâmica.

p "Conseguimos mostrar que mesmo em temperatura ambiente, cerâmicas sinterizadas com o campo elétrico surpreendentemente deformam plasticamente antes da fratura quando comprimidas em alta tensão, "disse Haiyan Wang, o Professor Basil S. Turner de Engenharia na Faculdade de Engenharia de Purdue.

p Um estudo publicado em Avanços da Ciência demonstra que a aplicação de um campo elétrico na formação da cerâmica torna o material quase tão facilmente remodelado quanto o metal em temperatura ambiente. A equipe Purdue aplicou especificamente sua técnica ao dióxido de titânio, um pigmento branco amplamente utilizado.

p "Os nanotwins foram introduzidos em vários materiais metálicos para melhorar a resistência e a ductilidade. No entanto, existem poucos estudos anteriores que mostram que nanotwins e falhas de empilhamento podem melhorar significativamente a plasticidade da cerâmica, "disse Jin Li, um pós-doutorado e pesquisador da equipe de pesquisa.

p A ductilidade da temperatura ambiente significativamente aumentada em dióxido de titânio é atribuída aos defeitos de alta densidade incomum, como falhas de empilhamento, gêmeos e luxações, formado através do processo de sinterização flash.

p “A existência desses defeitos elimina a necessidade de nucleação de defeitos em cerâmicas, que normalmente requer um grande estresse de nucleação, maior do que a tensão de fratura da cerâmica, "Disse Wang.

p Li, o primeiro autor do artigo de Purdue, disse, "Nossos resultados são importantes porque eles abrem a porta para o uso de muitas cerâmicas diferentes de novas maneiras que podem fornecer mais flexibilidade e durabilidade para sustentar cargas pesadas e altas temperaturas sem falha catastrófica por fragilidade."

p A plasticidade aprimorada para cerâmica significa mais durabilidade mecânica durante a operação em temperaturas relativamente baixas. A amostra também pode suportar quase tanta pressão de compressão quanto alguns metais antes de as rachaduras começarem a aparecer.

p "Essas cerâmicas dúcteis encontram muitas aplicações tecnologicamente importantes, "disse Xinghang Zhang, professor de engenharia de materiais e co-investigador de princípio na equipe de pesquisa. “Pode ser aplicado a operações de defesa, fabricação de automóveis, componentes do reator nuclear e dispositivos de energia sustentável. "