Pó de ferro carbonila da BASF melhora componentes elétricos para smartphones e tablets

 Smartphones, tablets, notebooks – para muitas pessoas, é difícil imaginar uma vida sem esses pequenos e sofisticados aparelhos. Fabricar esses eletrônicos complexos em um formato portátil só é possível utilizando componentes de alta performance.

Alguns componentes, tais como a CPU ou o disco rígido, necessitam tensão diferente daquela fornecida por uma bateria. No entanto, disponibilizar uma tensão que desvie do valor necessário pode causar danos a esses aparelhos. O pó de ferro carbonila (CIP) da BASF contribui decisivamente para solucionar esse problema: o pó é incorporado aos núcleos de bobinas de alta frequência, garantindo que a corrente que flui para os componentes eletrônicos sensíveis sempre tenham exatamente a voltagem necessária.

“Com décadas de experiência em sintetizar CIP, podemos controlar com precisão a estrutura das partículas de ferro e, portanto, suas propriedades eletromagnéticas, para criar um material ideal, tornando bobinas de alta frequência extremamente eficientes”, enfatiza Dr. Frank Prechtl, Gerente de Negócios da BASF. “Cada tablet contém três ou quatro dessas bobinas de alta frequência com núcleo CIP, enquanto um notebook tem, no mínimo, dez”, conclui Pretchl.

O CIP é produzido a partir de sucata de ferro normal, finamente moído e reagido com monóxido de carbono a temperaturas elevadas sob alta pressão. Esse processo produz ferro pentacarbonil, um líquido oleoso amarelo. Nessa fase, as impurezas presentes na sucata de ferro podem ser facilmente removidas: como um líquido, o ferro pentacarbonil pode ser destilado, obtendo pureza elevada. O composto é então aquecido até se decompor novamente em seus constituintes.

O monóxido de carbono liberado durante esse tratamento pode ser reciclado para a síntese do ferro pentacarbonil. O ferro, no entanto, é depositado na forma de alta pureza, partículas esféricas microscopicamente pequenas, de estrutura e tamanho definidos – pó de ferro carbonila. Nesse aspecto, CIP difere muito de pós de ferro fabricados a partir de outras técnicas, tais como processos eletrolíticos ou métodos de pulverização. Esse fator é decisivo para muitas aplicações, por exemplo, a forma esférica perfeita das partículas CIP nos núcleos de bobina permite que eles sejam embalados em conjunto, e os fios da bobina não estão riscados por uma superfície áspera.

A bobina é um componente elétrico que consiste de múltiplos fios de cobre. A corrente que flui através do fio de cobre cria um campo magnético em torno da bobina. O campo magnético neutraliza a tensão das mudanças em curso: o fenômeno de indução garante que a corrente  que deixa a bobina mantenha uma tensão constante. Esse efeito entra em jogo quando, por exemplo, a bobina está posicionada atrás de um conversor de corrente contínua, que muda a tensão.

Para fazer isso, ele converte a corrente alternada em uma etapa intermediária e depois volta novamente. A bobina de alta frequência, em seguida, filtra os componentes restantes e “suaviza” a corrente contínua para que a tensão não varie. Quanto mais forte o campo magnético da bobina, melhor a indução funciona. Por isso, as bobinas de alta frequência em smarthphones e outros dispositivos apresentam um núcleo feito de material magnético, tais como o ferro, que intensifica o campo magnético da bobina. Para evitar perda de energia, do tipo de ocorre com um núcleo de ferro eletricamente condutivo, por exemplo, cada uma das partículas de ferro em pequenos núcleos CIP está rodeada por uma camada isolante.

Isso elimina fluidos adicionais da corrente, que seriam criados pela indução no núcleo. “A forma das partículas CIP contribui muito para reduzir as perdas de energia nos núcleos de bobina: quanto mais redondas as partículas, mais facilmente elas podem ser revestidas e isoladas contra a corrente elétrica de maneira mais eficaz”, explica Dr. Oliver Koch, Gerente de Produto da BASF. “Nas bobinas de alta frequência, geralmente utilizamos fosfato de ferro para esse fim, mas também podemos adaptar o material de revestimento para atender às necessidades individuais de tecnologias inovadoras. Isso nos permite pesquisar especificamente para novas aplicações e, assim, fabricar um produto de alto desempenho adequado para a aplicação”, conclui Koch.

Outro exemplo de tais aplicações inovadoras pode ser encontrado em fluidos magnetoreológicos (MRF), suspensões de CIP em um poço de petróleo: quando introduzidos em um campo magnético, eles mudam suas propriedades de fluxo e tornam-se muito viscosos ou mesmo sólidos. Esse efeito ocorre porque quando as partículas de ferro estão no campo magnético, elas não estão mais uniformemente distribuídas no óleo, mas se organizam em cadeias, o que aumenta a viscosidade do líquido. Isso faz do MRF ideal para uso em amortecedores – a viscosidade e, portanto, o amortecimento pode ser adaptado à carga por meio de sensores e eletroímãs. Essa tecnologia BASF já é utilizada, por exemplo, nos amortecedores da ponte Alamillo, na Espanha, e da ponte Sutong, na China.

Pequenas esferas versáteis: outras aplicações de CIP

Moldagem por injeção de pó: fechaduras de automóveis, peças de relógio, instrumentos cirúrgicos – aplicações de precisão exigem complexos componentes de aço. Plásticos moldáveis podem tomar a forma desejada, porém com metais isso só é possível até certo ponto, devido a seu alto ponto de fusão. Um método de produzir complexas peças metálicas eficientes e de custo eficaz é a modelagem por injeção de pó: com essa técnica, pós metálicos são pressionados em conjunto com um polímero como adesivo na forma desejada. O adesivo é então removido e o pó é compactado em uma peça de metal sólida na fase de sinterização. Isso funciona particularmente bem com CIP porque as partículas de ferro podem ser embaladas juntas com firmeza.

Fabricação de etiquetas RFID: etiquetas RFID (Radio-Frequency Identification) são do tamanho de grãos de arroz com que os objetos podem ser automaticamente localizados ou identificados. Elas consistem de uma antena e um chip no qual os dados são armazenados. Através de ondas eletromagnéticas, um dispositivo de leitura adequado também pode reconhecer grande número de etiquetas RFID simultaneamente, sem tocá-las diretamente. Essas etiquetas são incorporadas, por exemplo, a passaportes ou livros da biblioteca, que são fáceis de empilhar no dispositivo check-in/check-out para fins de empréstimo. CypoPrint da BASF é a linha de tintas à base de metal que contém CIP e permite excelente custo-benefício de antenas de cobre flexíveis para etiquetas RFID: com CypoPrint, a estrutura da antena é reimpressa em um filme plástico. Em uma próxima etapa, o cobre para a antena é seletivamente aplicado à pré-impressão.

Triagem de radiação eletromagnética: CIP está presente em smartphones, não só como um núcleo para bobinas de alta frequência, mas também como um elemento que protege vários componentes eletrônicos para os sinais de interferência causada por radiação eletromagnética: o campo magnético alternado da radiação faz com que as partículas de ferro se reorganizem continuamente. Devido ao atrito resultante, as partículas de ferro convertem a energia das ondas eletromagnéticas em calor.

Suplementos alimentares: contém ferro de pureza excepcionalmente alta: acima de 99,5% é possível. Isso também o torna adequado como suplemento alimentar ou para aplicações farmacêuticas e podem ser úteis no tratamento de deficiência de ferro.

Confira na animação abaixo como o pó de ferro carbonila da BASF assegura o fornecimento eficaz de corrente ao componente, sem que ocorram interferências:

mms://media01.cinetic21.de/basf_WIPO/BASF_Science_around_usCarbonyleisenpulver.wmv

Para mais informações, acesse:
http://www.inorganics.basf.com/ca/internet/en/content/Produkte/Metallsysteme/CIP/CIP