p Uma equipe internacional de pesquisadores resolveu um fenômeno intrigante em que, estranhamente belo, Estruturas semelhantes a vórtices aparecem entre os materiais depositados em componentes de engenharia usados ​​em vários ambientes - de ônibus espaciais a utensílios domésticos e veículos de transporte diário. p A descoberta pode, em última análise, melhorar a eficiência do processo de deposição de "spray frio" (CS) a partir do qual essas estruturas são formadas - uma consideração não insignificante do ponto de vista financeiro, ou de um funcional dado que alguns dos materiais criados por CS são levados ao limite no espaço sideral.

p A descoberta é destaque na capa de um jornal internacional, Materiais e Design.

p Pulverização a frio (CS) e eficiência de deposição (DE)

p CS permite a formação de revestimentos, tipicamente metálico, sobre um material de substrato. A técnica é muito útil, pois não exige que os engenheiros atinjam a temperatura de fusão dos materiais para combinar os revestimentos e substratos.

p Partículas (ou pó de metal) com um diâmetro típico de cerca de ½ do tamanho de um cabelo humano são impulsionadas a velocidades supersônicas por meio de um gás em aceleração sobre a superfície do substrato.

p A deformação plástica é a chave neste processo; cada partícula minúscula deforma-se com o impacto e desencadeia um processo de ligação complexo que resulta na adesão do substrato e na adesão partícula-partícula após a formação de uma primeira camada de deposição.

p Contudo, nem todas as partículas aderem. A eficiência de deposição (DE) mede a razão de deposição vs rebote. Por exemplo, um DE de 50% significa que apenas 50% do fluxo de entrada de partículas aderiu à zona de revestimento.

p A ineficiência no processo é um grande obstáculo, visto que é uma técnica cara, portanto, aumentar a eficiência (e reduzir os custos) é o foco principal da pesquisa.

p As estruturas semelhantes a vórtices

p Por algum tempo, os engenheiros vêm observando coisas estranhas, estruturas semelhantes a vórtices no local da interface, entre os revestimentos e os substratos. Eles são muito menores do que as partículas, que apresentou um quebra-cabeça:o que são e como se formam?

p O que mais, essas estruturas nem sempre aparecem e, quando eles fazem, eles aparecem de uma forma bastante aleatória.

p Rocco Lupoi, Professor assistente na Escola de Engenharia do Trinity College Dublin, quem é o líder do trabalho, juntou-se a colegas próximos e especialistas na China, os EUA, República Tcheca e com o Laboratório de Microscopia Avançada (AML) em Trinity para resolver o quebra-cabeça.

p Ele disse:"Descobrimos que os vórtices da interface só se formam quando o processo de CS não está funcionando muito bem, e, portanto, tem baixos valores DE. Sob baixa eficiência de deposição, a maioria das partículas pulverizadas ricocheteia após o impacto. Ao causar deformação plástica severa do revestimento de primeira camada e substrato, isso resulta em um 'efeito de martelo', o que leva à formação dos vórtices.

p "Esta formação também depende da combinação de material de revestimento-substrato, onde os materiais de revestimento devem ter densidade suficientemente alta para gerar energia suficiente para criar uma grande deformação plástica do revestimento de primeira camada e substrato. Além disso, os materiais do substrato não podem ser muito duros para que a deformação plástica possa ser induzida sobre ele.

p "Potencialmente, nossa descoberta pode ajudar a melhorar a adesão entre os revestimentos pulverizados a frio e os substratos. Para se beneficiar disso, ao mesmo tempo em que mantém uma economia de processo razoável, pode-se primeiro criar uma interface de mistura por meio de deposição de baixo DE, seguido pela produção do revestimento usando parâmetros de processamento otimizados. "

p Shuo Yin, Professor Assistente na Escola de Engenharia da Trinity, quem é o primeiro autor do artigo e o cientista líder neste trabalho acrescentou:"Este foi um grande esforço multidisciplinar e lançou alguma luz sobre um fenômeno que intrigou a comunidade por algum tempo. O processo de CS não funciona via a fusão do material de alimentação, o que é vantajoso porque significa que estão limitados a zonas não afetadas pelo calor, mudanças microestruturais, ou distorções com que se preocupar nos produtos finais.

p "Apesar do progresso, CS continua sendo um processo em desenvolvimento, então parte do nosso trabalho é focado em melhorar o desempenho de deposição, qualidade do revestimento e resistência de união do revestimento do substrato. Esperamos que esta descoberta abra a porta para novas melhorias nessa frente. "