Mecânica

Solda sem calor une metais a temperatura ambiente

Solda sem calor une metais a temperatura ambiente
Solda a frio suspensa em etanol (no frasco) e após aplicação manual. [Imagem: Photo by Christopher Gannon/Iowa State University]

Solda sem calor

Químicos da Universidade do Estado de Iowa, nos EUA, criaram um novo tipo de solda que une componentes metálicos sem a necessidade de calor.

A expectativa da equipe é que sua inovação seja tão importante para a indústria quanto a solda sem chumbo.

A tecnologia é diferente da "cola metálica" lançada por outra equipe no início deste ano.

Sobrefusão

A soldagem a frio é possível graças a minúsculas partículas de metal líquido cuidadosamente encapsuladas para "liberar seus poderes" apenas no momento da junção dos componentes.

"Nós queríamos ter certeza que os metais líquidos não se transformariam em sólidos. Então projetamos a superfície das partículas de modo que não há rota para que o metal líquido se solidifique. Nós as aprisionamos em um estado no qual elas não gostam de ficar," explica o professor Martin Thuo, coordenador da equipe.

O truque consiste em manter as partículas de metal líquido em uma condição conhecida como "super-resfriamento", ou sobrefusão, na qual o material é resfriado abaixo de sua temperatura de fusão sem que ele consiga passar para o estado sólido.

Para isso, as gotículas são injetadas em alta velocidade dentro de um líquido ácido e, a seguir, expostas ao oxigênio, formando uma camada de oxidação que recobre todas as partículas. Essa camada é posteriormente polida por abrasão entre as próprias partículas - agitando-as dentro de um recipiente - para que se torne fina e lisa.

Solda a frio

Cada partícula resultante tem cerca de 10 micrômetros de diâmetro, o que significa que a "solda a frio" tem a consistência de um pó. Para aplicá-la, basta pressionar os materiais a serem soldados, o que faz romper a camada superficial das partículas, deixando o metal líquido se solidificar.

A solda é baseada em um material conhecido como metal de Field, uma liga de bismuto, índio e estanho. Pelo seu custo elevado e pelas temperaturas que o material suporta sem que a solda se rompa, a aplicação da soldagem a frio deverá se concentrar na indústria eletrônica.

Bibliografia:

Mechanical Fracturing of Core-Shell Undercooled Metal Particles for Heat-Free Soldering
Simge Çinar, Ian D. Tevis, Jiahao Chen, Martin Thuo
Nature Scientific Reports
Vol.: 6, Article number: 21864
DOI: 10.1038/srep21864




Outras notícias sobre:

Mais Temas