Aleaciones más seguras usando cristales pequeños
El método, desarrollado por el profesor Christopher Schuh y el estudiante graduado Andrew Detor, ambos del Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería del MIT, implica hacer los cristales dentro de una aleación (una combinación de dos o más metales) en menor tamaño y mayor dureza.
Para reemplazar el cromo, los investigadores prepararon cristales de níquel y tungsteno lo bastante pequeños para que la aleación resultante fuera tan dura como el cromo. El truco es una nueva tendencia en la galvanoplastia que involucra la manipulación, a escala nanométrica, de cómo los átomos del níquel y del tungsteno se colocan cuando son enchapados sobre otro metal.
Aunque el llamado cromo duro se usa para cubrir piezas industriales y artículos decorativos, incluyendo también por ejemplo los parachoques de los automóviles, el proceso utiliza una forma de cromo llamado cromo hexavalente, que se ha relacionado con el cáncer y con otros efectos nocivos para la salud si es inhalado por los obreros. Un anillo de acero, por ejemplo, es recubierto usando un baño de cromo hexavalente que desprende vapores dañinos para la salud.
Si bien en la actualidad se usan las campanas de evacuación para eliminar la mayor parte de estos vapores, se ha desatado una lógica preocupación al respecto, y así por ejemplo el gobierno federal de EE.UU. está considerando endurecer las normas de seguridad actualmente en uso para los obreros expuestos a los peligros de esos baños. Esto ha llevado a las compañías industriales a buscar metales que no emitan tales vapores. La nueva aleación es una alternativa más segura.
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| | |  | | La estructura de la aleación níquel-tungteno. Los cristales azules están hechos sobre todo de níquel, mientras que las regiones rojas están hechas mayormente de tungsteno. (Foto: Schuh Lab ) |
"La habilidad de controlar la estructura de un metal casi a escala atómica, es nueva, y nos permite fabricar aleaciones muy duras", destaca Schuh, quien compara el método con construir una pared de piedras y mortero. Utilizando piedras grandes, no se requiere mucho mortero, pero las piedras más pequeñas que necesitan más, logran una pared más fuerte.
En el nuevo reemplazo del cromo, cada porción microscópica de níquel está rodeada por porciones aun más pequeñas de tungsteno. Los investigadores controlan cómo el tungsteno rellena los espacios entre las porciones de níquel, creando así una estructura cristalina más firme y fuerte que los metales y aleaciones formados por cristales más grandes.
Además de producir capas de metal alternativas de mayor seguridad, el método también permite manipular la estructura de los metales para mejorar su resistencia a las grietas, la corrosión y otros desgastes. Schuh ya ha comparado el acero cubierto con cromo y su nueva aleación, y la aleación se ha mantenido en mejor estado frente a algunos tipos de corrosión.
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