Universidade Politécnica de Tomsk Inova com Produção de Carboneto de Tungstênio Baseada em Resíduos, Custo-Efetiva

Universidade Politécnica de Tomsk Inova com Produção de Carboneto de Tungstênio Baseada em Resíduos, Custo-Efetiva

Pesquisadores da Universidade Politécnica de Tomsk (TPU) revelaram processo inovador que produz carboneto de tungstênio (WC) de alto grau e outros materiais superduros fora de câmara de vácuo. A técnica reaproveita brocas de carboneto descartadas, ferramentas e outros resíduos de WC como matéria-prima, oferecendo alternativa mais barata e verde aos métodos convencionais. Resultados publicados no periódico revisado por pares International Journal of Refractory Metals and Hard Materials.

Pó de Carboneto de Tungstênio

Carboneto de tungstênio (WC) é a pedra angular de brocas de metal duro, ferramentas de corte e componentes resistentes ao desgaste. Com condutividade elétrica e térmica, resistência à compressão e resistência à corrosão rivalizando com diamante, WC é indispensável em indústrias de aeroespacial a tecnologia da informação.

O setor industrial frequentemente refere-se a metal duro como "dentes industriais" devido ao seu papel crítico em defesa moderna, aeroespacial e aplicações de tecnologia emergente.

Desde os anos 1970, pesquisadores descobriram que hidrocarbonetos podem sofrer hidrogenólise em WC, o material tem sido investigado como catalisador livre de platina para produção de hidrogênio a partir de água. A estrutura eletrônica de superfície do WC imita platina, fornecendo atividade catalítica similar enquanto oferece resistência superior a envenenamento e menor custo.

O avanço da TPU reside na síntese de nanopó de carboneto de tungstênio sob condições ambientes. Empregando eletrodos de grafite especialmente formatados para gerar plasma de arco, a equipe cria meio gasoso espontaneamente isolante sem necessidade de câmara de vácuo. Essa inovação simplifica drasticamente o processo, reduz consumo de energia em uma ordem de magnitude e corta custos de equipamento.

Alexander Pak, pesquisador no Centro de Pesquisa "Eco-Energia 4.0" da TPU, explicou: "Nosso design de eletrodo de grafite nos permite produzir plasma isolante no ar, eliminando requisito de vácuo e cortando uso de energia em uma ordem de magnitude."

O método também aceita brocas desgastadas, peças de ferramentas usadas e outros resíduos contendo WC como precursores sintéticos, alinhando-se com princípios de economia circular. Além disso, o processo é adaptável à síntese de outros materiais refratários superduros como carboneto de titânio, carboneto de silício e carboneto de boro.

A equipe da TPU planeja refinar a técnica para implantação comercial e expandir sua aplicação a reciclagem de resíduos em larga escala. A pesquisa foi financiada pela Fundação Russa de Ciência.

Conclusão

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