Los metales refractarios son un grupo de cinco metales: tungsteno (W), molibdeno (Mo), niobio (Nb), tántalo (Ta) y renio (Re). Todos tienen puntos de fusión muy altos, superiores a 2000 °C. Incluso a temperaturas extremas, mantienen su forma (resisten la flexión o el cambio de forma), se mantienen químicamente estables y resistentes. Por ejemplo, el tungsteno se funde a 3422 °C (la temperatura más alta de cualquier metal) y es más del doble de resistente que el hierro a temperatura ambiente. El renio se evapora fácilmente en el aire, por lo que necesita protección en un gas inerte para conservar sus propiedades. Gracias a sus propiedades especiales, los metales refractarios son materiales esenciales para las industrias de alta temperatura.
Aeroespacial: La aleación de niobio C103 (con hafnio y titanio ) se utiliza para fabricar piezas de paredes delgadas para motores de cohetes mediante impresión 3D láser (DED-LP). Investigaciones de la NASA demuestran que, tras tratamientos térmicos especiales, esta aleación puede resistir más de 50 000 ciclos de tensión. Sin embargo, las piezas impresas verticalmente a veces pueden agrietarse entre capas.
Medicina: El tantalio es la mejor opción para implantes óseos porque no reacciona con los tejidos corporales. Las piezas porosas de tantalio impresas en 3D presentan pequeños orificios (de 20 a 80 micrómetros) que facilitan el crecimiento de células óseas. Empresas alemanas utilizan la sinterización selectiva por láser (SLS) para imprimir directamente en 3D placas de reparación de cráneo personalizadas, ahorrando pasos de procesamiento adicionales.
Mejores polvos: El instituto America Makes y 6K Additive están desarrollando un polvo de aleación de niobio C103 mejorado. Mediante la fusión de lecho de polvo (PBF) y la impresión DED, se busca aprovechar más del 95 % del material. Un polvo de níquel-silicio (Ni-Si) se trató con un proceso de plasma que mejora su fluidez. Esto endurece los recubrimientos impresos en 3D un 30 %, pero un alto contenido de silicio puede causar pequeñas grietas debido a la tensión residual.
Nueva sinterización: FCT Systems (Alemania) fabrica hornos microondas comerciales para la sinterización de piezas de gran tamaño (hasta 500 mm). El polvo de tungsteno procesado de esta manera se vuelve un 50 % más resistente (alcanzando los 1200 MPa) que con los métodos anteriores. Actualmente, se utiliza para la producción en masa de toberas de propulsores de satélites.
Reciclaje de metales preciosos : El proceso de electrodos rotatorios de plasma (PREP) recicla residuos de aleación de titanio en polvo con muy bajo contenido de oxígeno (0,05 %), con un coste un 40 % inferior al del polvo nuevo. Samsung (Corea) imprime rejillas de antena 5G con pasta de nanoplata. Esta pasta requiere una temperatura de fraguado mucho menor (150 °C) y presenta una resistencia eléctrica muy baja (2,5 μΩ·cm), lo que abre nuevas posibilidades para los metales refractarios en la electrónica de baja temperatura.
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