MATERIAIS ELTRICOSDOCENTE: RUDSON FERREIRA

COMPSITOS

Alunos:

Jos RobertoAiltonJohnatanEdson Jos

RecifeMaro de 2015

1. INTRODUCO

Atualmente inmeras tecnologias necessitam de materiais que sejam constitudos por combinaes incomuns de propriedades que no podem ser atendidas por ligas metlicas, cermicas e materiais polimricos convencionais. As combinaes e as faixas das propriedades dos materiais foram, e ainda esto sendo, ampliadas por meio do desenvolvimento de materiais compsitos. Uma extensa variedade de matrizes e reforos est disponvel para as mais diversas finalidades, com aplicaes que se estendem desde utenslios de uso domstico at estruturas aeronuticas e aeroespaciais.Analisando os compsitos cientistas e/ou engenheiros combinam metais, cermicas e polmeros para a produo de uma nova gerao de materiais com caractersticas especiais, sendo que a maior parte dos compsitos foi criada para melhorar, dentre outras, as combinaes mecnicas, tais como a rigidez, tenacidade e resistncia nas condies ambientais e a altas temperaturas. Basicamente, um compsito considerado como sendo um material multifsico que demonstra uma significativa proporcionalidade de ambas as fases constituintes, com as quais uma melhor realizada. Muitos desses materiais so constitudos por duas fases: a matriz, sendo esta continua e que envolve outra fase, chamada dispersa. Dentre as varias classificaes dos materiais compsitos, neste trabalho enfatizaremos, a sua composio com a utilizao de matriz cermica.

2. HISTRICO

Os materiais compsitos no tm uma origem recente. Sculos atrs j eram fabricados tijolos para a construo civil de barro e capim seco, com isso formava-se um dos primeiros conceitos conhecidos de compsito. Na mistura o capim fornecia a resistncia mecnica, enquanto o barro o preenchia o material fornecendo solidez. Em meados do sculo XVIII a passou-se a ser desenvolvido compsito a partir da fibra de vidro, porm s passou a ser utilizada comercialmente ano de 1939, no decorrer da 2 Guerra Mundial, visando aplicaes eltricas em altas temperaturas.O desenvolvimento de compsitos durante a guerra foi de grande utilidade ao serem transferidos para a rea civil. Seja em novas linhas de aeronaves, artigos esportivos e estruturas de engenharia civil esto atualmente em desenvolvimento e aperfeioamento, o que aumenta o consumo de materiais compsitos.

3. DEFINIO DE MATERIAIS COMPSITOS

Segundo Daniel e Ishai (1994), um compsito estruturado pode ser definido como sendo um sistema de materiais composto de duas ou mais fases numa escala microscpica, cujo desempenho mecnico e propriedades so projetados para serem superiores queles dos constituintes atuando independentemente onde, uma das fases geralmente descontnua, mais forte e resistente, sendo denominada dispersa ou reforador; enquanto que a fase menos resistente contnua e denominada matriz. Algumas vezes, devido a interaes qumicas ou efeitos de outros processos, uma fase adicional, chamada zona de transio ou interface, surge entre a fase dispersa e a matriz.Segundo Callister (2010), o comportamento e as propriedades dos materiais compsitos dependem da natureza, da forma, do arranjo estrutural e da interao entre os componentes. Os materiais cermicos so inerentemente resistentes oxidao e deteriorao a temperaturas elevadas. No fosse pela predisposio desses materiais fratura frgil, alguns seriam candidatos ideais para uso em aplicaes a altas temperaturas e sob severas condies de tenso, especialmente para componentes em motores de turbina a gs para automveis e aeronaves (Herakovich, 1998).A tenacidade fratura das cermicas tem sido melhorada significativamente pelo desenvolvimento de uma nova gerao de compsitos com matriz cermica na forma de particulados, fibras ou usqueres de um material cermico que se encontram embutidos no interior de uma matriz de um outro material cermico. Essa melhoria nas propriedades de fratura resulta das interaes entre as trincas que avanam e as partculas da fase dispersa (Callister, 2002).

4. CLASSIFICACAO QUANTO AS MATRIZES

a. Matriz Polimrica

Segundo Callister (2002), esse material consiste na utilizao de uma resina polimrica, como matriz, junto com a fibra, utilizada como reforo. Dentre sua classificao, este tipo de compsito possui uma ampla diversidade de aplicaes e tambm em quantidade. Isso se deve ao fato de serem facilmente fabricados, bem como ser de baixo custo.

Figura 2 Matriz Polimrica - TESE-DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAO DE CONCRETOS AUTO-ADENSVEIS REFORADOS COM FIBRAS DE AO Ederli Marangon

b. Matriz Metlica

Sua matriz um metal com boa ductilidade, o que possibilita a sua exposio a elevadas temperaturas de servio. Geralmente, as superligas so mais utilizadas como matriz. Ligas de alumnio, magnsio, titnio e cobre.

c. Matriz Cermica

Materiais cermicos: so inerentemente resistentes oxidao. Os principais tipos de compsitos de matriz cermica, de acordo com o tipo de reforo usado, so: os de fibras contnuas, os de fibras descontnuas e os reforados por partculas. As duas principais variedades de fibras contnuas que tm sido usadas nos compsitos de matriz cermica so as de carboneto de silcio (SiC) e as de xido de alumnio (Al2O3). J para as fibras descontnuas (whiskers) e particuladas utilizado o carboneto de silcio (SiC).

Figura 4 - Concreto com fribras metlicas

5. CONCLUSO

Com base em todos esses conceitos, possvel dizer o quanto grande a utilidade dos compsitos para a engenharia. Principalmente quando constitudos de materiais de alta eficincia aplicados como reforo ou no, como as fibras de ao, polipropileno, vidro, vegetal, entre outras. A tcnica de produo dos compsitos cermicos eficiente uma vez que o custo da produo baixo, bem como a facilidade em produzi-los relativamente baixa, o que difere das tcnicas convencionais de materiais convencionados, mas que ainda apresentam inconvenientes no que diz respeito a porosidade dos produtos formados, sendo que quanto maior for a quantidade de poros, menores sero os de resistncia mecnicas dos corpos produzidos.Outro fato importante a ressaltar a aplicao de diversos tipos de fibras na composio de concreto, que um compsito cermico comum, mas que atravs de pesquisas, aperfeioa suas caractersticas a partir da descoberta de reforos mais eficientes. Dessa forma atendendo as exigncias do mercado.