Cerâmica densa em formatos complexos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 01/11/2002

Pesquisadores desenvolveram um novo processo para a produção de cerâmica densa em formatos complexos. A descoberta permitirá a construção de peças mais duras, mais leves e a custos mais baixos.

A técnica, chamada DCP ("Displacive Compensation of Porosity"), utiliza uma reação química entre um metal fundido e a cerâmica porosa para gerar um novo compósito. A técnica preenche os minúsculos poros da cerâmica com mais material cerâmico. A peça resultante é super densa, mas mantém seu formato original.

Segundo Ken Sandhage, professor de Ciência dos Materiais na Ohio State University (Estados Unidos) e criador da técnica, a tecnologia permitirá a construção de exaustores para foguetes, coletes à prova de balas e ferramentas, tudo mais duro, mais eficiente e mais leve.

A indústria poderá produzir cerâmicas resistentes ao calor através do novo processo, mais simples e mais barato do que os métodos convencionais, uma vez que ele necessita de temperaturas mais baixas e elimina a necessidade de um pós-processamento. A primeira etapa, de produção de cerâmicas porosas com desenhos complexos, é bem conhecida da indústria.

Blindagens e coletes à prova de balas já são construídos com cerâmica, porque este material é mais leve e mais duro do que os metais. A nova técnica permitirá um aprimoramento dessas qualidades.

O Dr. Sandhage disse que a indústria poderá criar armaduras pessoais finas, leves e fortes com a utilização de cerâmica densa, como o carbeto de boro. Até agora isso não era possível, já que esse tipo de material é muito difícil de ser moldado.

Com a técnica DCP, a equipe de pesquisadores conseguiu criar compósitos contendo alguns dos materiais mais duros conhecidos, como carbetos de boro, zircônia, háfnio e titânio.

Nos testes, os cientistas criaram um objeto curvo, adaptado ao corpo humano, a partir de carbeto de tungstênio, um pó cerâmico utilizado em ferramentas e abrasivos. Então eles mergulharam a peça em uma liga de cobre-zircônia fundida. "O carbeto de tungstênio sugou o metal líquido como uma esponja suga a água." disse o Dr. Sandhage.

A temperaturas entre 1.200o C e 1.300o C, o metal e a cerâmica reagiram quimicamente no interior do material poroso, produzindo um carbeto de zircônia-tungstênio. Normalmente este compósito é criado a temperaturas acima de 2.000o C e sob pressões muito altas. O compósito é também muito leve, pesando cerca de 40 por cento menos do que o tunsgtênio puro.