Una nuova frontiera per la produzione di materiali refrattari è stata aperta dai ricercatori della North Carolina State University, che hanno sviluppato una tecnologia basata su un laser da 120 watt capace di creare ceramiche ultra-resistenti al calore partendo da un semplice precursore liquido. Il processo permette di ottenere carburo di afnio (HfC) – una delle ceramiche più refrattarie conosciute – senza la necessità di impiegare forni industriali che raggiungono i 2.200 °C. Il risultato è un sistema più veloce, efficiente e portatile, potenzialmente applicabile in contesti come l’industria aerospaziale, i veicoli ipersonici o i reattori nucleari.
Laser innovativo trasforma liquidi in ceramiche super resistenti
Il cuore del nuovo metodo è una reazione a fase singola, in cui il laser colpisce un liquido contenente hafnio e carbonio, trasformandolo direttamente in ceramica senza passaggi intermedi. Questo avviene in una camera a vuoto riempita di gas argon, dove l’assenza di ossigeno permette una reazione pulita e controllata. In pochi minuti, il liquido si solidifica e si trasforma in carburo di afnio, rendendo il processo più snello rispetto alle tecniche convenzionali.
Il metodo offre due modalità applicative: come rivestimento ceramico su oggetti esistenti – evitando di sottoporli a calore estremo – oppure come tecnologia compatibile con la stampa 3D, dove un laser mobile solidifica il materiale strato dopo strato, dando vita a strutture complesse con grande precisione.
Uno degli aspetti più rilevanti del nuovo approccio è l’efficienza nella trasformazione del materiale: almeno il 50% della massa iniziale viene convertita in ceramica, un valore nettamente superiore rispetto al 20-40% ottenuto dai metodi attuali. Inoltre, i rivestimenti ceramici realizzati aderiscono perfettamente a materiali compositi rinforzati con fibra di carbonio, ampliando le possibilità di impiego in ambienti operativi reali.
Secondo la professoressa Cheryl Xu, è la prima volta che si ottiene una ceramica come il carburo di afnio con questa qualità partendo da un precursore liquido. Sebbene il processo richieda ancora una camera a vuoto, la portabilità dell’attrezzatura laser rispetto ai tradizionali forni industriali suggerisce applicazioni più flessibili, anche fuori dagli impianti produttivi tradizionali.
