Estudo de ligas metálicas amorfas, metaestáveis e nano-estruturadas com ênfase em novas aplicações tecnológicas

Resumo

O principal foco de pesquisa deste projeto é baseado em uma avaliação crítica das diferentes propriedades de interesse relacionadas com ligas metálicas amorfos, metaestáveis e nanoestruturadas, visando o desenvolvimento de novas aplicações tecnológicas para este tipo avançado de ligas. Os diferentes tipos de aplicações, que são projetadas estão associados com a economia de energia e uma utilização mais eficiente dos recursos naturais; tanto indiretamente, como por exemplo, por redução geral do consumo de energia ou, diretamente, por meio de armazenamento de energia. Os estudos relacionados com propriedades mecânicas serão orientados para o desenvolvimento de ligas de alta resistência e também a ligas adequadas para diferentes tipos de sensores, tais como sensores de pressão ou sensores magneto-mecânicos. Neste contexto, a pesquisa deverá ser direcionada para atingir os seguintes objetivos: (i) Determinação da capacidade e aplicações de obtenção de espessuras críticas macroscópicas para a conseguir atingir um comportamento de fratura dúctil (tenacidade) em metais vitrificados para serem usados como molas com resiliência elevada. (ii) Desenvolvimento de implantes metálicos vitrificados com baixa rigidez para minimizar os esforços de transferência de carga no osso humano, a fim de ajudar a estimular a formação de novo osso. Os estudos relacionados com as propriedades químicas serão orientados para o desenvolvimento de componentes biocompatíveis para implantes no corpo humano, bem como revestimento amorfo e/ou nanoestruturados com maior resistência à corrosão em ligas de aços com aplicações para implantes. Neste contexto, a pesquisa deverá ser direcionada para alcançar os seguintes objetivos: (i) Desenvolvimento de ligas vitrificadas volumosas à base de Ti, Zr, Mg para implantes livres de elementos tóxicos. (ii) Desenvolvimento de ligas amorfas à base de Fe com maior resistência à corrosão, aliado ao estabelecimento de um processo de revestimento adequado e avaliação completa do desempenho de tais ligas. Os estudos diretamente relacionados com aplicações de energia serão orientados para o desenvolvimento de nanocompósitos à base de Mg com propriedades adequadas de absorção/dessorção de hidrogênio e sua utilização em unidades de armazenamento de hidrogênio e de transporte. Neste contexto, a pesquisa será direcionada para alcançar os seguintes objetivos: (i) Produção de compósitos nanoestruturados à base Mg em ambas as formas pó e consolidados contendo aditivos selecionados e caracterização das propriedades de absorção/dessorção de hidrogénio. ii) Avançar no entendimento (tanto a partir de resultados experimentais como por modelagem computacional) do efeito de adições de catalisadores sobre as propriedades de absorção/dessorção de hidrogênio em nanocompósitos à base de Mg. Como mencionado acima, o interesse nesses sistemas, linhas e propriedades converge para a avaliação crítica de uma nova etapa; a de aplicações tecnológicas; na atividade de pesquisa do solicitante envolvendo principalmente os metais amorfos e evoluir com os estudos em materiais metaestáveis e nano-estruturados. Além disso, existe a necessidade premente do candidato a um aprimoramento de seus conhecimentos em um centro de pesquisa de altíssimo nível, cuja especialidade são os materiais amorfos, já que este nunca teve tal oportunidade desde o seu doutorado em 1997. Tal estágio deverá contribuir sobremaneira principalmente nas orientações de doutorado que o mesmo vem desenvolvendo na área de materiais amorfos. (AU)