Desenvolvimento integrado por inteligência artificial e experimentos de compósitos in situ de alta entropia para ambientes de temperatura elevada

• Processo: 24/17975-9
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2028
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Rodrigo José Contieri
• Beneficiário: Rodrigo José Contieri
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências Aplicadas (FCA). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Limeira , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: Limeira
• Pesquisadores associados: Alessandra Cremasco ; Leonardo Tomazeli Duarte
• Assunto(s): Alta temperatura Ligas de alta entropia Propriedades mecânicas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Altas temperaturas | Aplicações aeroespaciais | Ligas de Alta Entropia | microestrutura e transformação de fases | Propriedades mecânicas | redes neurais e análise de dados | desenvolvimento de ligas e compósitos

Resumo

Compósitos in situ com Matriz de Ligas de Alta Entropia têm grande potencial para aplicações em ambientes extremos, como altas temperaturas e atmosferas corrosivas, especialmente no setor aeroespacial. Entretanto, seu desenvolvimento enfrenta desafios, como a otimização de composição e a compreensão das correlações entre microestrutura, propriedades mecânicas e parâmetros de processamento. Logo, a presente pesquisa tem como objetivo principal aprofundar o conhecimento sobre a metalurgia física de compósitos in situ de matriz de HEA, focando em desenvolver materiais com propriedades térmicas e mecânicas adequadas para aplicações estruturais no setor de transportes, especialmente na indústria aeroespacial. Para isso, será investigado o impacto das modificações na matriz Ti-Zr-Nb, com diferentes proporções de Fe e Nb, utilizando a pré-liga ferronióbio (FeNb), através de uma estratégia de otimização assistida por inteligência artificial (IA), combinada à validação experimental. A pesquisa também avaliará o efeito de reforços cerâmicos de B4C e das diferentes rotas de processamento nas transformações de fases, estabilidade microestrutural, resistência à oxidação e propriedades mecânicas em diversas temperaturas.O uso de IA combinado a cálculos CALPHAD representa uma inovação central, permitindo explorar o espaço de composições de forma mais eficiente e prever o comportamento dos materiais. Isso acelerará o processo de descoberta de compósitos otimizados, reduzindo o tempo e os custos normalmente envolvidos em abordagens experimentais tradicionais.A pesquisa envolve colaboração interdisciplinar entre a Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) com a University of New South Wales (UNSW Sydney), na Austrália. A UNICAMP será responsável pelo desenvolvimento e fundição dos compósitos, tratamentos térmicos e caracterização preliminar. A equipe da Austrália se concentrará nas análises microestruturais e ensaios em altas temperaturas.Espera-se que o projeto resulte em compósitos com desempenho superior ao das ligas atualmente usadas em motores de aeronaves e turbinas, além de formar recursos humanos especializados em materiais avançados. O impacto científico deverá gerar publicações de alto nível e inovações tecnológicas aplicáveis em diversos setores industriais. Além disso, o projeto fortalecerá a infraestrutura de pesquisa da UNICAMP, ampliando as capacidades de ensino e pesquisa, especialmente na área de materiais de alta entropia. Além de estreitar as relações com os pesquisadores no exterior. (AU)