Universidad Politécnica de Tomsk innova con producción de carburo de tungsteno rentable y basada en residuos

Universidad Politécnica de Tomsk innova con producción de carburo de tungsteno rentable y basada en residuos

Investigadores de la Universidad Politécnica de Tomsk (TPU) han revelado un proceso novedoso que produce carburo de tungsteno (WC) de alta calidad y otros materiales superduros fuera de cámara de vacío. La técnica reaprovecha brocas de carburo descartadas, herramientas y otros residuos de WC como materia prima sintética, ofreciendo alternativa más barata y verde a métodos convencionales. Hallazgos publicados en revista revisada por pares International Journal of Refractory Metals and Hard Materials.

Polvo de carburo de tungsteno

Carburo de tungsteno (WC) es piedra angular de brocas de metal duro, herramientas de corte y componentes resistentes al desgaste. Con conductividad eléctrica y térmica, resistencia a compresión y a la corrosión rivalizando con diamante, WC es indispensable en industrias desde aeroespacial a tecnología de información.

El sector industrial a menudo refiere al metal duro como "dientes industriales" por su papel crítico en defensa moderna, aeroespacial y aplicaciones tecnológicas emergentes.

Desde los 70, investigadores descubrieron que hidrocarburos sufren hidrólisis en WC, el material se investiga como catalizador libre de platino para producción de hidrógeno desde agua. La estructura electrónica superficial de WC imita platino, proporcionando actividad catalítica similar con superior resistencia a envenenamiento y menor coste.

El avance de TPU radica en sintetizar nanopolvo de carburo de tungsteno en condiciones ambientales. Empleando electrodos de grafito especialmente formados para generar plasma de arco, el equipo crea un medio gaseoso espontáneamente aislante sin necesidad de cámara de vacío. Esta innovación simplifica dramáticamente el proceso, reduce consumo energético en un orden de magnitud y abarata costes de equipamiento.

Alexander Pak, investigador en Centro de Investigación "Eco-Energía 4.0" de TPU, explicó: "Nuestro diseño de electrodo de grafito nos permite producir plasma aislante en aire, eliminando requisito de vacío y reduciendo uso energético en un orden de magnitud."

El método también acepta brocas desgastadas, piezas de herramientas usadas y otros residuos con WC como precursores sintéticos, alineándose con principios de economía circular. Adicionalmente, el proceso es adaptable a síntesis de otros materiales superduros refractarios como carburo de titanio, carburo de silicio y carburo de boro.

El equipo de TPU planea refinar la técnica para despliegue comercial y expandir su aplicación a reciclaje de residuos a gran escala. La investigación fue financiada por la Fundación Rusa de Ciencia.

Conclusión

Gracias por leer. Para más información sobre tungsteno y otros metales refractarios, visite Advanced Refractory Metals (ARM).

Con sede en Lake Forest, California, ARM es proveedor líder global de metales y aleaciones refractarias de alta calidad —incluyendo tungsteno, titanio, molibdeno, tantalio, renio y circonio— a precios competitivos.