Ligas nanoestruturadas de alta entropia – metais feitos de uma mistura caótica de vários elementos diferentes – mostram-se muito promissoras para uso em indústrias como aeroespacial e automotiva devido à sua resistência e estabilidade em altas temperaturas em comparação com metais normais.



Mas sua produção é cara e exige muita energia. Agora, pesquisadores que trabalham com a Fonte de Luz Canadense (CLS) da Universidade de Saskatchewan (USask) descobriram uma maneira muito mais barata e fácil de fabricá-los, abrindo as portas para aplicações comerciais.

Michel Haché, engenheiro de materiais da Universidade de Toronto, e colegas confirmaram que a eletrodeposição é uma forma econômica e facilmente escalonável de criar essas ligas. A eletrodeposição – que envolve a dissolução de íons metálicos em água e o uso de uma corrente elétrica para retirá-los do líquido e formar materiais sólidos – é o mesmo processo usado para fabricar peças cromadas de motocicletas. As descobertas foram publicadas na revista Tecnologia de Superfícies e Revestimentos .

O grupo da U of T descobriu que ligas feitas de vários metais diferentes – níquel, ferro, cobalto, tungstênio e molibdênio – podiam suportar temperaturas de até 500°C, em comparação com apenas 270°C para o níquel puro, e eram mais fortes e mais duras do que suas contrapartes menos complexas. “Estamos usando o caos na estrutura do material para revelar propriedades interessantes”, diz ele.

E descobriram que quanto mais caos adicionavam a uma liga, melhor ela ficava – até certo ponto. Ligas feitas com quatro elementos diferentes podiam suportar temperaturas 100°C mais altas do que aquelas feitas com apenas três, mas a adição de um quinto elemento não levou a melhorias adicionais.

Isso é um bônus extra, diz Haché, porque é mais fácil e barato trabalhar com menos elementos. “Isso nos permite ser mais eficientes na busca por novas aplicações”, afirma.

Essas ligas podem ser úteis na fabricação de ferramentas ou peças para aplicações onde as temperaturas e as tensões mecânicas podem ser extremamente altas, como nas indústrias automotiva e aeroespacial, diz Haché. “Em qualquer lugar onde estamos tentando levar os materiais aos seus limites absolutos”, diz ele.

Mais informações: Michel JR Haché et al, Estabilidade térmica de ligas eletrodepositadas nanoestruturadas de alta entropia, Tecnologia de superfícies e revestimentos (2024). DOI:10.1016/j.surfcoat.2024.130719
Fornecido pela Canadian Light Source