"O futuro da cerâmica parece brilhante, à medida que a fusão da ciência e engenharia inovadoras continua a avançar", diz Cheryl Xu, professora da NC State. Pesquisadores da Universidade Estadual da Carolina do Norte revelaram uma técnica inovadora de sinterização a laser para criar cerâmicas de ultra-alta temperatura em 14 de maio de 2025.
O novo método simplifica significativamente a produção de cerâmicas como o carbeto de háfnio (HfC), conhecido por sua excepcional resistência ao calor. Os métodos tradicionais exigem temperaturas superiores a 2.200 graus Celsius, mas a técnica a laser é mais rápida e eficiente em termos de energia.
O processo envolve direcionar um laser de 120 watts para um precursor de polímero líquido em um ambiente controlado. Isso converte o líquido em um material cerâmico sólido, adequado para revestimentos ou estruturas impressas em 3D. A técnica de sinterização a laser também é portátil, ao contrário da sinterização tradicional.
Uma aplicação chave é a criação de revestimentos protetores para compósitos de carbono usados em tecnologias hipersônicas. A sinterização a laser localizada minimiza os danos estruturais e melhora a proteção térmica. A técnica também se integra à fabricação aditiva, permitindo a criação de estruturas cerâmicas 3D complexas.
A técnica a laser possui uma eficiência de conversão de pelo menos 50%, significativamente maior do que os 20-40% dos métodos tradicionais. Isso leva a menos desperdício e a uma abordagem de fabricação mais sustentável. A equipe produziu com sucesso HfC cristalino e de fase pura, demonstrando o potencial da tecnologia para ambientes extremos.
Testes em revestimentos de HfC aplicados a compósitos de fibra de carbono mostraram forte adesão e cobertura uniforme, essenciais para sistemas de proteção térmica. Isso abre portas para aplicações de engenharia aprimoradas em aeroespacial e outras indústrias. A pesquisa, publicada no Journal of the American Ceramic Society, espera inspirar uma maior adoção dessas técnicas.