Meio diamante, meio boro - mas corta qualquer coisa

Amostras dos cristais de diamante-boro, afiados para fazer ferramentas de corte de alto rendimento e baixo desgaste. [Imagem: Pei Wang et al. - 10.1063/1.4929728]

Duro para cortar

O diamante e o boro sempre estiveram presentes em todos os páreos em busca do título de material mais duro do mundo.

Agora os dois resolveram se unir para bater novos recordes e criar ferramentas capazes de cortar qualquer material industrial.

Pei Wang e seus colegas das universidades Sichuan (China) e Nevada (EUA) sintetizaram um híbrido de diamante e boro, um material superduro que promete melhor rendimento e maior durabilidade nas operações de corte e desbaste.

Liga de diamante e boro

Os diamantes são para sempre, exceto quando eles oxidam enquanto cortam metais como ferro, cobalto, níquel, cromo ou vanádio. O nitreto de boro cúbico é quimicamente mais inerte, mas apenas até cerca de metade da dureza do diamante.

Mas ninguém havia conseguido juntar os dois em busca do melhor de cada um.

"O diamante e o nitreto de boro cúbico poderiam facilmente formar ligas que podem potencialmente preencher a lacuna de desempenho por causa de sua afinidade nas redes atômicas e na característica de ligação covalente. Entretanto, a ideia nunca havia sido demonstrada na prática porque as amostras obtidas em estudos anteriores eram pequenas demais para que se pudesse testar seu desempenho prático," disse o professor Duanwei He.

Foi necessário então desenvolver uma nova técnica de síntese.

Corte em alta velocidade

O diamante e o nitreto de boro foram misturados de forma homogênea e aquecidos a vácuo a 1026º C durante duas horas. Sob alta pressão e ainda mais calor (1725º C), o material formou grânulos de 3,5 milímetros, que foram então polidos e afiados para formar ferramentas de corte.

A liga apresentou menor desgaste e um desempenho nas operações de corte em alta velocidade superior ao do boro e do diamante policristalinos disponíveis comercialmente. E o rendimento é ainda maior em determinados materiais, por exemplo, no corte de pedras ornamentais duras, como o granito.

Ainda que grânulos de 3,5 milímetros sejam grandes em termos de materiais usados para revestir ferramentas, a equipe pretende chegar à casa dos centímetros, quando eles consideram que a tecnologia estará pronta para ir ao mercado.