Jacques P. Tardif

Direção Técnica

NEAR ZERO-QUANTUM FRICTION  

A realização de um material compósito resulta da associação de vários materiais não miscíveis entre eles para obter um material resultante com propriedades que os componentes individuais não possuem.

Os materiais compósitos existem há muitos anos. Betão armado em 1848, resina de poliéster com fibra de vidro em 1950.

Hoje são mais conhecidos quando realizados com matrizes epóxidas, poliésteres ou poliuretanos, mas existem igualmente com matrizes metálicas. O Grupo SAFRAN, com as suas 16.000 patentes, ao ritmo de 450 submissões por ano, registou uma patente de invenção que emprega fósforo, níquel e talco (conhecido desde a antiguidade) para a parafusaria aeronáutica, bem como outra relativa a um revestimento de Ni-Ag-MoS2, resistente ao hidrogénio líquido a -253 °C.

Embora na mecânica dos fluidos se procure obter acima de tudo os coeficientes de resistência à água ou ao ar mais baixos possíveis, na tribologia os formuladores pretendem lubrificantes com coeficientes de atrito o mais próximo possível de 0, independentemente dos substratos em presença, velocidades, cargas, temperaturas ou ambientes.

Os lubrificantes sólidos intervêm, mas individualmente nenhum deles possui o desempenho necessário para resolver todos os cenários. A estrutura, a adsorção (a sua afinidade com as superfícies) e as propriedades físico-químicas desempenham um papel essencial, mas não determinante.

Alguns exemplos:

Nitrato de boro

Policristalino e cúbico (CBN). É conhecido, com o diamante, como superabrasivo no fabrico de mós para a retificação.

De forma hexagonal (Hex.BN), é um lubrificante sólido. Possui um coeficiente de atrito estático ou cinético médio, a partir de 0,4.

Nos dois casos, o nitrato de boro apresenta uma excelente resistência à temperatura: 900 °C em ambientes oxidantes, 1.200 °C em ambientes neutros.

Mos²

Com uma afinidade notável para os metais, conheceu um desenvolvimento fulgurante nos anos 60. De forma lamelar, com um coeficiente de atrito inicial de 0,04 (10 vezes inferior ao Hex.NB) e uma resistência à temperatura de -180 °C a +450 °C ao ar, degrada-se na presença de cloro, bases ou oxidantes e pode corroer as superfícies.

PTFE

Apresenta um coeficiente de atrito altamente médio de 0,2 e uma inércia química excecional, mas a sua resistência às temperaturas elevadas é pouco eficiente. A partir de 260 °C, liberta hidrogénio fluorídrico, o que limita a sua utilização às médias temperaturas.

Para mera informação, o grafite possui um CA inicial de 0,1, o fluoreto de grafite (Cfxn) de 0,01 e o bissulfureto de tungsténio (WS2) de 0,03.

Existe uma busca permanente pela diminuição do coeficiente de atrito, do desgaste e da energia.

Novos lubrificantes sólidos, tais como os fulerenos C60, C540, os NDP, as nanoespirais de grafeno ou o carbono semelhante ao diamante (Diamond Like Carbon, ou DLC, com um CA de 0,001) são objeto de importantes investigações de aplicações nos domínios da alta tecnologia.

A ecomaratona da SHELL detém o recorde de 1.017 km para 1 l de equivalente de combustível; a diminuição do coeficiente de atrito é um elo da corrente. Na verdade, esta iniciativa fez avançar a investigação; devemos felicitar os numerosos professores e estudantes que nela participam. Os obscurantistas dirão que estes avanços não são comercializáveis, mas convém lembrar que as inúmeras invenções de Eric TABARLY, a quem presto a maior homenagem, tendo também o mar como paixão, fazem, de resto, parte do nosso dia a dia atualmente.

Montagem e desmontagem de parafusos sujeitos a impactos consideráveis repetidos e fenómenos vibratórios críticos

e dobradiças de estufas

CERAM 900 possui uma resistência significativa ao calor extremo, limitada ao ponto de ductilidade (maleabilidade) dos metais, incluindo o inox

Torre 101 Taipei 509,2 m

Montagem das placas de aperto dos revestimentos dos cabos (micro contactos de rádio) de suspensão de amortecimento harmónico (bola de 660 toneladas), que permite absorver e reduzir os movimentos da torre entre 30 a 40% em caso de furacão ou tremores de terra.