p Fig. 1:Realização experimental de resfriamento por líquido excitado. Crédito: Materiais de Comunicação (2021). DOI:10.1038 / s43246-021-00127-0
p Vidros metálicos - materiais com a resistência do metal, mas moldáveis como o plástico - estão sendo desenvolvidos para uma ampla gama de aplicações. Controlar a formação de vidros metálicos e suas propriedades resultantes na forma a granel, Contudo, permanece um trabalho em andamento no campo. p Pesquisadores do laboratório de Jan Schroers, professor de engenharia mecânica e ciência dos materiais, descobriram uma maneira de usar a tensão para evitar que o metal fundido retorne ao seu estado original, resultando em um vidro metálico muito forte e dúctil. O estudo, liderado por Rodrigo Miguel Ojeda Mota e Ethen Lund, alunos de pós-graduação no laboratório de Schroers, foi publicado recentemente em
Materiais de Comunicação .
p Em um método comum para a criação de vidros metálicos, uma liga é derretida e então resfriada extremamente rapidamente antes que seus átomos tenham a chance de se reorganizarem em seu estado cristalino original. Essa desordem de átomos é o que dá aos vidros metálicos a combinação de resistência e ductilidade. Contudo, é um processo que funciona apenas com amostras muito pequenas, em que taxas de resfriamento suficientemente altas podem ser alcançadas.
p "Portanto, a limitação é que você nunca pode fazer nada realmente útil com isso, como um invólucro de celular ou uma engrenagem ou um tanque de propulsor para satélite, "Schroers disse.
p Os pesquisadores tentaram uma abordagem diferente, usando tensão para evitar que o material relaxe de volta à sua estrutura atômica original. Depois de aquecer a liga - neste caso, a liga Zr
44 Ti
11 Ni
10 Cu
10 Ser
25 - a uma temperatura que faz com que ele mude para o vidro, eles permitem que um pequeno peso empurre o material para baixo durante o estágio de resfriamento (à esquerda). É essencialmente uma batalha entre a tendência do material de relaxar em uma estrutura atômica cristalina e a tensão mecânica que mantém os átomos desordenados. Após o resfriamento, o material congela como um vidro metálico. Todo o processo leva alguns segundos.
p Fig. 2:Caracterização do efeito do resfriamento do líquido excitado no Zr 44 Ti 11 Ni 10 Cu 10 Ser 25 Ductilidade de flexão BMG. Crédito: Materiais de Comunicação (2021). DOI:10.1038 / s43246-021-00127-0
p "Ao puxar este material em alta temperatura, estamos dilatando os átomos dentro do metal, "Lund disse." Enquanto esfria, estamos congelando nessa dilatação, e esse é o estado líquido excitado. "
p Schroers disse que o processo lhes dá a capacidade de melhorar muito as propriedades mecânicas dos metais, e usá-los para criar formas complexas.
p Ojeda disse que o próximo passo é experimentar a ideia em diferentes processos. "Não estamos interessados em fios, mas trabalharemos para incorporar a ductilização por tensão na moldagem por sopro, "ele disse." Isso nos permitiria fabricar a maioria das formas para as quais os metais são usados em um material dúctil e de alta resistência. "