Mecânica

Aço com resistência recorde candidata-se a escudo para espaçonaves

Aço com resistência recorde candidata-se a escudo para espaçonaves
Imagem por microscópio eletrônico mostrando os diferentes níveis de cristalinidade da liga de aço amorfo. [Imagem: Jacobs School of Engineering/UC San Diego]

Limite elástico

Um novo tipo de aço apresentou uma capacidade recorde para resistir a um impacto sem se deformar de forma permanente.

Esta nova liga poderá ser usada em uma ampla gama de aplicações, de brocas a armaduras para soldados e até escudos antimeteoros para satélites e naves espaciais.

O material é uma liga de aço amorfa, uma classe promissora de ligas de aço feitas de arranjos de átomos diferentes da estrutura cristalina clássica do aço, onde os átomos de ferro ocupam locais específicos.

De acordo com Gauri Khanolkar e seus colegas da Universidade da Califórnia de San Diego, nos EUA, o aço apresentou o maior limite elástico já registrado para qualquer tipo de liga de aço - o limite elástico, ou Limite Elástico de Hugoniot, é essencialmente o ponto até o qual o material pode suportar um impacto sem se deformar permanentemente.

A equipe testou como a liga responde ao choque disparando projéteis de cobre com uma pistola de gás a velocidades entre 500 e 1.300 metros por segundo. O material se deforma no impacto, mas não permanentemente. A liga suportou pressão e estresse de até 12,5 giga-Pascal (11,76 ± 1.26 giga-Pascal), ou cerca de 125 mil atmosferas.

Sinterização a plasma

Para criar o aço recordista, Khanolkar misturou pós metálicos mistos em um molde de grafite. Em seguida, os pós foram pressurizados a 100 mega-Pascal, ou 1.000 atmosferas, e expostos a uma corrente de 10.000 amperes a 630° C, durante um processo chamado sinterização a plasma.

O processo cria regiões cristalinas pequenas, com dimensões de poucos nanômetros, que os pesquisadores acreditam ser a chave para a capacidade do material de suportar o estresse.

Bibliografia:

Shock Wave Response of Iron-based In Situ Metallic Glass Matrix
Gauri R. Khanolkar, Michael B. Rauls, James P. Kelly, Olivia A. Graeve, Andrea M. Hodge, Veronica Eliasson
Nature Scientific Reports
Vol.: 6, Article number: 22568
DOI: 10.1038/srep22568




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