I rivestimenti ceramici al nitruro di boro migliorano la resistenza all'ossidazione dei metalli

L'armatura segreta del metallo: come i rivestimenti in nitruro di boro combattono ruggine e calore

(I rivestimenti ceramici al nitruro di boro migliorano la resistenza all'ossidazione dei metalli)

Vi siete mai chiesti perché a volte i componenti metallici non sono all'altezza, soprattutto quando diventano molto caldi? Quella roba rosso-marrone mezza crepata? È ruggine. O, più precisamente, ossidazione. È una grande frustrazione. Indebolisce il metallo, lo rende fragile e alla fine lo rovina. Le alte temperature peggiorano ulteriormente questo problema. Pensate ai motori a reazione, ai generatori delle centrali nucleari e persino ai componenti di auto e camion ad alte prestazioni. Sono sottoposti a temperature estreme. Come possiamo proteggerli? Gli scienziati hanno scoperto una soluzione incredibilmente interessante: i rivestimenti ceramici in nitruro di boro.

Il nitruro di boro potrebbe non essere un nome familiare. Merita maggiore attenzione. Questo materiale è piuttosto unico. È bianco e polveroso, simile al talco. Ma non lasciatevi ingannare. È incredibilmente resistente. Gestisce il calore come un campione. In alcuni casi lo chiamiamo "grafite bianca". Ha una struttura a strati simile alla grafite. Questa struttura è fondamentale. Gli strati scivolano facilmente l'uno sull'altro. Questo lo rende pericoloso. Inoltre, agisce come un'ottima barriera.

Il problema è l'ossigeno. L'ossigeno tende a reagire con il metallo caldo. Questa reazione sviluppa ossidi. Questi ossidi sono la corrosione che vediamo. L'acciaio sottostante viene corroso. Le finiture tradizionali aiutano, ma molte si fratturano sotto il calore intenso. Si staccano. Permettono all'ossigeno di penetrare. Gli strati di nitruro di boro sono diversi. Applicandoli correttamente si forma uno strato incredibilmente sottile e molto stabile sulla superficie del metallo. Questo strato è come uno scudo impercettibile.

Ecco perché funziona così bene. Innanzitutto, il nitruro di boro è molto stabile. L'ossigeno non reagisce rapidamente. Anche a temperature elevate, rimane al suo posto. Non si stacca. Non si decompone rapidamente. In secondo luogo, lo strato è incredibilmente spesso. Crea una tenuta stagna sul metallo. Le particelle di ossigeno faticano a penetrare questa barriera. Non riescono a raggiungere il metallo sottostante e a danneggiarlo. In terzo luogo, ricordate la sua natura pericolosa? Anche questo aiuta. Evita che lo strato si crepi sotto tensione. Il metallo si espande e si deforma con le variazioni di temperatura. Uno strato debole si romperebbe. Il nitruro di boro si piega leggermente. Rimane intatto.

Consideratelo come una corazza per il metallo. La vernice normale può avere un aspetto magnifico, ma non fermerà un proiettile. Il nitruro di boro assomiglia a una corazza composita innovativa. Blocca i "proiettili di ossigeno" sul nascere. Il risultato? Le parti metalliche ricoperte di nitruro di boro durano molto, molto più a lungo in atmosfere calde e ossidanti. Resistono alla formazione di quel devastante strato di ruggine. Mantengono la loro resistenza. Non si sgretolano troppo presto.

(I rivestimenti ceramici al nitruro di boro migliorano la resistenza all'ossidazione dei metalli)

Non si tratta solo di discussioni di laboratorio. Sta accadendo proprio ora. Le industrie che gestiscono temperature estreme utilizzano queste finiture. Le aziende aerospaziali rivestono i componenti dei motori. Gli impianti di produzione di energia proteggono le pale delle turbine eoliche. Anche gli strumenti di produzione esposti a temperature elevate ne traggono beneficio. La finitura riduce i tempi di fermo. Fa risparmiare denaro sui sostituti. Rende i macchinari più affidabili. La prossima volta che vedete un jet volare o accendere un interruttore della luce, ricordatevelo. Potrebbe esserci della "grafite bianca" che svolge silenziosamente il suo lavoro. È l'armatura segreta dell'acciaio contro l'aggressione spietata del calore e dell'ossigeno. Perché preoccuparsi? Perché componenti più potenti suggeriscono voli più sicuri, energia più affidabile e strumenti migliori. È un'idea semplice con risultati efficaci.