Alumínio, mais forte do que nunca, pode virar o novo aço

Redação do Site Inovação Tecnológica - 10/06/2019

Amostras de Al-Ni-La, que é ao mesmo tempo uma liga metálica e um material compósito. [Imagem: Sergey Gnuskov/NUST MISIS]

Alumínio forte como aço

O alumínio é um dos materiais mais promissores para a indústria aeronáutica e automobilística, e uma equipe da Universidade Nacional de Ciência e Tecnologia da Rússia não tem medido esforços para aumentar ainda mais esse potencial.

Eles recentemente fabricaram uma liga de alumínio com a resistência do titânio, logo depois que outras equipes apresentaram uma liga superforte de alumínio que supera o aço inoxidável e sintetizarem um alumínio que flutua na água.

Agora, Torgom Akopyan e seus colegas descobriram uma forma simples e eficiente de fortalecer os materiais compósitos à base de alumínio.

Para isso, eles doparam fortemente - mais de 15% do volume final são dopantes - o alumínio fundido com níquel e lantânio, criando um material (Al-Ni-La) que combina os benefícios dos materiais compósitos e das ligas metálicas, apresentando simultaneamente flexibilidade, força e leveza.

Do pó à fusão

Hoje, o alumínio é reforçado principalmente com pós em escala nanométrica (nanopós), mas o processo é caro e demorado, com os resultados nem sempre justificando os custos. Por exemplo, obter um aumento na resistência entre 5 e 20% pode ter um custo na plasticidade que vai de dezenas de pontos percentuais até várias vezes. Além disso, as próprias nanopartículas não são tão pequenas quanto seria desejável para se tirar proveito na formação dos cristais da liga, além de comporem um percentual volumétrico pequeno.

A equipe russa resolveu esse problema de reforço não uniforme e baixa densidade trocando a técnica dos nanopós por uma técnica de fusão. Com isto, após a cristalização da liga Al-Ni-La, o diâmetro das partículas de dopagem fica na faixa dos 30 a 70 nanômetros. E, graças à cristalização "natural", as partículas ficam distribuídas uniformemente, formando uma estrutura de reforço. Assim, o compósito torna-se mais forte e mais flexível do que seus análogos feitos a partir do pó.

"Nosso composto já demonstra características melhores do que seus análogos. No entanto, não vamos parar por aqui, e no futuro planejamos continuar trabalhando na criação de versões mais avançadas, complexas (3, 4 e mais fases) e mais baratas. O ciclo de produção desses compósitos incluirá o uso de alumínio de pureza técnica e componentes de liga mais baratos," anunciou Torgom.

Bibliografia:

New in-situ Al matrix composites based on Al-Ni-La eutectic
Torgom K. Akopyan, Nikolai A. Belov, E. A. Naumova, N. V. Letyagin
Materials Letters
Vol.: 245, Pages 110-113
DOI: 10.1016/j.matlet.2019.02.112