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Cientistas da Universidade Estadual de Belgorod (BelSU) desenvolveram uma liga única e resistente ao calor que mantém sua alta resistência a temperaturas de até 800 °C, superando os análogos existentes em termos de plasticidade. Conforme informado pelo serviço de imprensa da universidade, essa inovadora criação já foi patenteada.
Segundo os pesquisadores da NIU BelSU, as ligas tradicionalmente empregadas frequentemente não oferecem o nível necessário de propriedades mecânicas e funcionais para as exigências da engenharia moderna.
Eles ressaltam que uma direção promissora para superar essa limitação são as ligas de alta entropia, que, diferentemente das convencionais, são compostas por cinco ou mais elementos principais.
“Esses sistemas multicomponentes exibem uma combinação notável de resistência e plasticidade. Ligas complexas baseadas em elementos refratários são de particular interesse, pois conseguem manter suas elevadas características de resistência em uma ampla faixa de temperaturas”, explicou Maxim Ozerov, pesquisador da laboratório de materiais nanoestruturados volumétricos do Instituto de Ciência dos Materiais e Tecnologias Inovadoras da BelSU.
A equipe de cientistas da BelSU sintetizou uma nova liga de alta entropia que incorpora seis elementos: alumínio, titânio, vanádio, cromo, zircônio e nióbio. Para garantir uma estrutura homogênea, a liga foi submetida a múltiplos processos de refundição em ambiente de vácuo. Os resultados dos testes confirmaram que o material mantém sua alta resistência tanto à temperatura ambiente quanto em condições de aquecimento intenso.
Ozerov destacou que a liga desenvolvida supera significativamente os materiais existentes. Como exemplo, ele mencionou as ligas refratárias tradicionais (como molibdênio, tungstênio e tântalo), que, embora apresentem alta resistência, possuem plasticidade extremamente limitada (menos de dois por cento), e sua densidade excessiva restringe suas aplicações. O novo material, por sua vez, é consideravelmente mais leve e, ao mesmo tempo, conserva excelentes propriedades mecânicas em um amplo espectro de temperaturas.
Os testes revelaram que, à temperatura ambiente, a liga demonstra um limite de resistência de 1456 megapascal e uma plasticidade de 14,7%. Quando aquecida a 800 °C, sua resistência se mantém elevada, em 1192 megapascal, e é capaz de se deformar em mais de 50% sem fraturar. Em comparação, a liga de titânio de aviação VT6 exibe valores de resistência entre 600-800 megapascal a 800 °C.
Na avaliação dos cientistas da BelSU, esta inovação abre caminho para a criação de componentes altamente competitivos para motores de aeronaves e equipamentos espaciais.
O desenvolvimento está protegido pela patente RU 2 835 239 С1.
