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

Material que repele sangue é uma nova aposta na área de biomateriais

Um assunto recorrente aqui no Engenheiro de Materiais são os biomateriais e sabemos que um grande problema na aplicação dos mesmos é a falta de biocompatibilidade com nosso corpo. Dessa forma, existe muito estudo em cima da produção de materiais biocompatíveis. No último ano foi publicado um artigo na Healthcare Materials sobre um material super repelente a sangue, obtendo alta biocompatibilidade.

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Sangue, plasma e água sobre a superfície do material desenvolvido. Créditos: Kota lab/Colorado State University

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Novo revestimento promete ajudar no descongelamento de aviões

Nessa época do ano é muito comum ler notícias ou ver fotos de neve nos países da europa ou nos Estados Unidos, por exemplo. Porém esse cenário tão bonito com a neve trás alguns problemas para o cotidiano, como por exemplo os aviões precisam ser descongelados, como no vídeo abaixo.

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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

4 materiais inventados pela NASA

É certo que nos 58 anos de existência da NASA (National Aeronautics and Space Administration) foram realizadas muitas pesquisas e foram desenvolvidos muitos materiais que não só auxiliaram a indústria espacial, mas que também tornaram-se presentes no nosso cotidiano. Por isso hoje iremos citar e comentar sobre alguns materiais desenvolvidos pela NASA e que são amplamente utilizados.

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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

Por que a reciclagem do alumínio é importante?

A primeira vez que o mundo viu latinhas de alumínio serem utilizadas comercialmente foi em 1964 pela empresa Royal Crown Cola e em pouco tempo essa ideia se difundiu.

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Isso ocorreu, porque o alumínio possui vários benefícios em relação a preservação da comida, como por exemplo, proteção contra luz, oxigênio, umidade e outros contaminantes. Além disso, das embalagens conhecidas hoje, é a que promove maior tempo de conservação do alimento e também são resistentes a corrosão (Alumínio tem problemas com corrosão?). Lembrando que as embalagens de alumínio não fazem apenas parte da indústria alimentícia, entre outras, ela também é muito utilizada na indústria farmacêutica e de cosméticos.

Ademais, outra vantagem muito importante do alumínio é que ele pode ser facilmente reciclado. As latas de alumínio após o uso pelo consumir final vão para um centro de coleta e reciclagem, onde são prensadas e então fundidas. Após a fundição, é feito o lingotamento, processo o qual que permite que o metal fundido se solidifique em uma forma específica, como em blocos ou em tarugos. Então, o material é laminado e está pronto para se transformar em novas latinhas.

O material de uma lata pode ser reciclado inúmeras vezes, na verdade, estimasse que 75% de todo o alumínio já produzido nos Estados Unidos ainda é utilizado hoje em dia. Ainda mais, a reciclagem do alumínio economiza mais de 90% de energia que seria necessária para se produzir um novo metal a partir da bauxita.

 

Curiosidade

Você já ouviu falar sobre a “lenda urbana” que fala que lacres das latinhas de alumínio podem ser trocados por cadeiras de rodas? Então, não tem nada de lenda nisso! A verdade é que existem inúmeros projetos, como o “Lacre, Amigo”, que recebem doações de lacres de alumínio e trocam por cadeiras de rodas para para pessoas que precisam.

Mas por que o lacre?

Se a gente doasse latinhas de alumínio seria muito mais fácil, não? Pois a quantidade de alumínio seria muito maior. Porém, quem vai querer guardar 1000 latinhas de alumínio em casa sendo que seria equivalente encher 10 garrafas pets (2l) de lacres? Muito menos volume é necessário!

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Desde 2012 já foram doadas mais de 130 cadeiras de rodas no Estado de Santa Catarina. Você também pode contribuir com essa campanha no seu estado e ajudar muitas pessoas, basta guardar os lacres de alumínio (não esqueça de pedir para os amigos!) e levar em um centro de coleta.

Confira os centros de coleta no site!

Referências:

Hosford, William F. and John L. Duncan. “The Aluminum Beverage Can.” Scientific American, September 1994, pp. 48-53.

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The Benefits of Aluminum Recycling

 

 

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.

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Você sabe o que são materiais auxéticos?

Os materiais auxéticos são aqueles que possuem uma compressibilidade negativa, ou seja, eles possuem um coeficiente de poisson negativo. Isso significa que eles têm o seu volume aumentado quando for aplicada uma força de compressão.

Anteriormente, assumia-se que o coeficiente de poisson, que é a medida de deformação transversal de um material, não poderia ser alterada e que a maioria apresentava um coeficiente positivo entre +0,22 e +0,33. Porém nos últimos anos foi descoberto que sim, um material pode ter um coeficiente negativo e isso é possível quando se altera a estrutura do material e os mecanismos de deformação dele.

Esses materiais podem ser poliméricos, metálicos, compósitos ou cerâmicos e também podem possuir diferentes estruturas entre eles. Exemplos de materiais que demonstram esse comportamento são cristobalita alfa e quartzo alfa, em certas direções e também em certas temperaturas. Um exemplo também de um polímero natural que pode ser auxético é a celulose cristalina, em uma forma definida.

Na Academia Polonesa de Ciências foi descoberto um material chamado amidoborano de sódio [Na(NH2BH3)]. A compressibilidade negativa desse material é maior do que qualquer outro material já estudado (10%) e além disso o comportamento desse materials ocorre de forma brusca. Ademais uma das características que mais chamam atenção do material é que a compressibilidade é de natureza química e não física, ou seja, ocorre o alongamento das ligações químicas entre o nitrogênio e o boro e também entre o nitrogênio e o hidrogênio.

As possíveis aplicações para os materiais auxéticos são colete à prova de balas e implantes ou sondas para abrir vasos sanguíneos. Você conseguiu pensar em mais alguma?

 

Referências:

Colete à prova de balas ativo funcionará como airbag

Materiais auxéticos tornam-se mais grossos quando são esticados

An Introduction to Auxetic Materials: an Interview with Professor Andrew Alderson

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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