BR112012013739B1

BR112012013739B1 - Método para fabricar um pó compacto de metal com nanomatriz

Info

Publication number: BR112012013739B1
Application number: BR112012013739-5A
Authority: BR
Inventors: Zhiyue Xu; Gaurav Agrawal; Bobby Salinas
Original assignee: Baker Hughes Incorporated
Priority date: 2009-12-08
Filing date: 2010-12-07
Publication date: 2021-08-17
Also published as: US20110135530A1; CA2783220C; BR112012013739A2; CN102648064A; CN102648064B; AU2010328287B2; WO2011071908A3; AU2010328287A1; WO2011071908A2; CA2783220A1; EP2509734A4; EP2509734A2; MY163430A; US9079246B2; EP2509734B1

Abstract

método para fabricar um compacto de pó metálico com nanomatriz. a presente invenção refere-se a um método para fabricar um compacto de pó metálico. o método inclui formar um pó metálico revestido que compreende uma pluralidade de partículas de pó metálicas revestidas que têm núcleos de partícula com camadas de revestimento metálicos em nanoescala dispostas sobre eles, em que as camadas de revestimento metálicas têm uma composição química das camadas de revestimento metálicas. o método inclui também aplicar uma temperatura predeterminada e uma pressão predeterminada às particulas de pó revestidas, suficientes para formar um compacto de pó metálico sinterizando em fase sólida as camadas de revestimento metálicas em nanoescala de pluralidade de particulas de pó revestidas, para formar uma nanomatriz celular substancialmente contínua de um material da nanomatriz, uma pluralidade de partículas dispersadas, dispersadas dentro da nanomatriz celular e uma camada de união no estado sólido que se estende pela nanomatriz celular inteira.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido de patente reivindica o benefício da data de depósito do pedido de patente US 12/633,688, depositado em 8 de dezembro de 2009, intitulado "METHOD OF MAKING A NANOMATRIX POWDER METAL COMPACT".

ANTECEDENTES

[002] Poços de petróleo e gás natural utilizam frequentemente componentes de furos de poços ou da coluna de perfuração (ferramentas), que, devido à sua função, precisam ter vida útil apenas limitada que é consideravelmente menor do que a vida útil do poço. Depois que a função de serviço do componente ou ferramenta se esgota, ela deve ser removida ou descartada para recuperar o tamanho original da passagem de fluido para uso, incluindo a produção de hidrocar- bonetos, sequestro de CO2, etc. O descarte de componentes ou ferramentas tem sido feito convencionalmente triturando ou perfurando o componente ou ferramenta para fora do furo do poço, que geralmente são operações morosas e onerosas.

[003] Para eliminar a necessidade de operações de trituração ou perfuração, foi proposta a remoção dos componentes ou ferramentas por dissolução de polímeros poliláticos degradáveis usando vários fluidos para furos de poços. Entretanto, estes polímeros geralmente não têm a resistência mecânica, a robustez de fratura e outras propriedadesmecânicas necessárias para realizar as funções de componentes ou ferramentas de furos de poços na totalidade da faixa de temperaturas operacionais do furo do poço e, portanto, sua aplicação tem sido limitada.

[004] Outros materiais degradáveis foram propostos, incluindo certas ligas metálicas degradáveis formadas a partir de certos metais reativos em uma parte majoritária, tais como alumínio, junto com outros constituintes da liga em uma parte minoritária, tais como gálio, índio, bismuto, estanho e misturas e combinações deles, e sem excluir certos elementos secundários formadores de ligas, tais como zinco, cobre, prata, cádmio, chumbo, e misturas e combinações deles. Estes materiais podem ser formados fundindo pós dos constituintes e depois solidificando o material fundido para formar a liga. Eles podem ser formados também usando metalurgia do pó prensando, compactando, sinterizando, e procedimentos similares, uma mistura de pós de um metal reativo e outro constituinte da liga nas quantidades mencionadas. Estes materiais incluem muitas combinações que utilizam metais, tais como chumbo, cádmio, e similares, que podem não ser apropriados para liberar no meio ambiente em conjunto com a degradação do material. Além disso, sua formação pode envolver vários fenômenos de fusão que resultam em estruturas de ligas que são ditadas pelos equilíbrios de fases e características de solidificação dos respectivos constituintes da liga, e que podem não resultar em microestruturas ótimas ou desejáveis da liga, bem com suas propriedades mecânicas ou características de dissolução.

[005] Portanto, o desenvolvimento de materiais que podem ser usados para formar componentes e ferramentas de furos de poços que têm as propriedades mecânicas necessárias para realizar sua função pretendida, e depois removidos do furo do poço por dissolução controlada usando fluidos de furos de poços, é muito desejável.

SUMÁRIO

[006] Uma modalidade exemplificativa de um método para fabri car um pó compacto de metal é descrito. O método inclui formar um pó metálico revestido que compreende uma pluralidade de partículas de pó metálicas revestidas que têm núcleos de partículas com camadas de revestimento metálicas em nanoescala sobre elas, onde as camadas de revestimento metálicas têm uma composição química e os núcleos de partículas têm uma composição química que é diferente da composição química das camadas de revestimento metálicas; e aplicar uma temperatura predeterminada e uma pressão predeterminada às partículas de pó revestidas, suficientes para formar um pó compacto de metal sinterizando em fase sólida as camadas de revestimento metálicas em nanoescala da pluralidade de partículas de pó revestidas para formar uma nanomatriz celular substancialmente contínua de um material da nanomatriz, uma pluralidade de partículas dispersadas, dispersadas dentro da nanomatriz celular e uma camada de união no estado sólido que se estende na nanomatriz celular inteira.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[007] Fazendo referência agora aos desenhos nos quais elemen tos semelhantes são numerados de forma semelhante nas várias figuras: a figura 1 é uma fotomicrografia de um pó 10 aqui descrito que foi embutido em um material de epóxi para montagem de um espécime e secionado; a figura 2 é uma ilustração esquemática de uma modalidade exemplificativa de uma partícula de pó 12 como ela apareceria em uma vista secional exemplificativa representada pela seção 2-2 da figura 1; a figura 3 é uma ilustração esquemática de uma segunda modalidade exemplificativa de uma partícula de pó 12 como ela apareceria em uma segunda vista secional exemplificativa representada pelaseção 2-2 da figura 1; a figura 4 é uma ilustração esquemática de uma terceira modalidade exemplificativa de uma partícula de pó 12 como ela apareceria em uma terceira vista secional exemplificativa representada pela seção 2-2 da figura 1; a figura 5 é uma ilustração esquemática de uma quarta modalidade exemplificativa de uma partícula de pó 12 como ela apareceria em uma quarta vista secional exemplificativa representada pela seção 2-2 da figura 1; a figura 6 é uma ilustração esquemática de uma segunda modalidade exemplificativa de um pó aqui descrito tendo uma distribuição multimodal de tamanhos de partículas; a figura 7 é uma ilustração esquemática de uma terceira modalidade exemplificativa de um pó aqui descrito tendo uma distribuição multimodal de tamanhos de partículas; a figura 8 é um fluxograma de uma modalidade exemplifica- tiva de um método para fabricar um pó aqui descrito; a figura 9 é uma fotomicrografia de uma modalidade exem- plificativa de um compacto de pó aqui descrito; a figura 10 é uma ilustração esquemática de uma modalidade exemplificativa do compacto de pó da figura 9 fabricado usando um pó que tem partículas de pó revestidas com uma única camada como apareceria se captada ao longo da seção 10-10; a figura 11 é uma ilustração esquemática de uma modalidade exemplificativa de um compacto de pó aqui descrito que tem uma distribuição multimodal homogênea de tamanhos de partículas; a figura 12 é uma ilustração esquemática de uma modalidade exemplificativa de um compacto de pó aqui descrito que tem uma distribuição multimodal inomogênea de tamanhos de partículas; a figura 13 é uma ilustração esquemática de uma modalidade exemplificativa de um compacto de pó aqui descrito formado a partir de um primeiro pó e um segundo pó, e tendo uma distribuição multimodal homogênea de tamanhos de partículas; a figura 14 é uma ilustração esquemática de uma modali- dade exemplificativa de um compacto de pó aqui descrito formado a partir de um primeiro pó e um segundo pó, e tendo uma distribuição multimodal inomogênea de tamanhos de partículas; a figura 15 é uma ilustração esquemática de outra modalidade exemplificativa do compacto de pó da figura 9 fabricado usando um pó que tem partículas de pó revestidas com múltiplas camadas como apareceria se captada ao longo da seção 10-10; a figura 16 é uma ilustração esquemática da seção transversal de uma modalidade exemplificativa de um compacto de pó precursor; a figura 17 é um fluxograma de uma modalidade exemplifi- cativa de um método para fabricar um compacto de pó aqui descrito; a figura 18 é uma tabela que descreve as configurações do núcleo de partícula e da camada de revestimento metálica para partículas de pó e pós usados para fabricar modalidades exemplificativas de compactos de pó para teste como aqui descrito; a figura 19 é uma plotagem da resistência à compressão dos compactos de pó da figura 18 secos e em uma solução aquosa que compreende 3% de KCl; a figura 20 é uma plotagem da velocidade de corrosão (ROC) dos compactos de pó da figura 18 em uma solução aquosa que compreende 3% de KCl a 93 oC (200 oF) e à temperatura ambiente; a figura 21 é uma plotagem da ROC dos compactos de pó da figura 18 em 15% de HCl; a figura 22 é uma ilustração esquemática de uma mudança em uma propriedade de um compacto de pó aqui descrito em função do tempo e uma mudança na condição do ambiente do compacto de pó; a figura 23 é uma fotomicrografia eletrônica de uma superfície de fratura de um compacto de pó formado a partir de um pó de Mg puro; a figura 24 é uma fotomicrografia eletrônica de uma superfície de fratura de uma modalidade exemplificativa de um pó compacto de metal aqui descrito; e a figura 25 é uma plotagem da resistência à compressão de um compacto de pó em função da quantidade de um constituinte (Al2O3) da nanomatriz celular.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[008] São descritos materiais metálicos leves de alta resistência que podem ser usados em uma ampla série de aplicações e ambientes de aplicações, incluindo o uso em vários ambientes de furos de poços para fabricar várias ferramentas de fundo de poço leves de alta resistência, descartáveis ou degradáveis de forma selecionável e controlável ou outros componentes do fundo do poço, bem como muitas outras aplicações para uso em artigos duráveis e também descartáveis ou degradáveis. Estes materiais leves de alta resistência, e degradáveis de forma selecionável e controlável, incluem compactos de pós sinterizados completamente densos, formados a partir de materiais de pós revestidos que incluem vários núcleos de partículas leves e materiais de núcleos que têm vários revestimentos em nanoescala em uma única camada e multicamadas. Estes compactos de pós são fabricados a partir de pós metálicos revestidos que incluem vários materiais de núcleos e núcleos de partículas leves de alta resistência eletroqui- micamente ativos (por exemplo, tendo potenciais-padrão de oxidação relativamente mais altos), tais como metais eletroquimicamente ativos, que são dispersados dentro de uma nanomatriz celular formada a partir de várias camadas de revestimento metálicas em nanoescala de materiais de revestimento metálicos , e são particularmente úteis em aplicações de furos de poços. Estes compactos de pós proporcionam uma combinação singular e vantajosa de propriedades de resistência mecânica, tais como resistência à compressão e cisalhamento, baixa densidade e propriedades de corrosão selecionáveis e controláveis, particularmente dissolução rápida e controlada em vários fluidos de furos de poços. Por exemplo, o núcleo das partículas e as camadas de revestimento destes pós podem ser selecionadas para produzir compactos de pós sinterizados apropriados para uso como materiais projetados de alta resistência que têm uma resistência à compressão e resistência ao cisalhamento comparáveis a vários outros materiais projetados, incluindo aços-carbonos, aços inoxidáveis e aços-ligas, mas que têm também uma baixa densidade comparável a vários polímeros, elastômeros, cerâmicas porosas de baixa densidade e materiais compósitos.Como ainda outro exemplo, estes pós e materiais compactos de pós podem ser configurados para proporcionar uma degradação ou descarte selecionável ou controlável em resposta a uma mudança em uma condição ambiental, tal como uma transição de uma velocidade de dissolução muito lenta para uma velocidade de dissolução muito rápida em resposta a uma mudança em uma propriedade ou condição de um furo de poço próximo de um artigo formado a partir do compacto, incluindo uma mudança de propriedade em um fluido do furo do poço que fica em contato com o compacto de pó. As características da degradação ou descarte selecionável ou controlável descritas possibili-tamtambém a estabilidade dimensional e a resistência de artigos, tais como ferramentas ou outros componentes de furos de poços, fabricados a partir destes materiais, seja mantida até que eles não sejam mais necessários, e nesta hora uma condição ambiental predeterminada, tal como uma condição do furo do poço, incluindo a temperatura, pressão ou valor do pH do fluido do furo do poço, pode ser mudada para promover sua remoção por dissolução rápida. Estes materiais de pós revestidos e compactos de pós e os materiais projetados formados a partir deles, bem como os métodos para fabricá-los, estão descritos adicionalmente abaixo.

[009] Fazendo referência às figuras 1-5, um pó metálico 10 inclui uma pluralidade de partículas de pó metálicas revestidas 12. As partículas de pó 12 podem ser formadas para produzir um pó 10, incluindo um pó de escoamento livre, que pode ser vertido ou disposto de outra forma em quaisquer formas ou moldes (não ilustrados), tendo quaisquer formatos e tamanhos e que podem ser usados para modelar compactos de pós precursores 100 (figura 16) e compactos de pós 200 (figuras 10-15), como aqui descrito, que podem ser usados ou para uso na fabricação de vários artigos manufaturados, incluindo várias ferramentas e componentes de furos de poços.

[010] Cada uma das partículas de pó metálicas revestidas 12 de pó 10 inclui um núcleo de partícula 14 e uma camada de revestimento metálica 16 disposta sobre o núcleo de partícula 14. O núcleo de partícula 14 inclui u material do núcleo 18. O material do núcleo 18 pode incluir qualquer material apropriado para formar o núcleo da partícula 14 que produz a partícula de pó 12 que pode ser sinterizada para formar um compacto de pó leve de alta resistência 200, tendo características de dissolução selecionáveis e controláveis. Os materiais apropriados do núcleo incluem metais eletroquimicamente ativos que têm potencialpadrão de oxidação maior ou igual àquele de Zn, incluindo Mg, Al, Mn ou Zn ou uma combinação deles. Estes metais eletroquimica- mente ativos são muito reativos com inúmeros fluidos de furos de poços comuns, incluindo inúmeros fluidos iônicos ou fluidos altamente polares, tais como aqueles que contêm vários cloretos. Os exemplos incluem fluidos que compreendem cloreto de potássio (KCl), ácido clorídrico (HCl), cloreto de cálcio (CaCl2), brometo de cálcio (CaBr2) ou brometo de zinco (ZnBr2). O material do núcleo 18 pode incluir também outros metais que são menos eletroquimicamente ativos do que Zn ou materiais não metálicos, ou uma combinação deles. Os materiais não metálicos apropriados incluem cerâmicas, compósitos, vidros ou carvão, ou uma combinação deles. O material do núcleo 18 pode ser selecionado para proporcionar uma alta velocidade de dissolução em um fluido de furo de poço predeterminado, mas pode ser selecionado também para proporcionar uma velocidade de dissolução relativamente baixa, incluindo dissolução zero, onde a dissolução do material da nanomatriz faz com que o núcleo da partícula 14 seja rapidamente enfraquecido e liberado do compacto de partículas na interface com o fluido do furo do poço, de tal modo que uma velocidade eficaz de dissolução de compactos de partículas fabricados usando núcleos de par-tículas 14 destes materiais do núcleo 18 seja alta, muito embora o material do núcleo 18 em si possa ter uma baixa velocidade de dissolução, incluindo materiais do núcleo 20 que podem ser insolúveis no fluido do furo do poço.

[011] Quanto aos metais eletroquimicamente ativos como materi ais do núcleo 18, incluindo Mg, Al, Mn ou Zn, estes metais podem ser usados como metais puros ou em qualquer combinação entre si, incluindovárias combinações de ligas destes materiais, incluindo ligas binárias, ternárias ou quaternárias destes materiais. Estas combinações podem incluir também compósitos destes materiais. Além disso, além de combinações entre si, os materiais de núcleos 18 de Mg, Al, Mn ou Zn podem incluir também outros constituintes, incluindo várias adições formadoras de ligas, para alterar uma ou mais propriedades dos núcleos de partículas 14, tal como melhorar a resistência, baixar a densidade ou alterar as características de dissolução do material do núcleo 18.

[012] Dentre os metais eletroquimicamente ativos, o Mg, como metal puro ou uma liga ou um material compósito, é particularmente útil por causa da sua baixa densidade e capacidade para formar ligas de alta resistência, bem como seu alto grau de atividade eletroquímica, pois ele tem um potencial padrão de oxidação mais alto do que Al, Mn ou Zn. As ligas de Mg incluem todas ligas que têm Mg como constituinte da liga. As ligas de Mg que combinam outros metais eletroquimica- mente ativos, como aqui descrito, como constituinte da liga são particularmenteúteis, incluindo as ligas binárias de Mg-Zn, Mg-Al e Mg-Mn, bem como as ligas ternárias de Mg-Zn-Y e Mg-Al-X, onde X inclui Zn, Mn, Si, Ca ou Y, ou uma combinação deles. Estas ligas de Mg-Al-X podem incluir, em peso, até cerca de 85% de Mg, até cerca de 15% de Al e até cerca de 5% de X. O núcleo da partícula 14 e o material do núcleo 18, e particularmente os metais eletroquimicamente ativos incluindo Mg, Al, Mn ou Zn, ou combinações deles, podem incluir também um elemento terra-rara ou combinação de elementos terras-raras. Como aqui utilizados, os elementos terras-raras incluem Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd ou Er, ou uma combinação de elementos terras-raras. Quando presente, um elemento terra-rara ou combinação de elementos terras- raras pode estar presente em uma quantidade de cerca de 5% em peso ou menos.

[013] O núcleo de partícula 14 e o material do núcleo 18 têm uma temperatura de fusão (TP). Como aqui utilizado, o termo TP inclui a temperatura mais baixa na qual uma fusão incipiente ou liquação ou outras formas de fusão parcial ocorrem dentro do material do núcleo 18, independentemente de se o material do núcleo 18 compreende um metal puro, uma liga com múltiplas fases com diferentes temperaturas de fusão ou materiais compósitos com diferentes temperaturas de fusão.

[014] Os núcleos de partículas 14 podem ter qualquer tamanho de partícula apropriado ou faixa de tamanhos de partículas ou distribuição de tamanhos de partícula. Por exemplo, os núcleos de partículas 14 podem ser selecionados para proporcionar um tamanho médio de partícula que é representado por uma distribuição unimodal normal ou do tipo gaussiano ao redor de uma média, como ilustrado genericamente na figura 1. Em outro exemplo, os núcleos de partículas 14 podem ser selecionados ou misturados para proporcionar uma distribuição multimodal de tamanhos de partículas, incluindo uma pluralidade de tamanhos médios de partículas do núcleo, tal como, por exemplo,distribuição bimodal homogênea de tamanhos médios de partículas, como ilustrado genericamente na figura 6. A seleção da distribuição dos tamanhos de partículas do núcleo pode ser usada para determinar, por exemplo, o tamanho de partícula e o espaçamento entre partículas 15 das partículas 12 do pó 10. Em uma modalidade exempli- ficativa, os núcleos de partículas 14 podem ter uma distribuição uni- modal e um diâmetro médio de partícula de cerca de 5 μm a cerca de 300 μm, mais particularmente cerca de 80 μm a cerca de 120 μm, e ainda mais particularmente cerca de 100 μm.

[015] Os núcleos de partículas 14 podem ter qualquer formato de partícula apropriado, incluindo qualquer formato geométrico regular ou irregular, ou qualquer combinação deles. Em uma modalidade exem- plificativa, os núcleos de partículas 14 são partículas metálicas eletro- quimicamente ativas substancialmente esferoidais. Em outra modalidade exemplificativa, os núcleos de partículas 14 são partículas de cerâmica com formato substancialmente irregular. Em ainda outra modalidade exemplificativa, os núcleos de partículas 14 são carvão ou outras estruturas nanotubulares ou microsferas de vidro ocas.

[016] Cada uma das partículas de pó metálicas revestidas 12 do pó 10 inclui também uma camada de revestimento metálica 16 que fica disposta sobre o núcleo da partícula 14. A camada de revestimento metálica 16 inclui um material de revestimento metálico 20. O material de revestimento metálico 20 confere às partículas de pó 12 e ao pó 10 sua natureza metálica. A camada de revestimento metálica 16 é uma camada de revestimento em nanoescala. Em uma modalidade exem- plificativa, a camada de revestimento metálica 16 pode ter uma espessura de cerca de 25 nm a cerca de 2.500 nm. A espessura da camada de revestimento metálica 16 pode variar sobre a superfície do núcleo da partícula 14, mas será de preferência uma espessura substancialmente uniforme sobre a superfície do núcleo da partícula 14. A camada de revestimento metálica 16 pode incluir uma única camada, como ilustrado na figura 2, ou uma pluralidade de camadas como uma estrutura de revestimento multicamada, como ilustrado nas figuras 3-5 para até quatro camadas. Em um revestimento de camada única, ou em cada uma das camadas de um revestimento multicamada, a camada de revestimento metálica 16 pode incluir um único elemento ou com-postoquímico constituinte, ou pode incluir uma pluralidade de elementos ou compostos químicos. Quando uma camada inclui uma pluralidade de constituintes ou compostos químicos, eles podem ter quaisquerdistribuições homogêneas ou heterogêneas, incluindo uma distribuição homogênea ou heterogênea de fases metalúrgicas. Isto pode incluir uma distribuição nivelada na qual as quantidades relativas dos constituintes ou compostos químicos variam de acordo com os respectivos perfis dos constituintes através da espessura da camada. Nos revestimentos de camada única e multicamada, cada uma das respectivas camadas, ou combinações delas, podem ser usadas para proporcionar uma propriedade predeterminada para a partícula de pó 12 ou um compacto de pó sinterizado formado a partir dela. Por exemplo, a propriedade predeterminada pode incluir a força de coesão da ligação metalúrgica entre o núcleo da partícula 14 e o material de revestimento 20; as características de interdifusão entre o núcleo da partícula 14 e a camada de revestimento metálica 16, incluindo qualquer interdi- fusão entre as camadas de uma camada de revestimento multicamada 16; as características de interdifusão entre a camada de revestimento metálica 16 de uma partícula de pó e aquela de uma partícula de pó adjacente 12; a força de coesão da ligação metalúrgica entre as camadas de revestimento metálicas de partículas de pó sinterizadas adjacentes 12, incluindo as mais externas de camadas de revestimento multicamadas; e a atividade eletroquímica da camada de revestimento 16.

[017] A camada de revestimento metálica 16 e o material de re vestimento 20 têm uma temperatura de fusão (TC). Como aqui utilizado, o termo TC inclui a temperatura mais baixa na qual uma fusão incipiente ou liquação ou outras formas de fusão parcial ocorrem dentro do material do revestimento 20, independentemente de se o material do revestimento 20 compreende um metal puro, uma liga com múltiplas fases cada uma com diferentes temperaturas de fusão ou um compósito com diferentes temperaturas de fusão.

[018] O material de revestimento metálico 20 pode incluir qual quer material de revestimento metálico 20 que proporciona uma superfície externa sinterizável 21 que é configurada para ser sinterizada a uma partícula de pó adjacente 12 que também tem uma camada de revestimento metálica 16 e uma superfície externa sinterizável 21. Nos pós 10 que incluem também uma segunda partícula 32 ou partículas adicionais (revestidas ou não revestidas) 32, como aqui descrito, a superfície externa sinterizável 21 da camada de revestimento metálica 16 também é configurada para ser sinterizada a uma superfície externa sinterizável 21 das segundas partículas 32. Em uma modalidade exemplificativa, as partículas de pó 12 são sinterizáveis em uma temperatura de sinterização predeterminada (TS) que é função do material do núcleo 18 e do material de revestimento 20, de tal modo que a sin- terização do compacto de pó 200 é realizada inteiramente no estado sólido, e onde TS é menor do que TP e TC. A sinterização no estado sólido limita interações do núcleo da partícula 14 com a camada de revestimento 16 para processos de difusão no estado sólido e fenô- menos de transporte metalúrgico, e limita o crescimento da interface resultante entre eles e proporciona controle sobre ela. Em contraste, for exemplo, a introdução da sinterização em fase líquida proporcionaria rápida interdifusão dos materiais do núcleo da partícula 14/camada de revestimento metálica 16, e torna difícil limitar o crescimento da interface resultante entre eles e proporcionar controle sobre ela, e assim sendo, interfere com a formação da microestrutura desejável do compacto de partículas 200, como aqui descrito.

[019] Em uma modalidade exemplificativa, o material do núcleo 18 deve ser selecionado para proporcionar uma composição química do núcleo, e o material do revestimento 20 deve ser selecionado para proporcionar uma composição química do revestimento, e estas composições químicas também devem ser selecionadas para diferir entre si. Em outra modalidade exemplificativa, o material do núcleo 18 deve ser selecionado para proporcionar uma composição química do núcleo, e o material do revestimento 20 deve ser selecionado para proporcionar uma composição química do revestimento, e estas composições químicas também devem ser selecionadas para diferir entre si na sua interface. As diferenças nas composições químicas do material do revestimento 20 e do material do núcleo 18 podem ser selecionadas para proporcionar diferentes velocidades de dissolução e dissolução selecionável e controlável de compactos de pós 200 que incorporam- nas tornando-as dissolvíveis de forma selecionável e controlável. Isto inclui velocidades de dissolução que diferem em resposta a uma condição mudada no furo do poço, incluindo uma mudança indireta ou direta em um fluido do furo do poço. Em uma modalidade exemplificati- va, um compacto de pó 200 formado a partir do pó 10 que tem composições químicas do material do núcleo 18 e do material de revestimento 20, que produzem o compacto 200, é dissolvível de forma selecio- nável em um fluido de furo de poço em resposta a uma condição mu- dada do furo do poço que inclui uma mudança na temperatura, mudança na pressão, mudança na vazão, mudança no pH ou mudança na composição química do fluido do furo de poço, ou uma combinação delas. A resposta da dissolução selecionável à condição mudada pode resultar de reações ou processos químicos reais que promovem diferentes velocidades de dissolução, mas engloba também mudanças na resposta da diluição que estão associadas a reações ou processos físicos, tais como mudanças na pressão ou vazão do fluido do furo do poço.

[020] Em uma modalidade exemplificativa de um pó 10, o núcleo da partícula 14 inclui Mg, Al, Mn ou Zn, ou uma combinação deles, como material do núcleo 18, e mais particularmente pode incluir Mg puro e ligas de Mg, e a camada de revestimento metálica 16 inclui Al, Zn, Mn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re, ou Ni, ou um óxido, nitreto, ou carbureto deles, ou uma combinação de qualquer um dos materiais supramencionados como material de revestimento 20.

[021] Em outra modalidade exemplificativa do pó 10, o núcleo da partícula 14 inclui Mg, Al, Mn ou Zn, ou uma combinação deles, como material do núcleo 18, e mais particularmente pode incluir Mg e ligas de Mg, e a camada de revestimento metálica 16 inclui uma única camada de Al ou Ni, ou uma combinação deles, como material de revestimento 20, como ilustrado na figura 2. Quando a camada de revestimentometálica 16 inclui uma combinação de dois ou mais constituintes, tais como Al e Ni, a combinação pode incluir várias estruturas niveladas ou co-depositadas destes materiais, onde a quantidade de cada constituinte, e assim sendo a composição da camada, varia através da espessura da camada, como também ilustrado na figura 2.

[022] Em ainda outra modalidade exemplificativa, o núcleo da partícula 14 inclui Mg, Al, Mn ou Zn, ou uma combinação deles, como material do núcleo 18, e mais particularmente pode incluir Mg puro e ligas de Mg, e a camada de revestimento 16 inclui duas camadas como material de revestimento 20, como ilustrado na figura 3. A primeira camada 22 é disposta sobre a superfície da núcleo de partícula 14 e inclui Al ou Ni, ou uma combinação deles, como aqui descrito. A segunda camada 24 é disposta sobre a superfície da primeira camada e inclui Al, Zn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re ou Ni, ou uma combinação deles, e a primeira camada tem uma composição química que é diferente da composição química da segunda camada. Em geral, a primeira camada 22 deve ser selecionada para proporcionar uma forte ligação metalúrgica ao núcleo de partícula 14 e para limitar a in- terdifusão entre o núcleo de partícula 14 e a camada de revestimento 16, particularmente a primeira camada 22. A segunda camada 24 pode ser selecionada para aumentar a resistência da camada de revesti-mentometálica 16, ou para proporcionar uma forte ligação metalúrgica e promover a sinterização com a segunda camada 24 de partículas de pó adjacentes 12, ou ambos. Em uma modalidade exemplificativa, as respectivas camadas da camada de revestimento metálica 16 podem ser selecionadas para promover a dissolução seletiva e controlável da camada de revestimento 16 em resposta a uma mudança em uma propriedade do furo do poço, incluindo o fluido do furo do poço, como aqui descrito. Entretanto, isto é apenas exemplificativo e deve-se avaliar que outros critérios de seleção para as várias camadas também podem ser empregados. Por exemplo, qualquer uma das respectivas camadas pode ser selecionada para promover a dissolução seletiva e controlável da camada de revestimento 16 em resposta a uma mudança em uma propriedade do furo do poço, incluindo o fluido do furo do poço, como aqui descrito. As modalidades exemplificativas de uma camada de revestimento metálica com duas camadas 16 para uso sobrenúcleos de partículas 14 que compreendem Mg incluem combinações de primeira/segunda camadas que compreendem Al/Ni e Al/W.

[023] Em ainda outra modalidade, o núcleo da partícula 14 inclui Mg, Al, Mn ou Zn, ou uma combinação deles, como material do núcleo 18, e mais particularmente pode incluir Mg puro e ligas de Mg, e a camada de revestimento 16 inclui três camadas, como ilustrado na figura 4. A primeira camada 22 é disposta sobre o núcleo da partícula 14 e pode incluir Al ou Ni, ou uma combinação deles. A segunda camada 24 é disposta sobre a primeira camada 22 e pode incluir Al, Zn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re ou Ni, ou um óxido, nitreto ou um carbureto deles, ou uma combinação de qualquer um dos materiais da segunda camada supramencionados. A terceira camada 26 é disposta sobre a segunda camada 24 e pode incluir Al, Mn, Fe, Co, Ni ou uma combinação deles. Em uma configuração de três camadas, a composição de camadas adjacentes é diferente, de tal modo que a primeira camada tenha uma composição química que é diferente da segunda camada, e a segunda camada tem uma composição química que é diferente da terceira camada. Em uma modalidade exemplificativa, a primeira camada 22 pode ser selecionada para proporcionar uma forte ligação metalúrgica ao núcleo da partícula 14 e para limitar a interdifu- são entre o núcleo de partícula 14 e a camada de revestimento 16, particularmente a primeira camada 22. A segunda camada 24 pode ser selecionada para aumentar a resistência da camada de revestimento metálica 16, ou para limitar a interdifusão entre o núcleo da partícula 14 ou a primeira camada 22 e a camada externa ou terceira camada 26, ou para promover a adesão e uma forte ligação metalúrgica entre a terceira camada 26 e a primeira camada 22, ou qualquer combinação disso. A terceira camada 26 pode ser selecionada para proporcionar uma forte ligação metalúrgica e promover a sinterização com a terceira camada 26 ou partículas adjacentes 12. Entretanto, isto é apenas exemplificativo e deve-se avaliar que outros critérios de seleção para as várias camadas também podem ser empregados. Por exemplo, qualquer uma das respectivas camadas pode ser selecionada para promover a dissolução seletiva e controlável da camada de revestimento 16 em resposta a uma mudança em uma propriedade do furo do poço, incluindo o fluido do furo do poço, como aqui descrito. Uma modalidade exemplificativa de uma camada de revestimento com três camadas para uso sobre núcleos de partículas, que compreende Mg, inclui combinações de primeira/segunda/terceira camadas que compreendem Al/Al2O3/Al.

[024] Em ainda outra modalidade, o núcleo da partícula inclui Mg, Al, Mn, ou Zn, ou uma combinação deles, como material do núcleo 18, e mais particularmente pode incluir Mg puro ou ligas de Mg, e a camada de revestimento 16 inclui quatro camadas, como ilustrado na figura 5. Na configuração com quatro camadas, a primeira camada 22 pode incluir Al ou Ni, ou uma combinação deles, como aqui descrito. A segunda camada 24 pode incluir Al, Zn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re ou Ni, ou um óxido, nitreto ou carbureto deles, ou uma combinação dos materiais supramencionados da segunda camada. A terceira camada 26 também pode incluir Al, Zn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re ou Ni, ou um óxido, nitreto ou carbureto deles, ou uma combinação dos materiais supramencionados da terceira camada. A quarta camada 28 pode incluir Al, Mn, Fe, Co, Ni ou uma combinação deles. Na configuração com quatro camadas, a composição química de camadas adjacentes é diferente, de tal modo que a composição química da primeira camada 22 é diferente da composição química da segunda camada 24, a composição química da segunda camada 24 é diferente da composição química da terceira camada 26, e a composição química da terceira camada 26 é diferente da composição química da quarta camada 28. Em uma modalidade exemplificativa, a seleção das várias camadas será similar àquela descrita para a configuração com três camadas acima com relação à camada interna (primeira) e a camada externa (quarta), sendo que a segunda e terceira camadas estão disponíveis para proporcionar maior adesão entre camadas, resistência da camada de revestimento mélica (16) inteira, difusão limitada entre camadas ou dissolução selecionável e controlável, ou uma combinação delas. Entretanto, isso é apenas exemplificativo e deve-se avaliar que outros critérios de seleção para as várias camadas também podem ser empregados. Por exemplo, qualquer uma das respectivas camadas pode ser selecionada para promover a dissolução seletiva e controlável da camada de revestimento 16 em resposta a uma mudança em uma propriedade do furo do poço, incluindo o fluido do furo do poço, como aqui descrito.

[025] A espessura das várias camadas em configurações multi- camadas pode ser repartida proporcionalmente entre as várias camadas de qualquer maneira, desde que a soa das espessuras das camadas produza uma camada de revestimento16 em nanoescala, incluindo as espessuras das camadas, como aqui descrito. Em uma modalidade, a primeira camada 22 e a camada externa (24, 26 ou 28 dependendo do número de camadas) podem ser mais espessas do que as outras camadas, quando presentes, devido ao desejo de proporcionar material suficiente para promover a aderência desejada da primeira camada 22 com o núcleo da partícula 14, ou a aderência das camadas externas de partículas de pó adjacentes 12, durante a sinterização do compacto de pó 200.

[026] O pó 10 pode incluir também um pó adicional ou segundo pó 30 entremeado na pluralidade de partículas de pó 12, como ilustrado na figura 7. Em uma modalidade exemplificativa, o segundo pó 30 inclui uma pluralidade de segundas partículas de pó 32. Estas segundaspartículas de pó 32 podem ser selecionadas para mudar uma propriedadefísica, química, mecânica ou outra propriedade de um compacto de partículas de pó 200 formado a partir do pó 10 e do segundo pó 30, ou uma combinação destas propriedades. Em uma modalidade exemplificativa, a mudança de propriedade pode incluir um aumento na resistência à compressão do compacto de pó 200 formado a partir do pó 10 e do segundo pó 30. Em outra modalidade exemplificativa, o segundo pó 30 pode ser selecionado para promover a dissolução seletiva e controlável de um compacto de pó 200 formado a partir do pó 10 e do segundo pó 30 em resposta a uma mudança em uma propriedade do furo do poço, incluindo o fluido do furo do poço, como aqui descrito. As segundas partículas de pó 32 podem ser não revestidas ou revestidas com uma camada de revestimento metálica 36. Quando revestida, incluindo revestimentos de camada única ou multicamadas, a camada de revestimento 36 das segundas partículas de pó 32 pode compreender o mesmo material de revestimento 40 que o material de revestimento 20 das partículas de pó 12, ou o material de revestimento 40 pode ser diferente. As segundas partículas de pó 32 (não revestidas) ou os núcleos de partículas 34 podem incluir qualquer material apropriado para proporcionar o benefício desejado, incluindo muitos metais. Em uma modalidade exemplificativa, quando as partículas de pó revestidas 12 que compreendem Mg, Al, Mn ou Zn, ou uma combinação deles, são empregadas, as segundas partículas de pó 32 apropriadas podem incluir Ni, W, Cu, Co ou Fe, ou uma combinação deles. Como as segundas partículas de pó 32 também serão configuradas para sinterização em estado sólido às partículas de pó 12 na temperatura de sinterização predeterminada (TS), os núcleos de partículas 34 terão uma temperatura de fusão TAP e quaisquer camadas de revestimento 36 terão uma segunda temperatura de fusão TAC, onde TS é menor do que TAP e TAC. Deve-se avaliar também que o segundo pó 30 não é limitado a um tipo de partícula de pó 32 adicional (isto é, uma segunda partícula de pó), mas pode incluir uma pluralidade de partículas de pó 32 adicionais (isto é, segundo, terceiro, quarto, etc. tipos de partículas de pó 32 adicionais) em qualquer número.

[027] Fazendo referência à figura 8, uma modalidade exemplifica- tiva de um método 300 para fabricar um pó metálico 10 está descrita. O método 300 inclui formar - 310 - uma pluralidade de núcleos de partículas 14 como aqui descritos. O método 300 inclui também depositar - 320 - uma camada de revestimento metálica sobre cada um da pluralidade de núcleos de partículas 14. A deposição (320) é o processo pelo qual a camada de revestimento 16 é disposta sobre o núcleo da partícula 14 como descrito acima.

[028] A formação (310) dos núcleos de partículas 14 pode ser realizada por qualquer método apropriado para formar uma pluralidade de núcleos de partículas 14 do material do núcleo 18 desejada, que essencialmente compreende métodos para formar um pó do material do núcleo 18. Os métodos de formação de pós apropriados incluem métodos mecânicos, incluindo usinagem, trituração, impactação e outros métodos mecânicos para formar o pó metálico; métodos químicos, incluindo decomposição química, precipitação a partir de um líquido ou gás, síntese reativa sólido/sólido e outros métodos químicos para formar pós; métodos de atomização, incluindo atomização de gás, atomi- zação de líquido e água, atomização centrífuga, atomização por plasma e outros métodos de atomização para formar um pó; e vários métodos de evaporação e condensação. Em uma modalidade exemplifi- cativa, os núcleos de partículas 14 que compreendem Mg podem ser fabricados usando um método de atomização, tal como formação de spray sob vácuo ou formação de spray sob gás inerte.

[029] A deposição 320 de camadas de revestimento metálicas 16 sobre a pluralidade de núcleos de partículas 14 pode ser realizada usando qualquer método de deposição apropriado, incluindo vários métodos de deposição de películas finas, tais como, por exemplo, métodos de deposição química de vapor e deposição física de vapor. Em uma modalidade exemplificativa, a deposição 320 de camadas de re-vestimentometálicas 16 é realizada usando deposição química de vapor em leito fluidizado (FBCVD). A deposição 320 das camadas de re-vestimentometálicas 16 por FBCVB inclui escoar um fluido reativo como um meio de revestimento que inclui o material de revestimento metálico 20 desejado através de um leito de núcleos de partículas 14 fluidizados em um tanque do reator sob condições apropriadas, incluindocondições de temperatura, pressão e vazão, e similares, suficientes para induzir uma reação química do meio de revestimento para produzir o material de revestimento 20 desejado e induzir a sua deposição sobre a superfície dos núcleos de partículas 14, para formar as partículas de pó revestidas 12. O fluido reativo selecionado dependerá do material de revestimento metálico 20 desejado, e deve compreender tipicamente um composto organometálico que inclui o material metálico a ser depositado, tal como carbonila de níquel (Ni(CO)4), hexa- fluoreto de tungstênio (WF6), e trietil-alumínio (C6H15Al), que é trans-portado em um fluido carreador, tal como gás hélio ou argônio. O fluido reativo, incluindo o fluido carreador, faz com que pelo menos uma parte da pluralidade de núcleos de partículas 14 seja colocada em suspensão no fluido, permitindo desta forma que a superfície inteira dos núcleos de partículas 14 em suspensão seja exposta ao fluido reativo, incluindo, por exemplo, um constituinte organometálico desejado, e permitindo a deposição do material de revestimento metálico 20 e da camada de revestimento 16 sobre as superfícies inteiras dos núcleos de partículas 14, de tal modo que eles fiquem circundados, formando partículas revestidas 12 que têm camadas de revestimento metálicas 16, como aqui descrito. Como aqui também descrito, cada camada de revestimento metálica 16 pode incluir uma pluralidade de camadas de revestimento. O material de revestimento 20 pode ser depositado em múltiplas camadas para formar uma camada de revestimento metálica 16 em multicamadas repetindo a etapa de depositar 320 descrita acima e trocando (330) o fluido reativo para produzir o material de reves-timentometálico 20 desejado para cada camada subsequente, onde cada camada subsequente é depositada sobre a superfície externa dos núcleos de partículas 14 que já incluem quaisquer camadas de revestimento depositadas anteriormente que constituem a camada de revestimento metálica 16. Os materiais de revestimento metálicos 20 das respectivas camadas (por exemplo, 22, 24, 26, 28, etc.) podem ser diferentes entre si, e as diferenças podem ser produzidas pela utilização de meios reativos diferentes que são configurados para produzir as camadas de revestimento metálicas 16 desejadas sobre os núcleos de partículas 14no reator de leito fluidizado.

[030] Como ilustrado nas figuras 1 e 9, o núcleo da partícula 14 e o material do núcleo 18 e a camada de revestimento metálica 16 e o material de revestimento 20 podem ser selecionados para produzir partículas de pó 12 e um pó 10 que é configurado para compactação e sinterização para produzir um compacto de pó 200 que é leve (isto é, tendo uma densidade relativamente baixa), alta resistência e é removível de forma selecionável e controlável de um furo de poço em resposta a uma mudança em uma propriedade do furo do poço, incluindo o fato de ser dissolvível de forma selecionável e controlável em um fluido de furo de pólo apropriado, incluindo vários fluidos de furos de poços aqui descritos. O compacto de pó 200 inclui uma nanomatriz celular substancialmente contínua 216 e o material da nanomatriz 220 que tem uma pluralidade de partículas dispersadas 214, dispersadas na totalidade da nanomatriz celular 216. A nanomatriz celular substancialmente contínua 216, e o material da nanomatriz 220 formado de camadas de revestimento metálicas 16 sinterizadas, é formada pela compactação e sinterização da pluralidade de camadas de revestimento metálicas 16 da pluralidade de partículas de pó 12. A composição química do material da nanomatriz 200 pode ser diferente daquela do material de revestimento 20 devido aos efeitos de difusão associados à sinterização, como aqui descrito. O pó compacto de metal 200 inclui também uma pluralidade de partículas 214 dispersadas que compreendem o material do núcleo de partícula 218. Os núcleos de partículas dispersadas 214 e o material do núcleo 218 correspondem e são formados a partir da pluralidade de de núcleos de partículas 14 e do material do núcleo 18 da pluralidade de partículas de pó 12 à medida que as camadas de revestimento metálicas 16 são sinterizadas em conjunto para formar a nanomatriz 216. A composição química do material do núcleo 218 pode ser diferente daquela do material do núcleo 18 devido aos efeitos de difusão associados à sinterização, como aqui descrito.

[031] Como aqui utilizado, o uso do termo "nanomatriz celular substancialmente contínua 216 não conota o constituinte majoritário do compacto de pó, mas ao invés disso, se refere ao constituinte ou constituintes minoritários, seja em peso ou em volume. Isto se distingue da maioria dos materiais compósitos de matrizes nos quais a matriz compreende o constituinte majoritário em peso ou em volume. O uso do termo "nanomatriaz celular substancialmente contínua" pretende descrever a natureza extensa, regular contínua e interconectada da distribuição do material da nanomatriz 220 dentro do compacto de pó 200. Como aqui utilizado, o termo "substancialmente contínua" descreve a extensão do material da nanomatriz na totalidade do compacto de pó 200, de tal modo que ele se estenda entre e envelope substancialmente a totalidade das partículas dispersadas 214. "Substancialmente contínua" é utilizado para indicar que a continuidade completa e a ordem regular da nanomatriz ao redor de cada partícula dispersada 214 não são necessárias. Por exemplo, defeitos na camada de revestimento 16 sobre o núcleo da partícula 13 nas mesmas partículas de pó 12 podem causar pontes dos núcleos de partículas 14 durante a sinterização do compacto de pó 200, causando desta forma descontinuidades localizadas resultantes dentro da nanomatriz celular 216, muito embora em outras partes do compacto de pó a nanomatriz seja substancialmente contínua e apresente a estrutura aqui descrita. Como aqui utilizado, o termo "celular" é utilizado para indicar que a nanomatriz define uma rede de compartimentos interconectados genericamente repetitivos ou células do material da nanomatriz 220 que englobam e também interconectam as partículas dispersadas 214. Como aqui utilizado, o termo "nanomatriz" é utilizado para descrever o tamanho ou escala da matriz, particularmente a espessura da matriz entre partículas dispersadas adjacentes 214. As camadas de revestimento metálicas que são sinterizadas entre si para formar a nanomatriz são elas próprias camadas de revestimento com espessura na nanoescala. Como a nanomatriz na maioria dos locais, que não a interseção de mais do que duas partículas dispersadas 214, compreende genericamente a interdifusão e união de mais do que duas partículas dispersadas 214, compreende genericamente a interdifusão e união de duas camadas de revestimento 16 de partículas de pó adjacentes 12, que têm espessuras em nanoescala, a matriz formada também tem uma espessura em nanoescala (por exemplo, aproximadamente duas vezes a espessura da camada de revestimento, como aqui descrito), e assim sendo descrita como uma nanomatriz. Além disso, o uso do termo "partículas dispersadas 214" não conota o constituinte minoritário do compacto de pó 220, mas ao invés disso se refere ao constituinte ou constituintes majoritários, seja em peso ou em volume. O uso do termo "partícula dispersada" pretende transmitir distribuição descontínua e distinta do material do núcleo da partícula 218 dentro do compacto de pó 200

[032] O compacto de pó 200 pode ter qualquer formato ou tama nho desejado, incluindo um formato de lingote ou bastão cilíndrico que pode ser usinado ou usado de outra forma para formar artigos manufa- turados úteis, incluindo várias ferramentas e componentes de furos de poços. A prensagem usada para formar o compacto de pó precursor 100 e os processos de sinterização e prensagem usados para formar o compacto de pó 200 de deformar as partículas de pó 12, incluindo núcleos de partículas 14 e camadas de revestimento 16, para produzir a densidade plena e o formato e tamanho macroscópico desejado do compacto de pó 200, bem como sua microestrutura. A microestrutura do compacto de pó 200 inclui uma configuração equiaxial de partículas dispersadas 214 que são dispersadas e embutidas disseminadamente dentro da nanomatriz celular substancialmente contínua 216 de camadas de revestimento sinterizadas. Esta microestrutura é um tanto análoga a uma microestrutura de grão equiaxial com uma fase limítrofe contínua do grão, exceto que ela não requer o uso de constituintes de liga que têm propriedades de equilíbrio de fases termodinâmico que são capazes de produzir tal estrutura. Ao invés disso, esta estrutura de partículas dispersadas equiaxial e nanomatriz 216 de camadas de revestimentometálicas sinterizadas 16 podem ser produzidas usando constituintes nos quais as condições de equilíbrio de fases termodinâmiconão produziriam uma estrutura equiaxial. A morfologia equiaxial das partículas dispersadas 214 e da matriz celular 216 de camadas de partículas resulta da sinterização e deformação das partículas de pó 12 à medida que elas são compactadas e interdifundem e deformam até preencher os espaços entre partículas 15 (figura 1). As temperaturas e pressões da sinterização podem ser selecionadas para assegurar que a densidade do compacto de pó 200 atinja a densidade teórica substancialmente plena.

[033] Em uma modalidade exemplificativa, como ilustrado nas figuras 1 e 9, as partículas dispersadas 214 são formadas a partir dos núcleos de partículas 14 dispersados na nanomatriz celular 216 das camadas de revestimento metálicas sinterizadas 16, e a nanomatriz 216 inclui uma ligação metalúrgica no estado sólido 217 ou camada unida 219, como ilustrado esquematicamente na figura 10, se estendendo entre as partículas dispersadas 214 na totalidade da nanomatriz celular 216 que é formada em uma temperatura de sinterização (TS), onde TS é menor do que TP e TC. como indicado, a ligação metalúrgica no estado sólido é formada no estado sólido pela interdifusão no estadosólido entre as camadas de revestimento 16 de partículas de pó adjacentes 12 que são comprimidas entrando em contato durante os processos de compactação e sinterização usados para formar o compacto de pó 200, como descrito acima. Assim sendo, as camadas de revestimento sinterizadas 16 da nanomatriz celular 216 incluem uma camada de união no estado sólido 219 que tem uma espessura (t) definida pela extensão da interdifusão de materiais do revestimento 20 das camadas de revestimento 16, a qual, por sua vez, será definida pela natureza das camadas de revestimento 16, incluindo se elas são camadas de revestimento em camada única ou multicamadas, se elas foram selecionadas para promover ou limitar essas interdifusão, e outros fatores, incluindo o tempo, temperatura e pressão da sinterização usada para formar o compacto de pó 200.

[034] À medida que a nanomatriz 216 é formada, incluindo a liga ção 217 e a camada de união 219, a composição química ou distribuição de fases, ou ambas, das camadas de revestimento metálicas 16 pode mudar. A nanomatriz 216 também tem uma temperatura de fusão (TM). Como aqui utilizado, o termo TM inclui a temperatura mais baixa na qual uma fusão incipiente ou liquação ou outras formas de fusão parcial ocorrem dentro da nanomatriz 216, independentemente de se o material 220 da nanomatriz compreende um metal puro, uma liga com múltiplas fases, cada uma tendo diferentes temperaturas de fusão ou um compósito, incluindo um compósito que compreende uma pluralidade de camadas de vários materiais de revestimento com diferentes temperaturas de fusão, ou uma combinação disso, ou outra maneira. À medida que as partículas dispersadas 214 e os materiais dos núcleos de partículas 218 são formados em conjunto com a nanomatriz 216, a difusão dos constituintes de camadas de revestimento metálicas 216 para dentro dos núcleos de partículas 14 também é possível, o que pode resultar em mudanças na composição química ou distribuição de fases, ou ambas, de núcleos de partículas 14. Como resultado, as partículas dispersadas 214 e os materiais dos núcleos de partículas 218 podem ter uma temperatura de fusão (TDP) que é diferente de TP. Como aqui utilizado, o termo TDP inclui a temperatura mais baixa na qual uma fusão incipiente ou liquação ou outras formas de fusão parcial ocorrem dentro das partículas dispersadas 214, independentemente de se o material do núcleo de partícula 218 compreende um metal puro, uma liga com múltiplas fases cada uma com diferentes temperaturas de fusão ou um compósito, ou diferentemente. O compacto de pó 200 é formado em uma temperatura (TS), onde TS é menor do que TC, TP, TM e TDP.

[035] As partículas dispersadas 214 podem compreender qual quer um dos materiais aqui descritos para núcleos de partículas 14, muito embora a composição química das partículas dispersadas 214 possa ser diferente devido aos efeitos de difusão, como aqui descrito. Em uma modalidade exemplificativa, as partículas dispersadas 214 são formadas a partir de núcleos de partículas 14 que compreendem materiais que têm um potencial padrão de oxidação maior ou igual a Zn, incluindo Mg, Al, Zn ou Mn, ou uma combinação deles, e podem incluir várias ligas binárias, ternárias e quaternárias ou outras combinações destes constituintes, como aqui descrito, em conjunto com núcleos de partículas 14. Dentre estes materiais, aqueles que têm partículas dispersadas 214 que compreendem Mg e a nanomatriz 216 formada a partir de materiais de revestimento metálicos 16 aqui descritos são particularmente úteis. As partículas dispersadas 214 e o material do núcleo das partículas 218 de Mg, Al, Zn ou Mn, ou uma combinação deles, podem incluir também um elemento terra-rara, ou uma combinação de elementos terras-raras, como aqui descritos, em conjunto com os núcleos de partículas 14.

[036] Em outra modalidade exemplificativa, as partículas disper sadas 214 são formadas a partir de núcleos de partículas 14 que com-preendem metais que são menos eletroquimicamente ativos do que o Zn ou materiais não metálicos. Os materiais não metálicos apropriados incluem cerâmicas, vidros (por exemplo, microsferas de vidro) ou carvão, ou uma combinação deles, como aqui descrito.

[037] As partículas dispersadas 214 do compacto de pó 200 po dem ter qualquer tamanho de partícula apropriado, incluindo os tama-nhosmédios de partículas aqui descritos para os núcleos de partículas 14.

[038] As partículas dispersadas 214 podem ter qualquer formato apropriado dependendo do formato selecionado para os núcleos de partículas 14 e as partículas de pó 12, bem como do método usado para sinterizar e compactar o pó 10. Em uma modalidade exemplifica- tiva, as partículas de pó 12 podem ser esferoidais ou substancialmente esferoidais e as partículas dispersadas 214 podem incluir uma configuração de partícula equiaxial, como aqui descrito.

[039] A natureza da dispersão de partículas dispersadas 214 po de ser afetada pela seleção do pó 10 ou pós 10 usados para produzir o compacto de partículas 200. Em uma modalidade exemplificativa, um pó 10 que tem uma distribuição unimodal de tamanhos de partículas de pó 12 pode ser selecionado para formar um compacto de pó 200 e produzirá uma dispersão unimodal substancialmente homogênea de tamanhos de partícula de partículas dispersadas 214 dentro da nanomatriz celular 216, como ilustrado genericamente na figura 9. Em outra modalidade exemplificativa, uma pluralidade de pós 10 que têm uma pluralidade de partículas de pó com núcleos de partículas 14 que têm os mesmos materiais dos núcleos 18 e diferentes tamanhos dos núcleos e o mesmo material de revestimento 20 podem ser selecionados e misturados uniformemente como aqui descrito para produzir um pó 10 que tem uma distribuição unimodal homogênea de tamanhos de partículas de pó 12, e pode ser usado para formar o compacto de pó 200 que tem uma dispersão multimodal homogênea de tamanhos de partículas de partículas dispersadas 214 dentro da nanomatriz celular 216, como ilustrado esquematicamente nas figuras 6 e 11. Similarmente, em ainda outra modalidade exemplificativa, uma pluralidade de pós 10 que têm uma pluralidade de núcleos de partículas 14 que podem ter os mesmos materiais do núcleo 18 e diferentes tamanhos de núcleo e o mesmo amterial de revestimento 20, podem ser selecionados e distribuídos de uma maneira desuniforme para produzir uma distribuição multimodal inomogênea de tamanhos de partículas de pó, e podem ser usados para formar o compacto de pó 200 que tem uma dispersão multimodal inomogênea de tamanhos de partículas de partículas dispersadas 214 dentro da nanomatriz celular 216, como ilustrado esquematicamente na figura 12. A seleção da distribuição do tamanho de partícula do núcleo pode ser usada para determinar, por exemplo, o tamanho de partícula e o espaçamento entre partículas das partículas dispersadas 214 dentro da nanomatriz celular 216 de compactos de pó 200 fabricados a partir do pó 10.

[040] Como ilustrado genericamente nas figuras 7 e 13, o pó compacto de metal 200 pode ser formado também usando o pó metálico revestido 10 e um segundo pó ou pó adicional 30, como aqui descrito. O uso de um pó adicional 30 produz um compacto de pó 200 que inclui também uma pluralidade de segundas partículas dispersadas 234, como aqui descrito, que são dispersadas dentro da nanomatriz 216 e são dispersadas também com relação às partículas dispersadas 214. As segundas partículas dispersadas 234 podem ser formadas a partir de segundas partículas de pó 32 revestidas ou não revestidas, como aqui descrito. Em uma modalidade exemplificativa, as segundas partículas de pó revestidas 32 podem ser vestidas com uma camada de revestimento 36 que é igual à camada de revestimento 16 das partículas de pó 12, de tal modo que as camadas de revestimento 36 também contribuam para a nanomatriz 216. Em outra modalidade exemplificativa, as segundas partículas de pó 232 podem ser não revestidas, de tal modo que as segundas partículas dispersadas 234 sejam embutidas dentro da nanomatriz 216. Como aqui descrito, o pó 10 e o pó adicional 30 podem ser misturados para formar uma dispersão homogênea de partículas dispersadas 214 e segundas partículas dispersadas 234, como ilustrado na figura 13, ou para formar uma dispersão inomogênea destas partículas, como ilustrado na figura 14. As se-gundaspartículas dispersadas 234 podem ser formadas a partir de qualquer pó adicional 30 apropriado que é diferente do pó 10, seja devido a uma diferença de composição no núcleo da partícula 34, ou na camada de revestimento 36, ou ambas, e pode incluir qualquer um dos materiais aqui descritos para uso como segundo pó 30 que são diferentes do pó 10 que é selecionado para formar o compacto de pó 200. Em uma modalidade exemplificativa, as segundas partículas dispersadas 234 podem incluir Fe, Ni, Co ou Cu, ou óxidos, nitretos ou carburetos deles, ou uma combinação de quaisquer materiais supramencionados.

[041] A nanomatriz 216 é uma rede celular substancialmente con tínua de camadas de revestimento metálicas 16 que são sinterizadas entre si. A espessura da nanomatriz 216 dependerá da natureza do pó 10 ou pós 10 usados para formar o compacto de pó 200, bem como da incorporação de qualquer segundo pó 30, particularmente as espessu- ras das camadas de revestimento associadas com estas partículas. Em uma modalidade exemplificativa, a espessura da nanomatriz 216 é substancialmente uniforme na totalidade da microestrutura do compacto de pó 200 e compreende cerca de duas vezes a espessura das camadas de revestimento 16 das partículas de pó 12. Em outra modalidade exemplificativa, a rede celular 216 tem uma espessura média substancialmente uniforme entre as partículas dispersadas 214 de cerca de 50 nm a cerca de 5.000 nm.

[042] A nanomatriz 216 é formada sinterizando as camadas de revestimento metálicas 16 de partículas adjacentes a uma outra por interdifusão e criação de camada de união 219, como aqui descrito. As camadas de revestimento metálicas 16 podem ser estruturas de camadaúnica ou multicamada, e elas podem ser selecionadas para promover ou inibir a difusão, ou ambos, dentro da camada ou entre as camadas da camada de revestimento metálica 16, ou entre a camada de revestimento 16 e o núcleo da partícula 14, ou entre a camada de revestimento metálica 16 e a camada de revestimento metálica 16 de uma partícula de pó adjacente, e a extensão da interdifusão de camadas de revestimento metálicas 16 durante a sinterização pode ser limitada ou extensa dependendo das espessuras de revestimento, do material ou materiais do revestimento selecionados, as condições da sin- terização e outros fatores. Dada a complexidade potencial da interdifu- são e interação dos constituintes, a descrição da composição química resultante da nanomatriz 216 e do material da nanomatriz 220 pode ser entendida simplesmente como sendo uma combinação dos constituintes das camadas de revestimento 16 que podem incluir também uma ou mais constituintes de partículas dispersadas 214, dependendo da extensão da interdifusão, se houver, que ocorre entre as partículas dispersadas 214 e a nanomatriz 216. Similarmente, a composição química das partículas dispersadas 214 e do material do núcleo da partícula 218 pode ser entendida simplesmente como sendo uma combinação dos constituintes do núcleo da partícula 14 que pode incluirtambém um ou mais constituintes da nanomatriz 216 e do material da nanomatriz 220, dependendo da extensão da interdifusão, caso haja, que ocorre entre as partículas dispersadas 214 e a nanomatriz 216.

[043] Em uma modalidade exemplificativa, o material da nanoma- triz 220 tem uma composição química e o material do núcleo da partícula 218 tem uma composição química diferente daquela do material da nanomatriz 220, e as diferenças nas composições químicas podem ser configuradas para proporcionar uma velocidade de dissolução se- lecionável e controlável, incluindo uma transição selecionável de uma velocidade de dissolução muito baixa para uma velocidade de dissolução muito rápida, em resposta a uma mudança controlada em uma propriedade ou condição do furo do poço próximo do compacto 200, incluindo uma mudança de propriedade em um fluido do furo do poço que fica em contato com o compacto de pó 200, como aqui descrito. A nanomatriz 216 pode ser formada a partir de partículas de pó 12 que têm uma única camada de revestimento ou e múltiplas camadas de revestimento 16. Esta flexibilidade do desenho proporciona um grande número de combinações de materiais, particularmente no caso de camadas de revestimento multicamadas 16, que podem ser utilizadas para individualizar a nanomatriz celular 216 e a composição do material da nanomatriz 220 controlando a interação dos constituintes das camadas de revestimento, tanto dentro de uma camada, bem como entre uma camada de revestimento 16 e o núcleo de partícula 14 com o qual ela está associada, ou uma camada de revestimento 16 de uma partícula de pó 12 adjacente. Várias modalidades exemplificativas que demonstram esta flexibilidade são fornecidas abaixo.

[044] Como ilustrado na figura 10, em uma modalidade exemplifi- cativa, o compacto de pó 200 é formado a partir de partículas de pó 12, onde a camada de revestimento 16 compreende uma única camada, e a nanomatriz 216 resultante entre aquelas adjacentes da pluralidade de partículas dispersadas 214 compreende a única camada de revestimento metálica 16 de uma partícula de pó 12, uma camada de união 219 e a única camada de revestimento 16 de uma outra das partículas de pó 12 adjacentes. A espessura (t) da camada de união 219 é determinada pela extensão da interdifusão entre as únicas camadas de revestimento metálicas 16, e pode englobar a espessura inteira da nanomatriz 216 ou apenas uma parte dela. Em uma modalidade exemplificativa do compacto de pó 200 formado usando um pó 10 de camada única, o compacto de pó 200 pode incluir partículas dispersadas 214 que compreendem Mg, Al, Zn ou Mn, ou uma combinação deles, como aqui descrito, e a nanomatriz 216 pode incluir Al, Zn, Mn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re, ou Ni, ou um óxido, nitreto, ou carbureto deles, ou uma combinação de qualquer um dos materiais supramencionados, incluindo combinações nas quais o material da nanomatriz 220 da nanomatriz celular 216, incluindo a camada de união 219, tem uma composição química e o material do núcleo 218 de partículas dispersadas 214 tem uma composição química diferente da composição química do material da nanomatriz 216. A diferença na composição química do material da nanomatriz 220 e o material do núcleo 218 pode ser usada para proporcionar uma dissolução selecio- nável e controlável em resposta a uma mudança em uma propriedade de um furo do poço, incluindo u fluido do furo do poço, como aqui descrito. Em outra modalidade exemplificativa de um compacto de pó 200 formado a partir de um pó 10 que tem uma configuração de uma única camada de revestimento, as partículas dispersadas 214 incluem Mg, Al, Zn ou Mn, ou uma combinação deles, e a nanomatriz celular 216 inclui Al ou Ni, ou uma combinação deles.

[045] Como ilustrado na figura 15, em outra modalidade exempli- ficativa, o compacto de pó 200 é formado a partir de partículas de pó 12 nas quais a camada de revestimento 16 compreende uma camada de revestimento multicamada 16 que tem uma pluralidade de camadas de revestimento, e a nanomatriz 216 resultante entre aquelas adjacentes da pluralidade de partículas dispersadas 214 compreende a pluralidade de camadas (t) que compreende a camada de revestimento 16 de uma partícula 12, uma camada de união 219, e a pluralidade de camadas que compreende a camada de revestimento 16 de outra das partículas de pó 12. Na figura 15, isto está ilustrado com uma camada de revestimento metálica de duas camadas 16, mas deve-se entender que a pluralidade de camadas da camada de revestimento metálica multicamada 16 pode incluir qualquer número desejado de camadas. A espessura (t) da camada de união 219 é novamente determinada pela extensão da interdifusão entre a pluralidade de camadas das respectivas camadas de revestimento 16, e pode englobar a espessura inteira da nanomatriz 216 ou apenas uma parte dela. Nesta modalidade, a pluralidade de camadas que compreende cada camada de revestimento 16 pode ser usada para controlar a interdifusão e a formação da camada de união 219 e a espessura (t).

[046] Em uma modalidade exemplificativa de um compacto de pó 200 fabricado usando as partículas de pó 12 com camadas de revestimento multicamadas 16, o compacto inclui partículas dispersadas 214 que compreendem Mg, Al, Zn ou Mn, ou uma combinação deles, como aqui descrito, e a nanomatriz 216 compreende uma rede celular de camadas de revestimento com duas camadas sinterizadas 16, como ilustrado na figura 3, compreendendo as primeiras camadas 22 que ficam dispostas sobre as partículas dispersadas 214 e segundas camadas 24 que ficam dispostas sobre as primeiras camadas 22. As primeiras camadas 22 incluem Al ou Ni, ou uma combinação deles, e as segundas camadas 24 incluem Al, Zn, Mn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re, ou Ni, ou uma combinação deles. Nestas configurações, os materiais de partículas dispersadas 214 e da camada de revestimento multicamada 16 usados para formar a nanomatriz 216 são selecionados de tal modo que as composições químicas de materiais adjacentes sejam diferentes (por exemplo, partícula dispersa- da/primeira camada e primeira camada/segunda camada).

[047] Em outra modalidade exemplificativa de um compacto de pó 220 fabricado usando as partículas de pó 12 com camadas de revestimento multicamadas 16, o compacto inclui partículas dispersadas 214 que compreendem Mg, Al, Zn ou Mn, ou uma combinação deles, como aqui descrito, e a nanomatriz 216 compreende uma rede celular de camadas de revestimento metálicas de três camadas sinterizadas 16, como ilustrado na figura 4, compreendendo as primeiras camadas 22 que ficam dispostas sobre as partículas dispersadas 214, as segundas camadas 24 que ficam dispostas sobre as primeiras camadas 22, e as terceiras camadas 26 que ficam dispostas sobre as segundas camadas 24. As primeiras camadas 22 incluem Al ou Ni, ou uma combinação deles, as segundas camadas 24 incluem Al, Zn, Mn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re, ou Ni, ou um óxido, nitreto, ou carbureto deles, ou uma combinação de qualquer um dos materiais das segundas camadas supramencionados; e as terceiras camadas incluem Al, Zn, Mn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re, ou Ni, ou uma combinação deles. A seleção de materiais é análoga às considerações da seleção aqui descritas para o compacto de pó 200 fabricado usando os pós com duas camadas de revestimento, mas devem ser estendidastambém para incluir o material usado para a terceira camada de revestimento.

[048] Em ainda outra modalidade exemplificativa de um compac to de pó 200 fabricado usando as partículas de pó 12 com camadas de revestimento multicamadas 16, o compacto inclui partículas dispersadas 214 que compreendem Mg, Al, Zn ou Mn, ou uma combinação deles, como aqui descrito, e a nanomatriz 216 compreende um rede celular de camadas de revestimento com quatro camadas sinterizadas 16, compreendendo as primeiras camadas 22 que ficam dispostas sobre as partículas dispersadas 214; as segundas camadas 24 que ficam dispostas sobre as primeiras camadas 22; as terceiras camadas 26 que ficam dispostas sobre as segundas camadas 24; e as quartas camadas 28 que ficam dispostas sobre as terceiras camadas 26. As primeiras camadas 22 incluem Al ou Ni, ou uma combinação deles; as segundas camadas 24 incluem Al, Zn, Mn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re, ou Ni, ou um óxido, nitreto, ou carbureto deles, ou uma combinação de qualquer um dos materiais das segundas camadas su-pramencionados; as terceiras camadas incluem Al, Zn, Mn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re, ou Ni, ou um óxido, nitreto, ou carbureto deles, ou uma combinação de qualquer um dos materiais das terceiras camadas supramencionados; e as quartas camadas incluem, Al, Mn, Fe, Co ou Ni, ou uma combinação deles. A seleção de materiais é análoga às considerações de seleção aqui descritas para os compactos de pó 200 fabricados usando pó com duas camadas de revestimento, mas devem ser estendidas também para incluir o material usado para a terceira e quarta camadas de revestimento.

[049] Em outra modalidade exemplificativa de um compacto de pó 200, as partículas dispersadas 214 compreendem um metal que tem um potencial padrão de oxidação menor do que Zn ou um material não metálico, ou uma combinação deles, como aqui descrito, e a na- nomatriz 216 compreende uma rede celular de camadas de revestimentometálicas sinterizadas 16. Os materiais não metálicos apropriados incluem várias cerâmicas, vidros ou formas de carbono, ou uma combinação deles. Além disso, nos compactos de pó 200 que incluem partículas dispersadas 214 que compreendem estes metais ou materiaisnão metálicos, a nanomatriz 216 pode incluir Al, Zn, Mn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re, ou Ni, ou um óxido, nitreto, ou carbureto deles, ou uma combinação de qualquer um dos materiais supramencionados, como material da nanomatriz 220.

[050] Fazendo referência à figura 16, o compacto de pó sinteriza- do 200 pode compreender um compacto de pó precursor sinterizado 100 que inclui um pluralidade de partículas de pó deformadas unidas mecanicamente, como aqui descrito. O compacto de pó precursor 100 pode ser formado por compactação do pó 10 até o ponto em que as partículas de pó 12 são prensadas umas nas outras, deformando-as desta forma e formando ligações mecânicas entre partículas ou outras ligações 110 associadas com esta deformação suficiente para fazer com que as partículas de pó 12 deformadas adiram entre si e formem um compacto de pó no estado verde, tendo uma densidade verde menor do que a densidade teórica de um compacto completamente denso 10, em parte devido aos espaços 15 entre partículas. A compactação pode ser realizada, por exemplo, prensando de forma isostática o pó 10 à temperatura ambiente, para produzir a deformação de a ligação entre partículas de partículas de pó 12 necessárias para formar o compacto de pó precursor 100.

[051] Os compactos de pó sinterizados e forjados 200 que inclu empartículas dispersadas 214 e compreendem Mg, e a nanomatriz 216 compreende vários materiais da nanomatriz, como aqui descrito, demonstraram ter uma combinação excelente de resistência mecânica e baixa densidade que exemplificam os materiais leves de alta resistência aqui descritos. Os exemplos de compactos de pó 200 que têm partículas de Mg puro dispersadas 214 e várias nanomatrizes 216 formadas a partir de pós 10 que têm núcleos de partículas de Mg puro 14 e várias camadas de revestimento metálicas de Mg puro de camada única e multicamadas 16 que incluem Al, Ni, W ou Al2O3, ou uma combinação deles, e que foram fabricados usando o método 400 aqui descrito,estão listados em uma tabela na figura 18. Estes compactos de pó 200 foram submetidos a vários testes mecânicos e outros testes, incluindo teste de densidade, e seu comportamento de degradação das propriedades mecânicas, também foram caracterizados como aqui descrito. Os resultados indicam que estes materiais podem ser configurados para proporcionar uma ampla série de comportamentos de corrosão ou dissolução selecionável e controlável desde taxas de corrosão muito baixas até taxas de corrosão extremamente altas, particularmente taxas de corrosão que são mais baixas e mais altas do que aquelas de compactos de pó que não incorporam a nanomatriz celular, tal como um compacto formado a partir de pó de Mg puro através dos mesmos processos de compactação e sinterização em comparação com aqueles que incluem partículas dispersadas de Mg puro nas várias nanomatrizes celulares aqui descritas. Estes compactos de pó 200 podem ser configurados também para proporcionar propriedades substancialmente melhoradas em comparação com compactos de pó formados a partir de partículas de Mg puro que não incluem os revestimentos em nanoescala aqui descritos. Por exemplo, fazendo referênciaàs figuras 18 e 19, os compactos de pó 200 que incluem partículas dispersadas 214 que compreendem Mg e nanomatriz 216 que com-preendevários materiais da nanomatriz 220 aqui descritos demonstra-ramresistências à compressão à temperatura ambiente de pelo menos cerca de 255,1 MPa (37 ksi), e demonstraram ainda resistências à compressão à temperatura ambiente maiores do que cerca de 344,7 MPa (50 ksi), tanto no estado seco ou imersos em uma solução de KCl a 3% a *93,3 oC (200 oF). Em contraste, os compactos de pó formados a partir de pós de Mg puro têm uma resistência à compressão de cerca de 137,9 MPa (20 ksi) ou menos. A resistência do compacto 200 de metal em pó da nanomatriz pode ser melhorada ainda mais otimizando o pó 10, particularmente a porcentagem em peso das camadas de re-vestimentometálicas 16 de nanoescala que são usadas para formar a nanomatriz celular 216. Por exemplo, a figura 25 ilustra o efeito de variar a porcentagem em peso (% em peso), isto é, a espessura, de um revestimento de alumina sobre a resistência à compressão á temperatura ambiente de um compacto de pó 20 com uma nanomatriz celular 216 formada a partir de partículas de pó revestidas 12 que incluem uma camada de resvestimento metálica 16 multicamada (Al/Al2O3/Al) sobre núcleos de partículas de Mg puro 14. Neste exemplo, a resistênciaótima é atingida em 4% em peso de alumina, que representa um aumento de 21% em comparação com aquela de 0% em peso de alumina.

[052] Os compactos de pó 200 que compreendem partículas dis persadas 214 que incluem Mg e nanomatriz 216 que inclui vários materiais da nanomatriz, como aqui descrito, também demonstraram resistência ao cisalhamento à temperatura ambiente de pelo menos cerca de 137,9 MPa (20 ksi). Isto contrasta com os compactos de pó formados a partir de pós de Mg puro que têm resistências ao cisalhamen- to à temperatura ambiente de cerca de 55,1 MPa (8 ksi).

[053] Os compactos de pó 200 dos tipos aqui descritos são capa zes de atingir uma densidade real substancialmente igual à densidade teórica predeterminada de um material compacto baseado na composição do pó 10, incluindo as quantidades relativas dos constituintes dos núcleos de partículas 14 e da camada de revestimento metálica 16, e são descritos aqui também como sendo compactos de pó completamente denso. Os compactos de pó 200 que compreendem partículas dispersadas que incluem Mg e a nanomatriz 216 que inclui vários materiais da nanomatriz, como aqui descrito, demonstraram densidades reais de cerca de 1,738 g/cm3 a cerca de 2,50 g/cm3, que são substancialmente iguais às densidades teóricas predeterminadas, diferindo em no máximo 4% das densidades teóricas predeterminadas.

[054] Os compostos de pó 200 aqui descritos podem ser configu rados para ser dissolvíveis de forma seletiva e controlável em um fluido de furo de poço em resposta a uma condição mudada em um furo do poço. Os exemplos da condição mudada que podem ser explorados para produzir uma capacidade de dissolução selecionável e controlável incluem uma mudança na temperatura, mudança na pressão, mudança na vazão, mudança no pH ou mudança na composição química do fluido do furo do poço, ou combinações delas. Um exemplo de uma condição mudada que compreende uma mudança na temperatura inclui uma mudança na temperatura do fluido do fundo do poço. Por exemplo, fazendo referência às figuras 18 e 20, os compactos de pó 200 que compreendem partículas dispersadas 214 que incluem Mg e a nanomatriz celular 216 que inclui vários materiais da nanomatriz, como aqui descrito, têm taxas de corrosão relativamente baixas em uma solução de KCl a 3% à temperatura ambiente, em faixas entre cerca de 0 e cerca de 11 mg/cm2/h em comparação com taxas de corrosão relativamente altas a 93 oC (200 oF), que ficam na faixa entre cerca de 1 e cerca de 246 mg/cm2/h, dependendo das diferentes camadas de revestimento 16 em nanoescala. Um exemplo de uma condição mudada que compreende uma mudança na composição química inclui uma mudança em uma concentração de íons cloreto ou valor de pH, ou ambos, do fluido do furo do poço. Por exemplo, fazendo referência às figuras 18 e 21, os compactos de pó 200 que compreendem partículas dispersadas 214 que incluem Mg e a nanomatriz 216 que inclui vários revestimentos em nanoescala, aqui descritos, demonstram taxas de corrosão em HCl a 15% que ficam na faixa entre cerca de 4.750 mg/cm2/h e cerca de 7.432 mg/cm2/h. Assim sendo, a dissolubilidade selecionável e controlável em resposta a uma condição mudada no firo do poço, a saber, a mudança na composição química do fluido do furo do poço de KCl para HCl, pode ser usada para atingir uma resposta característica como ilustrado na figura 22, ilustra que em um tempo de serviço crítico (CST) predeterminado, uma condição mudada pode ser imposta sobre o compacto de pó 200 à medida que ele é aplicado em uma dada aplicação, tal como um ambiente do furo do poço, que causa uma mudança controlável em uma propriedade do compacto de pó 200 em resposta a uma condição mudada no ambiente no qual ele é aplicado. Por exemplo, em um tempo de serviço crítico (CST) predeterminado, mudar um fluido do furo do poço que está em contato com o compacto de pó 200 de um primeiro fluido (por exemplo, KCl) que proporciona uma primeira taxa de corrosão e uma perda de peso ou resistência associada em função do tempo para um segundo fluido do furo do poço (por exemplo, HCl) que proporciona uma segunda taxa de corrosão associada e perda de peso e resistência associada em função do tempo, onde a taxa de corrosão associada ao primeiro fluido é muito menor do que a taxa de corrosão associada ao segundo fluido. Esta resposta característica a uma mudança nas condições do fluido do furo do poço pode ser usada, por exemplo, para associar o tempo de serviço crítico a um limite de perda de dimensão ou uma resistência mínima necessária para uma aplicação específica, de tal modo que, quando uma ferramenta ou componente do fluido do furo do poço formado a partir do compacto de pó 200 aqui descrito, não seja mais necessário no serviço do furo do poço (por exemplo, o tempo de serviço crítico (CST)) a condição do fundo do poço (por exemplo, a concentra-ção de íons cloreto do fluido do furo do poço, pode ser mudada para causar uma rápida dissolução do compacto de pó 200 e sua remoção do furo do poço. No exemplo descrito acima, o compacto de pó 200 é dissolvível de forma selecionável em uma taxa que fica na faixa entre cerca de 0 e cerca de 7.000 mg/cm2/h. Esta faixa de resposta propor- ciona, por exemplo, a capacidade de remover uma esfera com diâmetro de 7,62 cm (3 in) formada deste material de um furo de poço alterando o fluido do fundo do poço em menos do que uma hora. O comportamento de dissolubilidade selecionável e controlável descrito acima, unido à excelente propriedade de resistência e baixa densidade aqui descrita, definem um novo material de engenharia de nanomatriz com partículas dispersadas que é configurado para ficar em contato com um fluido e para proporcionar uma transição selecionável e controlável de uma primeira condição de resistência para uma segunda condição de resistência que é mais baixa do que um limite de resistência funcional, ou um primeiro valor de perda de peso para um segundo valor de perda de peso que é maior do que um limite de perda de pe-so, em função do tempo em contato com o fluido. O compósito de partículas dispersadas/nanomatriz é característico dos compactos de pó aqui descritos, e inclui uma nanomatriz celular 216 do material da na- nomatriz 220, uma pluralidade de partículas dispersada 214, incluindo o material do núcleo das partículas 218 que é dispersado dentro da matriz. A nanomatriz 216 é caracterizada por uma camada de união no estado sólido 219 que se estende pela nanomatriz inteira. O tempo de contato com o fluido descrito acima pode incluir o tempo de serviço crítico (CST) como descrito acima. O CST pode incluir um tempo predeterminado que é desejado ou requerido para dissolver uma parte predeterminada do compacto de pó 200 que está em contato com o fluido. O CST pode incluir também um tempo correspondente a uma mudança na propriedade do material de engenharia ou do fluido, ou uma combinação deles. No caso de uma mudança de propriedade do material de engenharia, a mudança pode incluir uma mudança de uma temperatura do material de engenharia. No caso em que há uma mudança na propriedade do fluido, a mudança pode incluir a mudança de uma temperatura, pressão, vazão composição química ou pH do flui- do, ou uma combinação delas O material de engenharia e a mudança na propriedade do material de engenharia ou do fluido, ou uma sua combinação, pode ser individualizado para a resposta característica de DST desejada, incluindo a taxa de mudança da propriedade especifica (por exemplo, perda de peso, perda de resistência) tanto antes do CST (por exemplo, Estágio 1) como depois do CST (por exemplo, Estágio 2), como ilustrado na figura 22.

[055] Fazendo referência à figura 17, um método 400 para fabri car um compacto de pó 200 está ilustrado. O método 400 inclui formar (410) um pó metálico revestido 10 que compreende partículas de pó 12 que têm núcleos de partículas 14 com camadas de revestimento metálicas 16 em nanoescala dispostas sobre eles, onde as camadas de revestimento metálicas 16 têm uma composição química e os núcleos das partículas 14 têm uma composição química diferente da composição química diferente da composição química do material de revestimento metálico 16. O método 400 inclui também formar (420) um compacto de pó aplicando uma temperatura predeterminada e uma pressão predeterminada às partículas de pó revestidas, suficientes para sinterizá-las por sinterização em fase sólida das camadas de revestimento da pluralidade das partículas de pó revestidas 12 para formar uma nanomatriz celular substancialmente contínua 216 de um material da nanomatriz 220 e uma pluralidade de partículas dispersadas 214 dispersadas dentro da nanomatriz 216, como aqui descrito.

[056] A formação 410 de pó metálico revestido 10 que compre ende as partículas de pó 12 que têm núcleos de partículas 14 com camadas de revestimento metálicas 16 em nanoescala dispostas sobre eles, pode ser realizada por qualquer método apropriado. Em uma modalidade exemplificativa, a formação 410 inclui aplicar as camadas de revestimento metálicas 16, como descrito acima, aos núcleos de partículas 14, como aqui descrito, usando deposição química de vapor em leito fluidizado (FBCVD), como aqui descrito. Aplicar as camadas de revestimento metálicas 16 pode inclui aplicar camadas de revesti-mentometálicas 16 em uma única camada ou aplicar camadas de re-vestimentometálicas 16 em multicamadas, como aqui descrito. Aplicar as camadas de revestimento metálicas 16 pode incluir também controlar a espessura das camadas individuais à medida que elas estão sendo aplicadas, bem como controlar a espessura global de camadas de revestimento metálicas 16. Os núcleos de partículas 14 podem ser formados como aqui descrito.

[057] A formação 420 do compacto de pó 200 pode incluir qual quermétodo apropriado para formar um compacto completamente denso do pó 10. Em uma modalidade exemplificativa, a formação 420 inclui a forja dinâmica de um compacto de pó precursor com densidade verde 100 para aplicar uma temperatura predeterminada e uma pressão predeterminada suficientes para sinterizar e deformar as partículas de pó e formar uma nanomatriz completamente densa 216 e partículas dispostas 214 como aqui descrito. O termo "forja dinâmica", como aqui utilizado, significa a aplicação dinâmica de uma carga em uma temperatura e por um tempo apropriado suficiente para promover a sinterização das camadas de revestimento metálicas 16 de partículas de pó 12 adjacentes, e pode de preferência incluir a aplicação de uma carga de forja dinâmica em uma taxa de carga predeterminada por um tempo e em uma temperatura suficientes para formar um compacto de pó 200 sinterizado e completamente denso. Em uma modalidade exemplificativa, a forja dinâmica inclui: (1) aquecer um compacto de pó precursor ou em estado verde 100 até uma temperatura de sin- terização predeterminada no estado sólido, tal como, por exemplo, uma temperatura suficiente para promover a interdifusão entre camadas de revestimento metálicas 16 de partículas de pó 12 adjacentes; (2) manter o compacto de pó precursor 100 na temperatura de sinteri- zação por um tempo de residência predeterminado, tal como, por exemplo, um tempo suficiente para assegurar uniformidade substancial da temperatura de sinterização pelo compacto precursor 100 inteiro; (3) forjar o compacto de pó precursor 100 até densidade plena, tal como, por exemplo, aplicando uma pressão de forjamento predeterminada de acordo com um programa ou taxa de incremento suficiente para atingir rapidamente a densidade completa, e ao mesmo tempo, mantendo o compacto na temperatura de sinterização predeterminada; e (4) resfriar o compacto até a temperatura ambiente. A pressão predeterminada e a temperatura predeterminada aplicadas durante a formação 420 devem incluir uma temperatura de sinterização, TS, e uma pressão de forjamento, PF, como aqui descrito, que assegurarão a sin- terização e deformação no estado sólido das partículas de pó 12, para formar o compacto de pó 200 completamente denso, incluindo a união 217 e a camada de união 219 no estado sólido. As etapas de aquecer e manter o compacto de pó precursor 100 na temperatura de sinteriza- ção predeterminada durante o tempo predeterminado podem incluir qualquer combinação apropriada de temperatura e tempo, e dependerá, por exemplo, do pó 10 selecionado, incluindo os materiais usados para o núcleo de partícula 14 e e para a camada de revestimento metálica 16, o tamanho do compacto de pó precursor 100, o método de aquecimento usado e outros fatores que influenciam o tempo necessário para atingir a temperatura desejada e a uniformidade da temperatura dentro do compacto de pó precursor 100. Na etapa de forjamento, a pressão predeterminada pode incluir qualquer pressão apropriada e programa de da aplicação da pressão ou taxa de incremento da pressão suficiente para atingir um compacto de pó completamente denso 200, e dependerá, por exemplo, das propriedades do material das partículas de pó 12 selecionadas, incluindo as características de sujei- ção/deformação dependente da temperatura (por exemplo, caracterís- ticas de taxa de sujeição/deformação), características termodinâmicas metalúrgicas e de equilíbrio de fases, dinâmica de deslocamento e outras propriedades de materiais. Por exemplo, a pressão máxima de forjamento de forjamento dinâmico e o programa de forjamento (isto é, taxas de incremento de pressão que correspondem às taxas de sujeição empregadas) podem ser usados para individualizar a resistência mecânica e rigidez do compacto de pó. A pressão máxima de forja- mento e a taxa de incremento do forjamento (isto é, taxa de deformação) é a pressão logo abaixo da pressão de fissura, isto é, quando os processos de recuperação dinâmica são incapazes de aliviar a trabalho de formação na microestrutura do compacto sem a formação de uma fissura o compacto. Por exemplo, para aplicações que requerem um compacto de pó que tem resistência relativamente mais alta e rigidez mais baixa, pressões de forjamento relativamente mais altas e taxas de incremento mais altas podem ser usadas. Caso uma rigidez relativamente mais alta do compacto de pó é necessária, pressões e taxas de incremento de forjamento relativamente mais baixas podem ser usadas.

[058] Para certas modalidades exemplificativas de pós 10 aqui descritos e compactos precursores 100 com um tamanho suficiente para formar ferramentas e componentes do furo do poço, tempos de residência predeterminados de cerca de 1 a cerca de 5 horas podem ser usados. A temperatura de sinterização predeterminada, TS, será selecionada, de preferência, como aqui descrito, para evitar a fusão dos núcleos de partículas 14 e das camadas de revestimento metálicas 16 à medida que elas são transformadas durante o método 400 para produzir as partículas dispersadas 214 e a nanomatriz 216. Nestas modalidades, o forjamento dinâmico pode incluir a aplicação de uma pressão de forjamento, tal como tal como uma prensagem dinâmicaaté uma pressão máxima de cerca de 551,6 MPa (80 ksi) em uma taxa de incremento da pressão de cerca de 3,45 MPa (0,5 ksi) a cerca de 13,8 MPa (2 ksi)/segundo.

[059] Em uma modalidade exemplificativa na qual os núcleos de partículas 14 incluíam Mg, e a camada de revestimento metálica 16 incluía várias camadas de revestimento de camada única ou multica- madas, como aqui descrito, tais como vários revestimentos de camada única e multicamadas que compreendem Al, o forjamento dinâmico foi realizado sinterizando em uma temperatura TS, de cerca de 450 oC a cerca de 470 oC por até cerca de 1 hora sem a aplicação de uma pressão de forjamento, e em seguida, um forjamento dinâmico pela aplicação de pressões isostáticas em taxas de incremento entre 3,45 MPa (0,5 ksi) a cerca de 13,8 MPa (2 ksi)/segundo até uma pressão máxima, PS, de cerca de 206,8 MPa (30 ksi) a cerca de 413,6 MPa (60 ksi), o que resultou em ciclos de forjamento de 15 segundos a cerca de 120 segundos. A curta duração do ciclo de forjamento é uma vantagem significativa, pois ela limita a interdifusão, incluindo a interdifusão dentro de uma dada camada de revestimento metálica 16, a interdifusão entre camadas de revestimento metálicas 16 adjacentes, e a interdifu- são entre camadas de revestimento metálicas 16 e os núcleos de partículas 14, àquela necessária para formar a ligação metalúrgica 217 e a camada de união 219, e ao mesmo tempo, mantendo o formato desejável da partícula dispersada equiaxial com a integridade da fase reforçadora da nanomatriz celular 216. A duração do ciclo de forjamen- to dinâmico é muito mais curta do que os ciclos de formação e os tempos de sinterização para processos de formação de compactos de pó convencionais, tais como prensagem isostática a quente (HIP), sinteri- zação auxiliada com pressão ou sinterização com difusão.

[060] O método 400 pode incluir também opcionalmente a forma ção 430 de um compacto de pó precursor compactando a pluralidade de partículas pó revestidas 12 suficientemente para deformar as partí- culas e formar ligações entre partículas e formar o compacto de pó precursor 100 antes da formação 420 do compacto de pó. A compactação pode incluir prensagem, tal como prensagem isostática, da pluralidade de partículas de pó 12 à temperatura ambiente, para formar o compacto de pó precursor 100. A compactação 430 pode ser realizada à temperatura ambiente. Em uma modalidade exemplificativa, o pó 12 pode incluir os núcleos de partículas 14 que compreendem Mg, e a formação 430 do compacto de pó precursor pode ser realizada à temperatura ambiente de uma pressão isostática de cerca de 68,9 MPa (10 ksi) a cerca de 413,7 Mpa (60 ksi).

[061] O método 400 pode incluir também opcionalmente intermis- turar (440) um segundo pó 30 dentro do pó 10, como aqui descrito, antes da formação (420) do compacto de pó, ou a formação (430) do compacto de pó precursor.

[062] Sem desejar estar limitado pela teoria, os compactos de pós 200 são formados a partir de partículas de pó 12 que incluem um núcleo de partícula 14 e um material do núcleo associado 18, bem como uma camada de revestimento metálica 16 e um material de revestimentometálico 20 associado, para formar uma nanomatriz celular tridimensional substancialmente contínua 216 que inclui um material da nanomatriz 220 formado sinterizando, e a união por difusão associada das respectivas camadas de revestimento 16, que inclui uma pluralidade de partículas dispersadas 214 dos materiais do núcleo de partícula 218. Esta estrutura singular pode incluir combinações metastá- veis de materiais que seriam muito dificilmente ou impossivelmente formar por solidificação a partir de um fundido que tem as mesmas quantidades relativas dos materiais constituintes. As camadas de revestimento e os materiais de revestimento associados podem ser selecionados para proporcionar dissolução selecionável e controlável em um ambiente fluido predeterminado, tal como um ambiente de fluido do furo de poço, onde o fluido predeterminado pode um fluido de furo de poço ser usado comumente que é injetado dentro do furo do poço ou extraído do furo do poço. Como deve ser ainda entendido a partir da descrição aqui fornecida, a dissolução controlada da nanomatriz expõe as partículas dispersadas dos materiais do núcleo. Os materiais do núcleo das partículas podem ser também selecionados para proporcionartambém a dissolução selecionável e controlável no fluido do furo do poço. Alternativamente, eles podem ser selecionados também para proporcionar uma propriedade mecânica específica, tal como resistênciaà compressão ou resistência ao cisalhamento, para o compacto de pó 200, sem necessariamente proporcionar a dissolução selecionável e controlada dos materiais do núcleo em si, pois a dissolução selecio- nável e controlada do material da nanomatriz que circunda estas partí-culas necessariamente liberará as mesmas, de tal modo que elas sejam afastadas pelo fluido do furo do poço. A morfologia microestrutural da nanomatriz celular substancialmente contínua 216, que pode ser selecionada para proporcionar um material de fase reforçadora, com partículas dispersadas 214, que podem ser selecionadas para produzir partículas dispersadas equiaxiais 214, confere aos compactos de pó melhores propriedades mecânicas, incluindo resistência à compressão e resistência ao cisalhamento, pois a morfologia resultante da nano- matriz/partículas dispersadas pode ser manipulada para proporcionar reforço através dos processos que são semelhantes aos mecanismos de reforço tradicionais, tais como redução do tamanho do grão, endurecimento da solução através do uso de átomos de impurezas, precipitação ou endurecimento por envelhecimento e mecanismos de endurecimento por força/trabalho. A estrutura nanomatriz/partículas dispersadas tende a limitar o movimento de deslocamento em virtude das inúmeras interfaces da nanomatriz de partículas, bem como as interfaces entre camadas distintas dentro do material da nanomatriz, como aqui descrito. Isto está exemplificado no comportamento de fraturas destes materiais, como ilustrado nas figuras 23 e 24. Na figura 23, um compacto de pó 200 fabricado usando pó de Mg puro não revestido e submetido a uma tensão de cisalhamento suficiente para induzir avaria demonstrou fratura intergranular. Em contraste, na figura 24, um compacto de pó 200 fabricado usando as partículas de pó 12 que têm núcleos de partículas 14 de pó de Mg puro para formar partículas dispersadas 214 e camadas de revestimento metálicas 16, que inclui Al para formar a nanomatriz 216, e submetido a uma tensão de cisalhamento suficiente para induzir avaria, demonstrou fratura transgranular e uma tensão de fratura substancialmente mais alta, como aqui descrito. Devido ao fato de que estes materiais têm característica de alta resistência, o material do núcleo e o material do revestimento podem ser sele-cionados para utilizar materiais de baixa densidade ou outros materiais de baixa densidade, tais como metais, cerâmicas, vidros ou carvão de baixa densidade, que de outra forma não proporcionariam as necessá-riascaracterísticas de resistência para uso nas aplicações desejadas, incluindo ferramentas e componentes de furos de poços.

[063] Embora uma ou mais modalidades tenham sido ilustradas e descritas, modificações e substituições podem ser feitas nelas sem fugir do espírito e do escopo da invenção. Consequentemente, deve- se entender que a presente invenção foi descrita a título ilustrativo e não limitativo.

Claims

1. Método de fabricação de um pó compacto de metal, ca-racterizado pelo fato de que compreende: formar um pó metálico revestido (10) compreendendo uma pluralidade de partículas de pó metálico revestido (12) tendo núcleos de partícula (14) com camadas de revestimento metálico em nanoes- cala (16) dispostas sobre as mesmas, em que as camadas de revestimentometálico (16) têm uma composição química e os núcleos de partículas (14) têm uma composição química que é diferente da composição química das camadas de revestimento metálico (16); e aplicar uma temperatura predeterminada e uma pressão predeterminada às partículas de pó revestidas (12) suficientes para formar um pó compacto de metal (200) por sinterização de fase sólida das camadas de revestimento metálico em nanoescala (16) da pluralidade de partículas de pó revestidas (12) para formar uma nanomatriz celular substancialmente contínua (216) de uma nanomatriz material (220), uma pluralidade de partículas dispersas (214) dispersas dentro da nanomatriz celular (216) e uma camada de ligação em estado sólido (219) que se estende por toda a célula nanomatriz, em que os núcleos de partículas (14) compreendem um material de núcleo com um potencial de oxidação padrão maior ou igual ao de Zn e incluem Mg, Mn ou Zn ou uma combinação dos mesmos, e as camadas de revestimento metálico em nanoescala (16) compreendem Al, Zn, Mn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re ou Ni, ou uma combinação de qualquer um dos materiais acima mencionados.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda compactar a pluralidade de partículas de pó revestidas (12) para formar um compacto de metal em pó precursor (100).

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a compactação compreende a prensagem isostática da pluralidade de partículas de pó (12) para formar o compacto de pó precursor (100).

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a prensagem isostática é realizada à temperatura ambiente.

5. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o núcleo de partícula (14) compreende Mg e a pren-sagemisostática é realizada à temperatura ambiente e uma pressão isostática de 68,9 MPa (10 ksi) a 413,7 Mpa (60 ksi).

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda misturar uma pluralidade de segundaspartículas de pó (32) na pluralidade de partículas de pó revestidas (12) para fornecer uma pluralidade de segundas partículas dispersas (232) dentro da nanomatriz celular (216).

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que as segundas partículas dispersas (232) compreendem Fe, Ni, Co ou Cu, ou óxidos, nitretos ou carbonetos dos mesmos, ou uma combinação de qualquer um dos materiais acima mencionados.

8. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a mistura fornece uma dispersão substancialmente homogênea de segundas partículas dispersas (232) dentro da nano- matriz celular (216) e as partículas dispersas (214).

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a formação das camadas de revestimento metálico em nanoescala (16) compreende depositar as camadas de revestimentometálico em nanoescala (16) usando deposição de vapor físico ou deposição de vapor químico, ou uma combinação dos mesmos.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a deposição compreende a deposição de vapor químico em leito fluidizado.

11. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a repetição da formação da camada de revestimento metálico em nanoescala (16) para formar uma pluralidade correspondente de camadas de revestimento em nanoescala (16), em que cada uma das camadas de revestimento em nanoescala (16) tem uma composição química que é diferente do que uma camada de revestimento metálico adjacente (16).

12. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a aplicação da temperatura predeterminada e da pressão predeterminada compreende o forjamento dinâmico das partículas de pó metálico revestidas (12).

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a temperatura predeterminada compreende uma temperatura de sinterização que é inferior a uma temperatura de fusão das camadas de revestimento metálico em nanoescala (16) e uma temperatura de fusão dos núcleos de partícula (14).

14. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o núcleo de partícula (14) compreende Mg e o for- jamento dinâmico é realizado a uma temperatura predeterminada de 450 °C a 470 °C e uma pressão predeterminada de 206,8 MPa (30 ksi) a 413,6 MPa (60 ksi).

15. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a aplicação da temperatura e pressão predeterminadas compreende o forjamento dinâmico do compacto de pó precursor (100).

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a temperatura predeterminada compreende uma temperatura de sinterização que é inferior a uma temperatura de fusão da camada de revestimento metálico em nanoescala (16) e uma temperatura de fusão dos núcleos de partícula (14).

17. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o núcleo de partícula (14) compreende Mg e o for- jamento dinâmico é realizado a uma temperatura de 450 ° C a 470 ° C e uma pressão de 206,8 MPa (30 ksi) a 413,6 MPa (60 ksi).

18. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a formação da pluralidade de partículas de pó metálico revestidas (12) compreende a formação de uma distribuição unimo- dal de tamanhos médios de partícula.

19. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a formação da pluralidade de partículas de pó metálico revestidas (12) compreende formar uma distribuição multimodal de tamanhos médios de partícula.