A nave espacial e os reatores nucleares dependem de cerâmicas que podem suportar temperaturas acima de 2.000 ° C. Mas o processo tradicional para fazer essas cerâmicas especializadas requer aquecimento das matérias -primas em um forno, tempo de queima e energia.
Moldando UHTCs em, digamos, o escudo térmico semelhante a cúpula na frente de um míssil é difícil porque a cerâmica é quebradiça, diz Cheryl Xuum engenheiro mecânico e aeroespacial da Universidade Estadual da Carolina do Norte. Para fazer esses objetos facilmente, os pesquisadores têm tentado usar lasers para derreter e pós de fusível de materiais UHTC como carbonetos de steel.
Xu, Tiegang Fange seus colegas começam com um precursor líquido de carboneto de Hafnium (HFC). Uma das cerâmicas mais resistentes ao calor, o HFC tem um ponto de fusão de quase 4.000 ° C e pode ser usado em aplicações extremas em aeroespacial e energia, incluindo aviões hipersônicos. Eles colocam o precursor em uma câmara inerte cheia de argônio e o atingem com pulsos a laser de 120 W. O precursor atinge 2.000 ° C em segundos e reticulações para formar um polímero sólido. Em seguida, o conteúdo orgânico se decompõe e escapa como gás, deixando o HFC para cristalizar e se fundir em uma densa cerâmica.
As mudanças de massa e quantity durante esse processo de conversão podem reduzir a força da cerâmica resultante, diz David Lipkeum cientista de materiais e engenheiro da Universidade de Ciência e Tecnologia do Missouri que não estava envolvido no trabalho. Ele está curioso sobre a composição e as propriedades dessa cerâmica HFC criada a laser, diz ele, e gostaria de ver a técnica aplicada a outras cerâmicas com precursores de menor custo. “Este não seria um método econômico para a produção em massa, embora possa ser interessante para revestimentos”, diz ele.
Por enquanto, os pesquisadores revestiram uma peça de 2,5 × 2,5 cm de compósito de carbono com o precursor e usaram o laser para formar um revestimento HFC. Xu diz que planeja fazer amostras maiores e testar suas propriedades mecânicas a seguir.
