Uma liga de cromo, cobalto e níquel acaba de nos dar a maior resistência à fratura já medida em um material na Terra.
Possui resistência e ductilidade excepcionalmente altas, levando ao que uma equipe de cientistas chamou de “excepcional tolerância a danos”. Além disso – e contraintuitivamente – essas propriedades aumentam à medida que o material esfria, sugerindo algum potencial interessante para aplicações em ambientes criogênicos extremos.
“Ao projetar materiais estruturais, você deseja que eles sejam fortes, mas também dúcteis e resistentes à fratura”, disse o metalúrgico Easo George, líder do Centro de Teoria e Desenvolvimento Avançado de Ligas no Laboratório Nacional de Oak Ridge e na Universidade do Tennessee, EUA.
“Normalmente, buscamos um compromisso entre essas propriedades. Mas esse material é ambos e, em vez de se tornar quebradiço em baixas temperaturas, fica mais resistente.”
Resistência e ductilidade são duas propriedades que determinam a durabilidade de um material. Resistência seria aquela contra a deformação e a fratura. E a ductilidade descreve o quão maleável é um material. Essas duas propriedades contribuem para sua resistência geral.
George e seu colega autor sênior, o engenheiro mecânico Robert Richie, do Laboratório Nacional de Berkeley e da Universidade da Califórnia, Berkeley, EUA, passaram algum tempo trabalhando em uma classe de materiais conhecidos como ligas de alta entropia.
A maioria das ligas é dominada por um elemento, com pequenas proporções de outros misturados. Ligas de alta entropia contêm elementos misturados em proporções iguais.
Uma dessas ligas, CrMnFeCoNi (cromo, manganês, ferro, cobalto e níquel), tem sido objeto de intenso estudo depois que os cientistas notaram que sua resistência à deformação e ductilidade aumentam na temperatura do nitrogênio líquido sem comprometer a resistência à fratura.
Um derivado desta liga, CrCoNi (cromo, cobalto e níquel), apresentou propriedades ainda mais excepcionais. Então, George, Ritchie e sua equipe estalaram os dedos e começaram a levá-lo ao limite.
Os experimentos anteriores com CrMnFeCoNi e CrCoNi foram conduzidos em temperaturas de nitrogênio líquido, até 77 Kelvin (-196 °C). A equipe foi ainda mais longe, com temperaturas de hélio líquido. Os resultados foram além de impressionantes.
O próximo passo será investigar as possíveis aplicações desse material, bem como encontrar outras ligas de alta entropia com propriedades semelhantes.
Fonte:
[Química]