Revestimentos cerâmicos feitos com cinética, sem fornos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/03/2017

Pylin Sarobol vem desenvolvendo o processo de deposição de cerâmica por aerossol há cerca de três anos.
[Imagem: Randy Montoya]

Cerâmica a temperatura ambiente

Revestimentos cerâmicos são feitos aplicando o material, geralmente em forma líquida ou pastosa, e depois cozendo as peças em fornos sob temperaturas acima dos 700º C.

Mas um processo que está em fase de desenvolvimento está tornando possível criar esses revestimentos a temperatura ambiente.

Você provavelmente não conseguirá comprar novas peças de louça fabricadas dessa forma tão cedo, mas o método promete fazer a diferença em aplicações de alta tecnologia.

Em lugar dos materiais em forma líquida e do forno, o revestimento é transformado em nanopartículas e disparadas em alta velocidade sobre o material base. Podem ser usados, por exemplo, partículas de alumina ou do interessantíssimo titanato de bário.

Deposição por aerossol

Nesta técnica de deposição de aerossol, as partículas submicrométricas suspensas em um gás são aceleradas até um bocal, por onde são disparadas em direção à superfície a ser revestida. As partículas batem e grudam, de forma que o revestimento é construído camada por camada.

A chave é usar partículas submicrométricas - na faixa dos nanômetros -, que permitem aproveitar as propriedades dos materiais que se manifestam apenas em pequenas escalas, além de ativar a deformação plástica nas partículas do aerossol. A deformação plástica, ou a plasticidade, é uma maneira de fazer com que uma substância mude permanentemente de tamanho ou forma sob uma tensão - neste caso, a tensão do impacto. É a plasticidade das nanopartículas que provoca a consolidação das camadas em deposição.

A aplicação desse revestimento a temperatura ambiente dá maior flexibilidade ao projeto e fabricação de componentes microeletrônicos e poderá permitir a fabricação de componentes melhores e mais baratos.

Deposição cinética

O processo cinético produz películas nanocristalinas - ou filmes - que são muito fortes e podem ser usadas como revestimentos protetores contra desgaste, corrosão e oxidação. Mas também permite combinar componentes cerâmicos com determinados materiais que têm funções específicas dentro dos dispositivos elétricos e mecânicos. Por exemplo, as atuais guias de ondas, usadas em fotônica e que terão espaço garantido nos processadores que funcionam com luz em vez de eletricidade, requerem a microusinagem de um pequeno pedaço de material eletromagnético, que depois é colado em outro material.

"A capacidade de depositar cerâmica a temperatura ambiente significa que você pode processar materiais cerâmicos e de baixa temperatura de fusão ao mesmo tempo. Agora você pode colocar a cerâmica no cobre, por exemplo - antes você tinha que primeiro fazer a cerâmica e então colocar o cobre sobre ela. Este processo traz a possibilidade de integrar materiais, especialmente a cerâmica, com outros materiais," disse Pylin Sarobol, do Laboratório Nacional Sandia, nos EUA, que vem desenvolvendo o processo de deposição de cerâmica por aerossol há cerca de três anos.