Diamante e cerâmica em um único material

Unindo as melhores qualidades dos dois materiais, equipe alemã cria cerâmica revestida de diamante

Por Fraunhofer Institute, traduzido por CIMM 25/06/2010

Imagem: Divulgação

O diamante não é apenas o melhor amigo das mulheres - também ostenta propriedades físicas marcantes que fazem dele um material ideal para aplicações industriais, como corte e polimento. Ele é extremamente duro, bom condutor de calor e praticamente inerte a substâncias químicas.

As cerâmicas – especialmente as de alto desempenho – são igualmente capazes de demonstrar qualidades especiais. São fortes e resistentes à altas temperaturas. Agora, pesquisadores criaram a cerâmica com revestimento de diamante, uma combinação que proporciona o melhor dos dois materiais.

Apelidado DiaCer, o novo material oferece máxima resistência, juntamente com os baixos valores de fricção, tornando-se ideal para componentes e ferramentas que são submetidas a forte pressão, como em bombas ou moldes e matrizes para conformação. Criado por cientistas do instituto Fraunhofer, da Alemanha, em parceria com algumas indústrias, a base para o novo material é uma versão modificada do nitreto de silício ou carboneto de cerâmica.

Para fabricar a cerâmica de forma que o revestimento de diamantes consiga aderir firme e uniformemente no corpo base, os pesquisadores inicialmente colocaram os componentes e ferramentas em um reator a vácuo para a Deposição Química a Vapor (CVD, da sigla em inglês) com fio metálico, tecnologia aplicada no processo de revestimento.

Em seguida, os pesquisadores adicionaram metano e hidrogênio. Para fazer o revestimento de diamante crescer, fios metálicos foram espalhados em pequenos intervalos de poucos centímetros em torno do objeto que será revestido. Os fios metálicos são aquecido até ficarem incadescentes. Isso ativa os gases, fazendo com que o carbono seja depositado na superfície, em forma de cristais de diamantes.

"Usando o nosso processo, podemos aplicar uma camada de diamante de até um metro e meio em formato quadrado", diz o coordenador do projeto Dr. Lothar Schäfer, do Fraunhofer Institute for Surface Engineering and Thin Films IST (Instituto Fraunhofer de Engenheria de superfície e Filmes Finos), em Braunschweig, na Alemanha. "Não existe nada, no mundo, como este material".

Os testes já provam que o DiaCer realmente funciona. Com os selos de face axial que a empresa alemã EagleBurgmann inseriu em bombas de ambientes críticos, como transportadores de petróleo, areia e misturas de gases, o revestimento de diamante prolongou a durabilidade de cada aplicação em um fator de quatro para mil.

Selos de face axial para bombas já foram revestidos com diamantes pela Condias GmbH - empresa criada pelo Instituto Fraunhofer para explorar o DiaCer - e são comercializadas pela EagleBurgmann, em uma variedade de aplicações complexas. Os pesquisadores dizem que muitas outras aplicaçoes ainda são possíveis. "Finalmente, o DiaCer é interessante para todos os componentes para construção de máquinas que precisam de forte resistência ao desgaste", resume Schäfer.

Em reconhecimento pela sua realização, a equipe interdisciplinar responsável pelo novo material recebeu o prêmio Stifterverband para a Ciência – uma premiação de € 50 mil para excelência científica em projeto de pesquisa aplicada e realizada em conjunto pelo instituto Fraunhofer e empresas ou organizações que trabalham com pesquisas.

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