Pesquisadores desenvolvem material com dureza singular Inovação

Produto desenvolvido na UFRN envolve pó de diamante e o nióbio e pode ser usado na construção civil e no setor petrolífero

Um material produzido a partir do pó de diamante recebeu, no mês de dezembro, o reconhecimento de novidade, capacidade inventiva, aplicação industrial e suficiência descritiva necessários para a concessão da patente do produto. A nova tecnologia pode ser utilizada na renovação de pavimentos rodoviários, pistas em aeroportos, modernização de fábricas metalúrgicas, usinas nucleares, pontes e outras estruturas, devido a sua alta densificação e, portanto, dureza.

A invenção refere-se a um corpo de diamante sinterizado, material este fruto de um processo que envolve o pó de diamante e o nióbio – este como elemento ligante. A junção destas duas ‘substâncias’ na preparação do compósito é justamente o diferencial que indica características singulares ao novo produto.

“Usamos etapas de procedimento da metalurgia do pó para a produção de material de alta dureza. No processo, alcançamos o objetivo de usar outros tipos de ligantes que não os convencionais, como ferro e cobalto, na fabricação de ferramentas de diamante, aumentando a resistência das mesmas ao desgaste, sem redução nas demais propriedades mecânicas”, pontua o cientista Uilame Umbelino Gomes.

Nova tecnologia pode ser utilizada na renovação de pavimentos rodoviários e outras aplicações 

Docente da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), o pesquisador complementa que a utilização dos ligantes convencionais tem gerado dificuldades para controlar o processo de produção, além de estar relacionada à existência de alguns problemas, tais como a grafitização do diamante durante a sinterização. A grafitização acontece quando, em virtude de aspectos térmicos e ambientais, o diamante perde sua dureza, tornando-se ‘frágil’. Um desses aspectos ocorre na sinterização, processo no qual o pó é submetido a uma temperatura elevada. O descontrole de variáveis como o calor pode ser um agente causador da grafitização.

Umbelino destaca que, como resultado da pesquisa realizada, constatou-se que um corpo de diamante sinterizado, com elevada resistência mecânica, excelente resistência ao desgaste e com menos problemas – sobretudo grafitização – durante sua produção e sua utilização, pode ser obtido usando nióbio puro como ligante. “Foi o que fizemos nesta patente, pois o corpo de diamante sinterizado apresenta ligante distribuído uniformemente e o nióbio puro é seu único componente”, enfatiza.

O corpo de diamante sinterizado com ligante de nióbio puro tem ausência de porosidade e maior dureza, fatores que juntos resultam em maior resistência ao desgaste. A afirmação coloca o produto distanciado de características dos produtos sinterizados por misturas de nióbio e outros metais – ferro, níquel e cobalto, por exemplo –, que apresentam densidades relativas menores e, consequentemente, menores faixas de dureza. Entre outros aspectos, o resultado positivo é alcançado pois a fase ligante, presente em uma das quatro etapas necessárias para a confecção do material, confere excelente resistência às ligações entre as partículas de diamante vizinhas.

A fase ligante confere excelente resistência às ligações entre as partículas de diamante vizinhas

“Isso acontece por um aspecto. Para conseguirmos estabelecer tais ligações, em um passo de dissolução e reprecipitação de pó de diamante para formar cristais de diamante, fase que consiste na formação do corpo sinterizado, algumas ligações diretas chamadas de crescimento de pescoço são formadas entre as partículas de diamante utilizando um ligante que possui uma capacidade catalítica. O ligante constitutivo do corpo sinterizado de diamante dessa nossa pesquisa tem essa capacidade catalítica de precipitar cristais de diamante para propiciar o crescimento do pescoço entre partículas de diamante”, pontua Umbelino.

Um físico irradiado

A fala mansa, por vezes pausada, esconde a proatividade de um dos mais renomados cientistas da UFRN. Docente da Universidade há mais de quatro décadas, cientista com mais concessões de patentes dentro da instituição (são sete), é difícil não se empolgar com as potencialidades das pesquisas quando Uilame Umbelino Gomes começa a relatá-las. “Agregar valor”, “mudar a realidade de uma região” e “aproveitar o que temos no Rio Grande do Norte” são expressões frequentes na conversa, uma “prosa” que agora incorpora o tema empreendedorismo.

Uilame Umbelino Gomes é o cientista à frente da pesquisa

“É preciso colocar em prática esse nosso conhecimento, afinal a estrada não é curta. Essa é uma das razões de termos criado a RN Materiais, primeira startup de alta tecnologia em metais especiais e seus compósitos no Rio Grande do Norte, agregando valor a nossa matéria-prima mineral”, falou. Na empresa, uma parceria de décadas com o também professor Carlson Pereira alicerça a iniciativa. A tabelinha entre os dois, um físico e um químico, rendeu várias dezenas de trabalhos científicos, um bom número de depósitos e concessões de patentes e a formação de mestres e doutores que hoje atuam nessa área, tanto em universidades do Brasil como no exterior. “Ele parece que quer aposentar”, meio que se queixou Umbelino ao falar do amigo – embora não presente fisicamente, a menção a Carlsson era constante.

Falando das patentes, o agradecimento se estendeu a Meysam Mashhadikarimi e Marcello Filgueira, docentes atualmente da UFRN e da Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro (UENF) e autores na última concessão. A cooperação envolveu os laboratórios de Materiais Cerâmicos e Metais Especiais (LMCME) da UFRN e de Materiais Avançados (LAMAV) da UENF, bem como os grupos de pesquisa de Materiais e Tecnologia do Pó e o Research Group on Advanced Diamond Cutting Tools and Powder Metallurgy, ambos da UFRN, e o Grupo de Estudos em Materiais Avançados (GEMa) da UENF, coautora da concessão. “Essas conexões, conjunções, são essenciais no nosso país. Precisamos fortalecer e nos aproximarmos, é o caminho para continuarmos fortes”, defendeu.

Fonte: AGIR/UFRN