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Mecânica

A dureza é filha do casamento de dois brutos

Redação do Site Inovação Tecnológica -  16/05/2016

Microfotografia mostra estrutura cristalina do diamante depositado sobre o nitreto de boro. [Imagem: Jagdish Narayan et al. - 10.1063/1.4948688]

Unidos pela dureza

Uma nova técnica permite depositar diamante na superfície do nitreto de boro cúbico (c-BN), integrando os dois materiais superduros em uma única estrutura cristalina.

"Isto pode ser usado para criar dispositivos de alta potência, como os transformadores de estado sólido necessários para criar a próxima geração de redes de distribuição de energia inteligentes," disse Jay Narayan, da Universidade do Estados da Carolina do Norte, nos EUA.

"E também poderá ser usado para criar ferramentas de corte e usinagem de alta velocidade e equipamentos de perfuração em águas profundas.

"O diamante é duro, mas ele tende a oxidar, transformando-se em grafite, que é mais mole. Um revestimento de c-BN pode evitar a oxidação. O diamante também interage com o ferro, o que torna difícil usá-lo com ferramentas de aço. Mais uma vez, o c-BN pode resolver o problema," acrescentou Narayan.

A equipe é a mesma que recentemente anunciou uma técnica para produzirdiamante a temperatura ambiente.

Nitreto de boro

O c-BN é uma forma de nitreto de boro que tem uma estrutura cristalina cúbica.

Ele tem propriedades semelhantes às do diamante, como a dureza, mas possui várias vantagens, como uma bandgap adequada para uso em aparelhos elétricos de alta potência. O c-BN também pode ser dopado para criar camadas positiva e negativamente carregadas, o que significa que ele pode ser usado para a fabricação de transistores.

Para o uso em ferramentas, o c-BN forma uma camada de óxido estável sobre sua superfície quando exposto ao oxigênio, o que permite que ele não perca suas características mecânicas a altas temperaturas.

A equipe criou uma empresa para comercializar a tecnologia, considerando que o material já está pronto para uso prático. Recentemente, uma equipe chinesa desenvolveu uma técnica para criar um cristal híbrido de diamante e boro, mas que ainda está sendo aprimorada para produzir cristais de tamanho adequado para uso prático.

Bibliografia:

Direct conversion of h-BN into c-BN and formation of epitaxial c-BN/diamond heterostructures
Jagdish Narayan, Anagh Bhaumik, Weizong Xu
Journal of Applied Physics
Vol.: 119, 185302
DOI: 10.1063/1.4948688