NanoTiC

Nanoligação de Titânio a Cerâmicos

Entidade Financiadora: FCT – Fundação para a Ciência e Tecnologia

Instituições Participantes: Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto | Universidade de Coimbra | Universidade do Minho

Os cerâmicos avançados possuem atrativas propriedades como elevada resistência ao desgaste, elevada estabilidade térmica assim como elevadas condutividades térmica e elétrica. No entanto, a baixa tenacidade à fratura, o elevado custo e elevada dureza dificultam a produção de componentes complexos e de grandes dimensões, inibindo a sua utilização em diversas aplicações. A possibilidade de ligação destes materiais a ligas metálicas leves é bastante atrativa pois permite a combinação das propriedades tão díspares como resistência ao desgaste e à corrosão com tenacidade, podendo alargar o leque de potenciais aplicações particularmente em componentes para as indústrias automóvel e aerospacial. No entanto, os processos de ligação são responsáveis pelo aumento significativo das dificuldades de produção e do preço final do produto. O principal óbice destes processos é a necessidade de utilizar uma fonte de calor externa para fundir o material de união. Mesmo no caso das técnicas que não requerem a fusão dos materiais de base, como na soldagem e na brasagem, estes são aquecidos a temperaturas que podem induzir modificações estruturais e criação de tensões residuais. A brasagem e a ligação por difusão no estado sólido são os processos mais adequados para promover a ligação com sucesso de materiais tão dissimilares. Assim, é essencial desenvolver novas tecnologias de ligação capazes de ultrapassar os problemas associados à disparidade de módulos de elasticidade, coeficientes de dilatação e a baixa molhabilidade pelas ligas de brasagem comerciais. Processos de ligação assistidos por intercamadas nanométricas pode ser uma abordagem aos processos convencionais de modo a superar os problemas apresentados por estes. O caracter nanométrico destas intercamadas pode promover o aumento da difusividade através da interface levando a uma diminuição das condições de processamento. Além disso, a possibilidade de utilização multicamadas nanométricas reactivas como intercamadas apresenta a grande vantagem de poderem ser utilizadas como fonte de calor adicional devido a capacidade de reagirem de uma forma exotérmica e autossustentada após ignição por um pulso de energia. Até ao momento, processos de ligação assistidos por multicamadas reativas têm tido sucesso na ligação similar e dissimilar de materiais metálicos especialmente ligas de titânio, aço e superligas de níquel. O presente projeto baseia-se no processamento de ligações entre ligas de titânio a cerâmicos através de camadas nanométricas. Será explorada não só a utilização multicamadas reactivas nanométricas, como também a utilização de camadas manométricas especificamente projetadas para reduzir as variações, estruturais e mecânicas, através da interface. Os sistemas mais promissores serão testados na ligação de ligas de titânio a materiais cerâmicos. As uniões serão mecânica e estruturalmente caracterizadas sendo que o sucesso do processo será avaliado pela resistência mecânica das juntas.

Projeto POCI-01-0145-FEDER-031579- financiado pelo Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional (FEDER), através do COMPETE2020 – Programa Operacional Competitividade e Internacionalização (POCI) e com o apoio financeiro da FCT/MCTES através de fundos nacionais (PIDDAC).