Novo método permite soldagem entre metal e cerâmica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 26/09/2002

Cientistas da Universidade Johns Hopkins desenvolveram um novo método de efetuar um tipo especial de soldagem, chamado brasagem, que poderá revolucionar principalmente a área de junção entre materiais cerâmicos e metálicos. O método já está totalmente desenvolvido e disponível para a indústria. Os pesquisadores estão oferecendo a tecnologia através de uma empresa fundada por eles mesmos, a Reactive NanoTechnologies.

Os pesquisadores desenvolveram uma folha metálica reativa, de várias camadas. Quando a folha é posta em ignição, ela gera calor suficiente para juntar as duas partes, sem danificar os componentes sendo soldados.

O uso de uma única folha como fonte de calor simplifica o processo de brasagem, tornando-o mais barato. O método também evita danos para componentes sensíveis ao calor, como componentes eletrônicos e polímeros.

As folhas reativas são uma nova classe de materiais nanoestruturados que são fabricados por um método de deposição de vapor. Centenas de camadas com poucos átomos de espessura são intercaladas entre elementos como alumínio e níquel. Quando exposta a uma fonte de calor, tal como uma faísca, estes metais se misturam em escala atômica, causando uma liberação de calor que pode chegar a 1.500º C em menos de 10 milisegundos. A velocidade, temperatura e curva de aquecimento podem ser controladas variando-se a composição das folhas e a espessura das camadas individuais.

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Atualmente, cerâmicas são unidas a outros componentes com a utilização de adesivos ou fixadores de vários tipos. É o caso da fixação de dissipadores de calor em chips de computador, que se utiliza de uma pasta condutora. Embora a junção metálica produza melhores resultados, permitindo maior dissipação do calor gerado, componentes metálicos e cerâmicos se contraem a taxas diferentes quando aquecidos. O aquecimento necessário para a brasagem acaba por gerar um stress nos componentes, podendo causar delaminação ou mesmo inutilizar o componente, o que limita a utilização da solda a áreas não superiores a 1 polegada quadrada.

O novo método é um grande avanço em todas as técnicas de soldagem, uma vez que toda a energia necessária para efetuar a solda origina-se da própria folha, eliminando a necessidade de elementos como gases, bicos de solda ou laser. Componentes sensíveis à temperatura, tal como componentes eletrônicos ou polímeros, não são danificados, uma vez que o aquecimento localiza-se unicamente na interface sendo soldada. Aplicações até agora impraticáveis devido a barreiras técnicas, como a junção de materiais de naturezas diferentes, como cerâmica e metal, tornam-se possíveis como o novo método.