Vidro metálico é processado como se fosse plástico

Redação do Site Inovação Tecnológica - 16/12/2011

O bastão de vidro metálico antes do processamento (esquerda); uma peça de vidro metálico moldada (centro); e a peça final, depois de retiradas as rebarbas (direita).
[Imagem: Marios D. Demetriou]

Melhor que titânio

Fortes, resistentes e, agora, também mais baratos.

Engenheiros do Instituto de Tecnologia da Califórnia, nos Estados Unidos, desenvolveram uma nova forma para processar os incríveis vidros metálicos.

Esses materiais são mais fortes do que o aço ou o titânio, o que os torna adequados para um grande número de aplicações, de telefones celulares a peças de aviões.

O problema é que, como geralmente acontece com materiais de alta tecnologia, os vidros metálicos ainda são caros.

O que os engenheiros descobriram foi como processar os vidros metálicos usando os mesmos processos usados para processar plásticos.

Paradigma da metalurgia

A nova técnica permite aquecer um pedaço de vidro metálico a uma velocidade extremamente elevada, e então moldá-lo no formato desejado - tudo em alguns milissegundos.

"Nós redefinimos a forma como se pode processar metais," afirmou William Johnson, coordenador do trabalho. "Esta é uma mudança de paradigma em metalurgia."

De fato, os engenheiros pegaram a técnica de processamento de plástico e a utilizaram em um material que é 20 vezes mais forte do que o plástico.

Para fazer as peças de vidro metálico é necessário aquecer o material até que ele atinja sua fase de transição vítrea, a cerca de 500 a 600 º C. O material amolece e torna-se um líquido espesso, que pode ser moldado e perfilado.

Neste estado líquido, os átomos tendem a organizar-se espontaneamente para formar cristais. Assim, é necessário resfriar o material rapidamente, para que ele endureça novamente antes de seus átomos terem tempo suficiente para formar cristais.

Ao evitar a cristalização, o material mantém a sua estrutura amorfa, como um vidro, que é o que o torna forte.

O problema é que a recristalização dos vidros metálicos ocorre muito rapidamente, ao contrário dos plásticos e dos vidros comuns, que podem levar horas.

Aquecimento ôhmico

Os pesquisadores descobriram que, sendo rápidos o suficiente, eles podem aquecer o vidro metálico até um estado fluido o suficiente para injetá-lo em um molde, onde ele se resfria sem se cristalizar.

Isso foi feito por uma técnica chamada aquecimento ôhmico, em que um pulso elétrico dispara uma energia superior a 1.000 joules em cerca de 1 milissegundo - algo como um 1 megawatt de potência.

A peça fica pronta em 10 milissegundos.

A técnica foi testada em escala de laboratório e, por enquanto, produz apenas peças pequenas.

Agora que demonstraram que o conceito funciona, os engenheiros planejam desenvolver equipamentos para fabricar peças maiores.