Resumo:
Atualmente na soldagem cerâmica, é necessário fundir o material em temperaturas
elevadas, mas com um novo processo muito mais prático fazendo uso de laser, é possível
faze-lo sem um custo energético elevado.
Os materiais cerâmicos
atualmente são de grande interesse devido a suas múltiplas características,
como biocompatibilidade, dureza e resistência a impactos, o que os fazem
perfeitos para aplicações como implantes biomédicos e camadas protetoras para
produtos eletrônicos, porém a tecnologia atual de soldagem de cerâmicas não
permite fabricar esses dispositivos.
Para encapsular ou selar
componentes eletrônicos dentro de uma cerâmica, haveria de colocar todo o
material em um forno, o que terminaria queimando
os eletrônicos.
Javier E. Garay, o autor
principal, professor de engenharia mecânica e ciência e engenharia de materiais
em U.C San Diego; Elias Penilla, o primeiro autor, pesquisador pós doutor no
grupo de pesquisa também pertencente a U.C San Diego, em colaboração com
Guillermo Aguilar, professor de U.C Riverside e coordenador de engenharia
mecânica, conseguiram desenvolver um novo modo de soldar cerâmicas.
Concentrando lasers pulsados ultrarrápidos,
se conseguiu fundir materiais cerâmicos simplesmente aquecendo a interface,
causando uma fusão localizada em condições ambiente, usando uma potência de
laser menor que 50 watts, o tornando em um método mais prático de soldagem
cerâmica comparada aos que necessitam aquecer as peças em um forno, o que
poderia encapsular materiais sensíveis a temperatura sem danifica-los.
A combinação correta entre os
parâmetros do laser (tempo de exposição, número de pulsos de laser e duração
dos pulsos) e a transparência do material cerâmico, os quais foram otimizados,
permitem realizar este tipo de soldagem.
Para demostrar essa teoria, os
pesquisadores soldaram uma cobertura cilíndrica transparente no interior de um
tubo cerâmico. Por enquanto, este método de soldagem cerâmica só foi utilizada
em peças pequenas, menores de dois centímetros de tamanho. Portanto é desejável
leva-lo a escalas maiores, assim como os diferentes materiais e geometrias.
Referência:
E. H. Penilla, L. F. Devia-Cruz, A. T. Wieg, P.
Martinez-Torres, N. Cuando-Espitia, P. Sellappan, Y. Kodera, G. Aguilar, J. E.
Garay. Ultrafast Laser Welding of Ceramics. Science,
2019 DOI: 10.1126/science.aaw6699
Redação: Dennis Ordonez
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