Os cientistas aplicaram uma abordagem simples para o cultivo de filmes de hBN na superfície de aços onipresentes e outras ligas metálicas para “blindá-los” e, assim, aumentar suas capacidades. Crédito: Adam Malin/ORNL, Departamento de Energia dos EUA
Os revestimentos hexagonais de nitreto de boro em ligas metálicas aumentam a durabilidade, reduzem o atrito e protegem contra condições adversas, abrindo caminho para melhorias em painéis solares, semicondutorese componentes aeroespaciais.
Os pesquisadores demonstraram que o aço inoxidável e outras ligas metálicas revestidas com nitreto de boro hexagonal, ou hBN, apresentam qualidades antiaderentes ou de baixo atrito, juntamente com proteção aprimorada a longo prazo contra corrosão severa e oxidação em alta temperatura no ar.
As ligas metálicas – misturas de dois ou mais metais – são criadas para serem fortes, duráveis e resistentes à corrosão ou oxidação. Ao adicionar revestimentos, ou “armaduras”, para tornar esses materiais ainda mais resistentes, os cientistas poderiam melhorar os produtos existentes e permitir a criação de produtos novos e inovadores.
Aplicações de ligas metálicas blindadas
Por exemplo, a blindagem pode aumentar a capacidade dos painéis solares de conduzir calor e resistir a fatores ambientais. Além disso, permite que os semicondutores mantenham a temperatura operacional adequada e que as pás das turbinas aeroespaciais protejam contra o desgaste, reduzam o atrito e resistam a condições de calor.
Processo de revestimento inovador
Os revestimentos hBN são produzidos a partir de uma combinação de fontes sólidas de boro e nitrogênio molecular, usando um processo denominado deposição química de vapor à pressão atmosférica.
“Esta técnica de síntese aborda questões de escalabilidade, como custo e segurança de processo em aplicações onde esses aspectos têm sido problemáticos”, disse Ivan Vlassiouk do ORNL, que liderou o estudo. “Além de fornecer uma camada protetora versátil para aços e metais, o uso deste processo para sintetizar hBN de camada única e de poucas camadas para dispositivos eletrônicos e fotônicos bidimensionais emergentes poderia melhorar seu desempenho.”
Referência: “Armadura para Aço: Síntese Fácil de Filmes Hexagonais de Nitreto de Boro em Vários Substratos” por Ivan Vlassiouk, Sergei Smirnov, Alexander Puretzky, Olugbenga Olunloyo, David B. Geohegan, Ondrej Dyck, Andrew R. Lupini, Raymond R. Unocic, Harry M. Meyer, Kai Xiao, Dayrl Briggs, Nickolay Lavrik, Jong Keum, Ercan Cakmak, Sumner B. Harris, Marti Checa, Liam Collins, John Lasseter, Reece Emery, John Rayle, Philip D. Rack, Yijing Stehle, Pavan Chaturvedi, Piran R. Kidambi, Gong Gu e Ilia Ivanov, 20 de outubro de 2023, Interfaces de materiais avançados.
DOI: 10.1002/admi.202300704