¿Soldadura sin calor? ¡Claro que sí! gracias al subfusión

¿Soldadura sin calor? ¡Claro que sí! gracias al subfusión

Usando un fenómeno relativamente simple, han logrado encapsular metal en estado líquido en pequeñas esferas que, al romperse, funcionaría como soldadura.

La soldadura es una de esas técnicas súper útiles para reparar cosas. Desde dispositivos electrónicos hasta enormes vigas. El asunto es que siempre se ha requerido de electricidad o calor para poder ejecutarla, ya que se derrite el material con que el que se va a soldar para que haga su función uniendo las piezas.

Este nuevo enfoque podría hacer innecesario el uso de calor, pues un equipo de investigadores de la Universidad de Iowa ha encontrado la forma de encapsular metal en estado líquido, el cual se mantiene en este estado, aunque el ambiente esté más frío que su temperatura de fusión. Luego, cuando estas pequeñas cápsulas en forma de esfera se rompen, el líquido se esparce y solidifica rápidamente, haciendo el trabajo de la soldadura, pero sin necesidad de usar calor.

Para lograr esto, utilizaron un proceso llamado subfusión o sobrefusión, que consiste en enfriar un líquido por debajo de su punto de congelación sin que se solidifique.

¿Interesante? Esto ocurre porque no existe ningún cristal desde el que se pueda empezar la estructura cristalina. El agua, por ejemplo, se cristalizará en cuanto la temperatura alcance 0° siempre que se cuente con un cristal o núcleo alrededor del cual se pueda formar una estructura cristalina. En caso de no existir este cristal, podemos superenfriarla hasta unos -42 °C a un ritmo específico, se puede evitar la nucleación y, en consecuencia, la cristalización.

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En este caso, lo que el equipo ha hecho es encapsular completamente el metal líquido en una cáscara suave que no contiene imperfecciones conocidas como sitios de nucleación, que son necesarios para que se produzca la solidificación.

Las pequeñas esferas se crean «batiendo» el metal líquido con una herramienta giratoria, por encima de su punto de fusión, transformándolo en una espuma. El oxígeno en la espuma hace que fuera de las gotitas resultantes, se forme una cáscara de óxido de metal fino, reforzado aún más a través de una reacción con ácido acético para formar una cáscara de óxido de etilo más fuerte. Refrigerarlos poco a poco permitió que sus núcleos permanecieran líquidos.

Luego, estas esferas se esparcen por la superficie a soldar y aplicando una suave presión, la cáscara se rompe, liberando el metal que se solidifica para soldar «en frío» lo que se requiera.

Las pequeñas esferas sirven para unir dos metales sin calor, solo aplicando presión

El equipo ha utilizado la técnica para soldar un hilo de oro a una película de oro, así como la reparar agujeros en una película de plata o juntar láminas de aluminio.

Quizás esto no signifique que nos vamos a olvidar de la soldadura tradicional, pero si puede significar un avance para reparar dispositivos que pueden dañarse con el calor. Sobre todo, dispositivos de microelectrónica.

Fuente: Chemical & Engineering News

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