Metais refratários são um grupo de cinco metais: tungstênio (W), molibdênio (Mo), nióbio (Nb), tântalo (Ta) e rênio (Re). Todos eles têm pontos de fusão muito altos, acima de 2000 °C. Mesmo em temperaturas extremas, eles mantêm sua forma (resistem à flexão ou à mudança de forma), permanecem quimicamente estáveis e resistentes. Por exemplo, o tungstênio funde a 3422 °C (a temperatura mais alta de qualquer metal) e é mais de duas vezes mais resistente que o ferro à temperatura ambiente. O rênio pode evaporar facilmente no ar, por isso precisa de proteção em um gás inerte para manter suas propriedades. Devido às suas propriedades especiais, os metais refratários são materiais essenciais para indústrias de alta temperatura.
Aeroespacial: A liga de nióbio C103 (com háfnio e titânio ) é usada para fabricar peças de paredes finas para motores de foguetes por meio de impressão 3D a laser (DED-LP). Pesquisas da NASA mostram que, após tratamentos térmicos especiais, essa liga pode suportar mais de 50.000 ciclos de estresse. No entanto, peças impressas na direção vertical podem, às vezes, rachar entre as camadas.
Medicina: O tântalo é a melhor escolha para implantes ósseos porque não reage com os tecidos do corpo. Peças porosas de tântalo impressas em 3D possuem pequenos orifícios (de 20 a 80 micrômetros) que permitem o crescimento de células ósseas. Empresas alemãs utilizam a Sinterização Seletiva a Laser (SLS) para imprimir placas personalizadas de reparo craniano em 3D diretamente, economizando etapas extras de processamento.
Pós Melhores: O Instituto America Makes e a 6K Additive estão desenvolvendo um pó de liga de nióbio C103 aprimorado. O uso de fusão em leito de pó (PBF) e impressão DED visa utilizar mais de 95% do material. Um pó de níquel-silício (Ni-Si) foi tratado com um processo de plasma que o torna mais fluido. Isso torna os revestimentos impressos em 3D 30% mais duros, mas o alto teor de silício pode causar pequenas rachaduras devido à tensão residual.
Nova Sinterização: A FCT Systems (Alemanha) fabrica fornos de micro-ondas comerciais para sinterizar peças grandes (até 500 mm). O pó de tungstênio processado dessa forma torna-se 50% mais resistente (atingindo 1200 MPa) do que com os métodos antigos. Isso agora é usado na produção em massa de bicos propulsores de satélites.
Reciclagem de Metais Preciosos : O Processo de Eletrodo Rotativo de Plasma (PREP) recicla resíduos de liga de titânio em pó com baixíssimo teor de oxigênio (0,05%), custando 40% menos do que o pó novo. A Samsung (Coreia) imprime grades de antenas 5G usando pasta de nanoprata. Essa pasta requer muito menos calor para endurecer (150 °C) e tem resistência elétrica muito baixa (2,5 μΩ·cm), abrindo novos usos para metais refratários em eletrônicos de baixa temperatura.
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