Ajuste de ligas para uso em altas temperaturas

Um fenômeno relacionado ao efeito invar - que permite que materiais magnéticos como ligas de níquel-ferro (Ni-Fe) não se expandam com o aumento da temperatura - foi descoberto em ligas paramagnéticas ou fracamente magnetizadas de alta temperatura.

A pesquisa, que inclui uma teoria geral explicando o novo efeito invar, promete avançar no projeto de ligas de alta temperatura com excepcional estabilidade mecânica. Abreviação de “invariante”, a plasticidade invar permite que as ligas de Ni-Fe magneticamente desordenadas mostrem um comportamento de deformação praticamente invariável em uma ampla faixa de temperatura, tornando-as ideais para turbinas e outros usos mecânicos em temperaturas extremamente altas.

O efeito invar, no entanto, nunca foi totalmente compreendido. As novas descobertas ajudam a explicar as propriedades peculiares de alta temperatura de ligas especiais usadas em motores a jato, como superligas à base de níquel. Invar tem dois efeitos conhecidos:expansão térmica e elasticidade (a capacidade de retornar após a flexão). Como esses dois efeitos estão ligados à interação entre temperatura e ordem magnética, eles são considerados específicos para ligas ordenadas magneticamente.

Usando modelagem mecânica quântica de primeiros princípios, os pesquisadores identificaram como a plasticidade invariante também ocorre em ligas não magnéticas quando existe um equilíbrio estrutural no nível atômico entre estruturas compactas cúbicas e hexagonais. A nova descoberta amplia a paleta de fenômenos invar e composições de materiais, com claras implicações para novas aplicações.