Minério permite que eletricidade seja produzida a partir de luz solar, calor e movimento ao mesmo tempo

Cada vez mais se ouve falar da importância de fontes de energia renováveis e investe-se mais intensamente em pesquisas sobre esse tema. Recentemente, uma interessante descoberta chamou a atenção do meio científico: um mineral que seria capaz de extrair energia para a produção de eletricidade a partir de diversas fontes – e ao mesmo tempo! Descoberto por cientistas da Universidade de Oulu (Finlândia), o minério denominado KBNNO é capaz de transformar luz solar, energia cinética e calor em eletricidade. Continue reading Minério permite que eletricidade seja produzida a partir de luz solar, calor e movimento ao mesmo tempo

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Feixe de íon focalizado: Como funciona essa técnica de análise de materiais

As técnicas de microscopia eletrônica são bastante populares em termos de análise de materiais, principalmente por alcançarem grandes ampliações, o que permite com que possamos enxergar minuciosos detalhes de um material. Durante esse tipo de análise, o material é bombardeado por um feixe de elétrons e os diferentes produtos da interação elétron-material, tais como elétrons retroespalhados, elétrons secundários e raios-X, são analisados. A partir dessas diferentes fontes, podemos então obter importantes informações sobre o material em questão. Elétrons não são, no entanto, as únicas partículas que podem ser aceleradas e focadas por campos elétricos e magnéticos, mas também íons. Com sua massa incrivelmente maior do que a pequeníssima massa de um elétron (o íon mais leve, H+, tem massa 1836 vezes superior a um elétron), os íons são capazes não somente de interagir com o material e gerar importantes fontes de informação sobre sua topografia e composição química, mas também de usiná-lo. É essa técnica, conhecida por Feixe de íon focalizado ou FIB (do inglês focused ion beam), que apresentaremos hoje.

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Rugosidade de uma superfície

Você sabia que por mais planas e polidas que duas superfícies pareçam ser, elas não estarão 100% em contato se colocadas uma contra a outra? Isso acontece porque na realidade a superfície de um material é composta por diversos picos e vales, que constituem o que é conhecido como rugosidade. Assim, quando encostadas, apenas pequenas áreas das superfícies estão de fato em contato umas com as outras (área de contato real), o que é muito menor do que a área que imaginamos estar em contato observando os materiais a olho nu (área de contato aparente).

superficie

Figura mostrando a área de contato aparente entre duas peças planas (direita) e uma aproximação da região de interface entre as mesmas (esquerda), evidenciando a área de contato real.

Uma superfície é na realidade composta por três componentes: forma, ondulação Continue reading Rugosidade de uma superfície

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Como prever defeitos de soldagem em aços inoxidáveis

A soldagem, por se tratar de um processo que envolve temperaturas bastante elevadas, apresenta um elevado nível de complexidade. O aumento de temperatura do material é heterogêneo ao longo de seu volume, o que faz com que diferentes regiões da peça atinjam temperaturas máximas distintas, bem como diferentes taxas de resfriamento. O resultado é uma microestrutura bastante complexa e heterogênea, a qual deve ser compreendida e controlada na medida do possível para que as propriedades do material não sejam comprometidas.

Um grupo de materiais de soldagem bastante complexa são, por exemplo, os aços inoxidáveis. Esses materiais apresentam uma ampla gama de possíveis elementos de liga e em teores que podem variar significativamente de uma liga para outra. Consequentemente, são suscetíveis a muitos dos possíveis defeitos de soldagem, tais como crescimento excessivo de grão, trincamento durante a solidificação, precipitação de fases indesejadas, trincamento a frio e assim por diante. Com base nisso, foi desenvolvida na década de 50 uma ferramenta que ainda hoje é  Continue reading Como prever defeitos de soldagem em aços inoxidáveis

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Materiais Refratários

Muitas etapas do processamento de materiais são feitas a temperaturas elevadas, como por exemplo a fundição e os tratamentos térmicos. No entanto, para que isso seja possível, é necessário que existam materiais que aguentem temperaturas ainda maiores. Esse grupo é denominado de materiais refratários e é normalmente composto por cerâmicas, sendo o foco de nosso assunto de hoje.  Continue reading Materiais Refratários

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Compósito que varia rigidez com a temperatura

No post de hoje falaremos sobre um compósito capaz de mudar sua rigidez de forma extrema com a variação de temperatura. Trata-se de uma pesquisa da École polytechnique fédérale de Lausanne, publicada recentemente, que conseguiu desenvolver o material de uma forma simples e ao mesmo tempo genial.

O compósito tem o formato de um tubo e é bastante rígido à temperatura ambiente. No entanto, ao aplicar sobre o material uma voltagem, ele torna-se flexível em menos de 10 segundos. O segredo por trás dessa versatilidade encontra-se na forma com o que material foi projetado. Continue reading Compósito que varia rigidez com a temperatura

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Endurecimento por precipitação em ligas de alumínio

O alumínio possui propriedades bastante interessantes: é pouco denso em relação aos outros metais, é abundante na crosta terrestre, tem excelente condutividade térmica e elétrica e apresenta boa resistência à corrosão em diversas condições. Ainda assim, há diversas aplicações para as quais o alumínio não consegue atender a todos os requisitos necessários, mas se encaixa muito bem em alguns deles. Foi nesse contexto que surgiram as ligas de alumínio,  que permitem que através da adição de elementos de liga seja possível continuar usufruindo em parte das propriedades interessantes deste metal, ao mesmo tempo em que outras de suas características são aprimoradas. A principal modificação feita nas ligas de alumínio é o endurecimento por precipitação, o qual visa a uma melhora da resistência mecânica do material através da adição de elementos de liga específicos e tratamentos térmico. No entanto, como podemos ver na figura abaixo, nem todos os elementos de liga são adicionados com o objetivo de promover precipitação por envelhecimento.

ABAAAAUZkAF-1 Continue reading Endurecimento por precipitação em ligas de alumínio

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Soldagem à temperatura ambiente

Você sabia que já é possível soldar* dois materiais metálicos sem calor? Pesquisadores da Iowa State University, nos EUA, desenvolveram um método bastante interessante, o qual funciona como uma espécie de cola metálica. Para isso, partículas minúsculas de metal são resfriadas abaixo de sua temperatura de fusão e impedidas de solidificar, entrando em um estado de metaestabilidade conhecido como super-resfriamento. No entanto, as partículas procuram atingir seu estado de menor energia, que para as temperaturas e pressões em que se encontram, é o estado sólido, e não líquido. Dessa forma, assim que sofrem uma perturbação externa intensa o suficiente, as gotículas tornam-se sólidas. Os cientistas aproveitaram-se desse fenômeno para fazê-las solidificar na junta entre dois metais, permitindo a união dos mesmos sem a necessidade de aquecimento ou fusão.

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Alumínio tem problemas com corrosão?

Provavelmente você nunca olhou realmente para um pedaço de alumínio. Isso porque o material é extremamente reativo e, em contato com o ar, reage instantaneamente formando uma película de óxido sobre sua superfície. Isto é o que você de fato vê. No entanto, apesar de extremamente reativo, o alumínio apresenta uma elevada resistência à corrosão devido a um fenômeno chamado passivação. Basicamente, o alumínio fica mais nobre (menor atividade) por ação desta película óxida, que tem uma boa aderência à superfície e acaba impedindo que um volume maior do material seja corroído.  No entanto, se engana quem acha que a passivação torna o alumínio imune à corrosão. Veremos hoje diversas situações em que a mesma pode ocorrer.

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Curiosidades sobre as medalhas olímpicas

Há dois meses começavam os jogos olímpicos do Rio de Janeiro, trazendo as atenções do mundo para o país e também fortes emoções ao povo brasileiro. O que muitos não perceberam, no entanto, é que por trás de todas as competições que emocionaram o mundo, participava também silenciosamente uma grande conhecida de todos nós. Seja na roupa dos nadadores, nos remos da canoagem, nas bicicletas dos velozes ciclistas, nas raquetes dos jogadores de tênis, e, é claro, no pescoço dos campeões, estava lá presente a engenharia de materiais.

As tão desejadas medalhas apresentaram nessa edição das olimpíadas algumas inovações interessantes. Sendo as mais pesadas da história das olimpíadas, as medalhas pesavam aproximadamente 500 gramas e tinham grande presença de materiais reciclados. Além de serem sustentadas por tiras poliméricas feitas com 50% de material proveniente da reciclagem de garrafas plásticas, os metais em si também eram em parte provenientes de reciclagem e o ouro foi minerado sem o uso de mercúrio, um grande poluente. Nos jogos paralímpicos, elas também surpreenderam: continham esferas metálicas em seu interior para que os deficientes visuais pudessem não só tocá-las, mas também ouvi-las. A quantidade diferente de esferas, de acordo com o tipo de medalha, fazia com que possuíssem ruídos característicos que as identificasse, sendo este maior quanto melhor a posição do atleta. Conheça-as na reportagem abaixo e confira como o processo pelo qual passam as medalhas até a chegada ao pódio.

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