{"id":22038,"date":"2020-06-21T14:25:55","date_gmt":"2020-06-21T17:25:55","guid":{"rendered":"https:\/\/universonerd.net\/portal\/?p=22038"},"modified":"2020-06-21T14:25:59","modified_gmt":"2020-06-21T17:25:59","slug":"o-material-mais-resistente-ao-calor-foi-sintetizado-e-pode-ter-futuro-na-aviacao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/universonerd.net\/portal\/o-material-mais-resistente-ao-calor-foi-sintetizado-e-pode-ter-futuro-na-aviacao\/","title":{"rendered":"O Material Mais Resistente Ao Calor Foi Sintetizado E Pode Ter Futuro Na Avia\u00e7\u00e3o"},"content":{"rendered":"

Por muito tempo, o tungst\u00eanio e o diamante ficaram conhecidos como os <\/span>materiais com as maiores resist\u00eancias ao calor<\/strong>; ou seja, <\/span>maior ponto de fus\u00e3o<\/strong>, pouco mais de 3400\u00baC e 3500\u00baC, respectivamente, que \u00e9 quando o material passa do seu estado s\u00f3lido para o estado l\u00edquido. A medida que a ci\u00eancia foi avan\u00e7ando, os pesquisadores conseguiram sintetizar (fabricar em escala de laborat\u00f3rio compostos qu\u00edmicos a partir de suas subst\u00e2ncias mais simples) <\/span>materiais cer\u00e2micos<\/strong> avan\u00e7ados<\/strong>, os quais conseguem aguentar pr\u00f3ximo ou at\u00e9 superar os recordistas de longo tempo.<\/span><\/span><\/p>\n

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E foi exatamente o que aconteceu recentemente, quando pesquisadores russos desenvolveram um material cer\u00e2mico com o maior ponto de fus\u00e3o entre todos os materiais conhecidos.<\/span><\/strong><\/span><\/p>\n<\/blockquote>\n

Uma sa\u00edda para os chamados avi\u00f5es supers\u00f4nicos?<\/span><\/p>\n

Com isso, gra\u00e7as a uma combina\u00e7\u00e3o \u00fanica de <\/span>propriedades f\u00edsicas<\/strong>, principalmente <\/span>mec\u00e2nicas<\/strong> e <\/span>t\u00e9rmicas<\/strong>, o material sintetizado tem potencial para ser usado nos componentes mais sujeitos ao calor dos avi\u00f5es, como carenagens na parte dianteira e interior dos motores a jato e at\u00e9 dos futuros <\/span>avi\u00f5es hipers\u00f4nicos<\/strong>, sem contar uma ampla aplica\u00e7\u00e3o industrial.<\/span><\/span><\/p>\n

O professor <\/span>Dmitry Moskovskikh<\/strong>, da Universidade Nacional de Ci\u00eancia e Tecnologia da R\u00fassia, destaca:<\/span><\/span><\/p>\n

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Ao sair e entrar na atmosfera, a superf\u00edcie das asas de um avi\u00e3o espacial podem ser submetidas \u00e0s temperaturas em torno de 2000\u00b0C, chegando a 4000 \u00b0C. Assim, quando se trata de tais aeronaves, existe uma quest\u00e3o associada \u00e0 cria\u00e7\u00e3o e desenvolvimento de novos materiais que possam trabalhar em temperaturas t\u00e3o altas.<\/span><\/strong><\/span><\/p>\n<\/blockquote>\n

Conhe\u00e7a o Carbonitreto de H\u00e1fnio<\/strong>!<\/span><\/span><\/h4>\n

O objetivo da equipe de pesquisa era criar um material <\/span>com o mais alto ponto de fus\u00e3o conhecido, sem perder as propriedades mec\u00e2nicas que viabilizam seu uso pr\u00e1tico<\/strong>. E muitas pesquisas foram realizas!<\/span><\/span><\/p>\n

Ap\u00f3s muitos estudos, partiram de um sistema triplo de <\/span>h\u00e1fnio-carbono-nitrog\u00eanio<\/strong>, uma cer\u00e2mica conhecida como <\/span>carbonitreto de h\u00e1fnio (Hf-CN)<\/strong>, que uma equipe da Universidade Brown, nos EUA, havia previsto teoricamente como capaz de apresentar uma alta condutividade t\u00e9rmica e resist\u00eancia \u00e0 oxida\u00e7\u00e3o. E o trabalho dos norte-americanos fizeram os russos evolu\u00edrem at\u00e9 a descoberta deste composto cer\u00e2mico \u00fanico.<\/span><\/span><\/p>\n

Usando um <\/span>m\u00e9todo de s\u00edntese autopropag\u00e1vel a alta temperatura<\/strong>, a equipe russa conseguiu sintetizar o material <\/span>HfC0,5<\/sub>N0,35<\/sub> <\/strong>pr\u00f3ximo \u00e0 composi\u00e7\u00e3o te\u00f3rica, com uma dureza de 21,3 GPa, o que \u00e9 ainda mais alto do que outros novos materiais que ainda s\u00e3o considerados promissores.<\/span><\/span><\/p>\n

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Mas, se na teoria tudo faz sentido, atingir a maior resist\u00eancia ao calor \u00e9 bem mais complicado na pr\u00e1tica.<\/span><\/strong><\/span><\/p>\n<\/blockquote>\n

Al\u00e9m disso, a pesquisadora <\/span>Veronika Buinevich<\/strong>, detalha:<\/span><\/span><\/p>\n

\n

\u00c9 dif\u00edcil medir o ponto de fus\u00e3o de um material acima dos 4000\u00b0C. Ent\u00e3o, decidimos comparar as temperaturas de fus\u00e3o do composto sintetizado com as do ‘campe\u00e3o’ original, o carbeto de h\u00e1fnio. Para isso, colocamos amostras de HFC e HfCN compactadas em uma placa de grafite em forma de haltere, e cobrimos a parte superior com uma placa semelhante para evitar a perda de calor.<\/span><\/strong><\/span><\/p>\n<\/blockquote>\n

Ap\u00f3s os estudos preliminares, a equipe conectou o aparato a uma bateria usando eletrodos de molibd\u00eanio e colocou tudo em um ambiente de alto v\u00e1cuo. Como a se\u00e7\u00e3o transversal das placas de grafite n\u00e3o \u00e9 homog\u00eanea, a temperatura m\u00e1xima foi atingida em sua parte mais estreita.<\/span><\/p>\n

Os resultados do aquecimento simult\u00e2neo do carbonitreto e do carbeto de h\u00e1fnio mostraram que o carbonitreto tem um ponto de fus\u00e3o mais alto do que o carbeto de h\u00e1fnio, desbancando o campe\u00e3o atual, <\/span>embora as t\u00e9cnicas dispon\u00edveis n\u00e3o permitam dizer exatamente que temperatura o novo material suporta<\/strong>. O que se sabe \u00e9 que o ponto de fus\u00e3o espec\u00edfico do novo material est\u00e1 acima de <\/span>4000\u00b0C<\/strong>!<\/span><\/span><\/p>\n

Agora, a equipe planeja realizar experimentos para medir a temperatura de fus\u00e3o por pirometria de alta temperatura usando um laser ou uma resist\u00eancia el\u00e9trica. Al\u00e9m disso, planejam estudar o desempenho do <\/span>carbonitreto de h\u00e1fnio<\/strong> em condi\u00e7\u00f5es hipers\u00f4nicas<\/strong>, o que ser\u00e1 relevante para aplica\u00e7\u00f5es na ind\u00fastria aeroespacial.<\/span><\/span><\/p>\n

Isso tudo \u00e9 engenharia, ci\u00eancia e tecnologia dos materiais!<\/span><\/p>\n\n\n

 ________________________________________________________________________<\/strong>_____<\/p>\n\n\n\n

Bibliografia:<\/strong> Inova\u00e7\u00e3o Tecnol\u00f3gica e Artigo: Fabrication of ultra-high-temperature nonstoichiometric hafnium carbonitride via combustion synthesis and spark plasma sintering<\/em>.<\/em> Revista: Ceramics International. Vol.: 46, Issue 10, Part B, 16068-16073. DOI: 10.1016\/j.ceramint.2020.03.158<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Se voc\u00ea gostou, n\u00e3o deixe de participar atrav\u00e9s de sugest\u00f5es, cr\u00edticas e\/ou d\u00favidas. Aproveitem para assinar o Blog, curtir a <\/strong><\/em>P\u00e1gina no Facebook<\/strong><\/a>, interagir no <\/strong><\/em>Grupo do Facebook<\/strong><\/a>, al\u00e9m de acompanhar publica\u00e7\u00f5es e ficar por dentro do Projeto Universo NERD, de sorteios, concursos e demais promo\u00e7\u00f5es.<\/strong><\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Por muito tempo, o tungst\u00eanio e o diamante ficaram conhecidos como os materiais com as maiores resist\u00eancias ao calor; ou seja, maior ponto de fus\u00e3o, pouco mais de 3400\u00baC e 3500\u00baC, respectivamente, que \u00e9 quando o material passa do seu estado s\u00f3lido para o estado l\u00edquido. A medida que a ci\u00eancia foi avan\u00e7ando, os pesquisadores conseguiram sintetizar (fabricar em escala de laborat\u00f3rio compostos qu\u00edmicos a partir de suas subst\u00e2ncias mais simples) materiais cer\u00e2micos avan\u00e7ados, os quais conseguem aguentar pr\u00f3ximo ou at\u00e9 superar os recordistas de longo tempo. E foi exatamente o que aconteceu recentemente, quando pesquisadores russos desenvolveram um material cer\u00e2mico com o maior ponto de fus\u00e3o entre todos os materiais conhecidos. Uma sa\u00edda para os chamados avi\u00f5es supers\u00f4nicos? Com isso, gra\u00e7as a uma combina\u00e7\u00e3o \u00fanica de propriedades f\u00edsicas, principalmente mec\u00e2nicas e t\u00e9rmicas, o material sintetizado tem potencial para ser usado nos componentes mais sujeitos ao calor dos avi\u00f5es, como carenagens na parte dianteira e interior dos motores a jato e at\u00e9 dos futuros avi\u00f5es hipers\u00f4nicos, sem contar uma ampla aplica\u00e7\u00e3o industrial. O professor Dmitry Moskovskikh, da Universidade Nacional de Ci\u00eancia e Tecnologia da R\u00fassia, destaca: Ao sair e entrar na atmosfera, a superf\u00edcie das asas de um avi\u00e3o espacial podem ser submetidas \u00e0s temperaturas em torno de 2000\u00b0C, chegando a 4000 \u00b0C. Assim, quando se trata de tais aeronaves, existe uma quest\u00e3o associada \u00e0 cria\u00e7\u00e3o e desenvolvimento de novos materiais que possam trabalhar em temperaturas t\u00e3o altas. Conhe\u00e7a o Carbonitreto de H\u00e1fnio! O objetivo da equipe de pesquisa era criar um material com o mais alto ponto de fus\u00e3o conhecido, sem perder as propriedades mec\u00e2nicas que viabilizam seu uso pr\u00e1tico. E muitas pesquisas foram realizas! Ap\u00f3s muitos estudos, partiram de um sistema triplo de h\u00e1fnio-carbono-nitrog\u00eanio, uma cer\u00e2mica conhecida como carbonitreto de h\u00e1fnio (Hf-CN), que uma equipe da Universidade Brown, nos EUA, havia previsto teoricamente como capaz de apresentar uma alta condutividade t\u00e9rmica e resist\u00eancia \u00e0 oxida\u00e7\u00e3o. E o trabalho dos norte-americanos fizeram os russos evolu\u00edrem at\u00e9 a descoberta deste composto cer\u00e2mico \u00fanico. Usando um m\u00e9todo de s\u00edntese autopropag\u00e1vel a alta temperatura, a equipe russa conseguiu sintetizar o material HfC0,5N0,35 pr\u00f3ximo \u00e0 composi\u00e7\u00e3o te\u00f3rica, com uma dureza de 21,3 GPa, o que \u00e9 ainda mais alto do que outros novos materiais que ainda s\u00e3o considerados promissores. Mas, se na teoria tudo faz sentido, atingir a maior resist\u00eancia ao calor \u00e9 bem mais complicado na pr\u00e1tica. Al\u00e9m disso, a pesquisadora Veronika Buinevich, detalha: \u00c9 dif\u00edcil medir o ponto de fus\u00e3o de um material acima dos 4000\u00b0C. Ent\u00e3o, decidimos comparar as temperaturas de fus\u00e3o do composto sintetizado com as do ‘campe\u00e3o’ original, o carbeto de h\u00e1fnio. Para isso, colocamos amostras de HFC e HfCN compactadas em uma placa de grafite em forma de haltere, e cobrimos a parte superior com uma placa semelhante para evitar a perda de calor. Ap\u00f3s os estudos preliminares, a equipe conectou o aparato a uma bateria usando eletrodos de molibd\u00eanio e colocou tudo em um ambiente de alto v\u00e1cuo. Como a se\u00e7\u00e3o transversal das placas de grafite n\u00e3o \u00e9 homog\u00eanea, a temperatura m\u00e1xima foi atingida em sua parte mais estreita. Os resultados do aquecimento simult\u00e2neo do carbonitreto e do carbeto de h\u00e1fnio mostraram que o carbonitreto tem um ponto de fus\u00e3o mais alto do que o carbeto de h\u00e1fnio, desbancando o campe\u00e3o atual, embora as t\u00e9cnicas dispon\u00edveis n\u00e3o permitam dizer exatamente que temperatura o novo material suporta. O que se sabe \u00e9 que o ponto de fus\u00e3o espec\u00edfico do novo material est\u00e1 acima de 4000\u00b0C! Agora, a equipe planeja realizar experimentos para medir a temperatura de fus\u00e3o por pirometria de alta temperatura usando um laser ou uma resist\u00eancia el\u00e9trica. Al\u00e9m disso, planejam estudar o desempenho do carbonitreto de h\u00e1fnio em condi\u00e7\u00f5es hipers\u00f4nicas, o que ser\u00e1 relevante para aplica\u00e7\u00f5es na ind\u00fastria aeroespacial. Isso tudo \u00e9 engenharia, ci\u00eancia e tecnologia dos materiais!  _____________________________________________________________________________ Bibliografia: Inova\u00e7\u00e3o Tecnol\u00f3gica e Artigo: Fabrication of ultra-high-temperature nonstoichiometric hafnium carbonitride via combustion synthesis and spark plasma sintering. Revista: Ceramics International. Vol.: 46, Issue 10, Part B, 16068-16073. DOI: 10.1016\/j.ceramint.2020.03.158. Se voc\u00ea gostou, n\u00e3o deixe de participar atrav\u00e9s de sugest\u00f5es, cr\u00edticas e\/ou d\u00favidas. Aproveitem para assinar o Blog, curtir a P\u00e1gina no Facebook, interagir no Grupo do Facebook, al\u00e9m de acompanhar publica\u00e7\u00f5es e ficar por dentro do Projeto Universo NERD, de sorteios, concursos e demais promo\u00e7\u00f5es.<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":22046,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[25,1],"tags":[3202,3203,3200,3201,39,3199,1928,1169,3198,40],"class_list":["post-22038","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-tecnologia","category-todascategorias","tag-avioes","tag-avioes-supersonicos","tag-carbonitreto","tag-carbonitreto-de-hafnio","tag-ciencia","tag-hafnio","tag-material","tag-pesquisa","tag-resistencia-ao-calor","tag-tecnologia"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/universonerd.net\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/22038","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/universonerd.net\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/universonerd.net\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/universonerd.net\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/universonerd.net\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=22038"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/universonerd.net\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/22038\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/universonerd.net\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/media\/22046"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/universonerd.net\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=22038"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/universonerd.net\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=22038"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/universonerd.net\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=22038"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}