"El futuro de la cerámica parece brillante a medida que la fusión de la ciencia y la ingeniería innovadoras continúa avanzando", dice Cheryl Xu, profesora de NC State. Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte revelaron una innovadora técnica de sinterización láser para crear cerámicas de ultra alta temperatura el 14 de mayo de 2025.
El nuevo método agiliza significativamente la producción de cerámicas como el carburo de hafnio (HfC), conocido por su excepcional resistencia al calor. Los métodos tradicionales requieren temperaturas superiores a los 2200 grados Celsius, pero la técnica láser es más rápida y eficiente energéticamente.
El proceso consiste en dirigir un láser de 120 vatios a un precursor de polímero líquido en un ambiente controlado. Esto convierte el líquido en un material cerámico sólido, adecuado para recubrimientos o estructuras impresas en 3D. La técnica de sinterización láser también es portátil, a diferencia de la sinterización tradicional.
Una aplicación clave es la creación de recubrimientos protectores para compuestos de carbono utilizados en tecnologías hipersónicas. La sinterización láser localizada minimiza el daño estructural y mejora la protección térmica. La técnica también se integra con la fabricación aditiva, lo que permite la creación de estructuras cerámicas 3D complejas.
La técnica láser cuenta con una eficiencia de conversión de al menos el 50%, significativamente mayor que el 20-40% de los métodos tradicionales. Esto conduce a menos desperdicio y a un enfoque de fabricación más sostenible. El equipo produjo con éxito HfC cristalino y de fase pura, lo que demuestra el potencial de la tecnología para entornos extremos.
Las pruebas en recubrimientos de HfC aplicados a compuestos de fibra de carbono mostraron una fuerte adhesión y una cobertura uniforme, esenciales para los sistemas de protección térmica. Esto abre las puertas a aplicaciones de ingeniería mejoradas en la industria aeroespacial y otras industrias. La investigación, publicada en el Journal of the American Ceramic Society, espera inspirar una mayor adopción de estas técnicas.