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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Material conduz eletricidade sem conduzir calor

Geralmente bons condutores elétricos são bons condutores térmicos, visto que para a maioria dos materiais essa relação entre condutividade elétrica e temperatura é governada pela Lei de Wiedemann-Franz. Entretanto, pesquisadores do Berkeley Lab encontraram uma exceção a essa lei.

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Fonte imagem: Junqiao Wu/Berkeley Lab  Continue reading Material conduz eletricidade sem conduzir calor

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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).

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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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Liga com efeito de memória de forma pode ajudar em viagens espaciais

A principal característica de materiais com efeito de memória de forma é a possibilidade de retorno a sua forma original quando o objeto for deformado plasticamente. A volta à forma original geralmente é obtida através do aquecimento do material, como pode ser visto nesse post aqui.

Entretanto, para o material ThCr2Si2 o objeto terá sua forma alterada sob efeito de baixas temperaturas. Essa pesquisa é uma colaboração entre a University of Connecticut, Colorado State University e Iowa State University.

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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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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

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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

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