Materiais compositos

7/21/2019 Materiais compositos

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Definição

São Materiais Compostos por uma faseContínua (Matriz) e uma Dispersa (Reforço)cujas propriedades são obtidas através de

combinação das propriedades doscomponentes Individuais.



Histórico

A utilização de materiais compósitos remonta àantiguidade, ao período Neolítico, quando ostijolos eram fabricados com barro e palha (2500

anos AC), os sarcófagos eram fabricadoscom madeira aglomerada (1500 anos AC)

Os arcos eram verdadeiras estruturas

compósitas laminadas, constituídas pormadeira e outros materiais como pele, osso,chifre e tendões (800 anos AC).



Importância

Devido ao avanço tecnológico acelerado,principalmente no Século XX, iniciou-se aprocura ,vital, por materiais com combinações

peculiares (incomuns) de propriedades, com ointuito de suprir essa necessidade.



NECESSIDADEINDUSTRIAL PORPROPRIEDADES

INCOMUNS

Materiais

Compósitos

MatrizCerâmica

MatrizMetálica

MatrizPolimérica



CRIAÇÃO E CARACTERÍSTICASDOS COMPÓSITOS

1ª Parte



Criação e Características dosCompósitos

Quanto a Sua Fase de Reforço, Os compósitossão classificados de 3 Maneiras.

Em sua fabricação, o reforço pode ser aplicadode 3 maneiras. Com Fibras;

Com Partículas;

Ou de Maneira estrutural (Laminados e Sanduiche).



COMPÓSITOS REFORÇADOSCOM FIBRAS

Criação e Características dos Compósitos



Compósito Reforçado comFibra



Utilidade e Recomendação

Revestimentos constituídos de resinas de altodesempenho reforçadas com fibra de Vidro(ououtras) são especialmente recomendados para

utilização em ambientes químicos muitoagressivos, para trabalho constante emimersão total, ou para situações que requeiram

resistência mecânica elevada.





Maneira de Dispor As Fibras naMatriz



Comportamento Mecânico



COMPÓSITOS REFORÇADOSCOM PARTÍCULAS




Compósitos Reforçados comPartículas



Característica Em geral a fase particulada é mais dura e mais

rígida que a matriz; A matriz transfere parte da tensão aplicada às

partículas que suportam uma fração da carga.



Aplicação - Concreto

Fase Matriz – Cimento

Fase de Reforço – Areia + Brita

Também é usadocomo Reforço Metralha(Entulho)



Concreto



Concreto



Concreto



Aplicação - Pykrete

Fase Matriz – ÁguaSólida ou Gelo

Fase de Reforço –

Serragem



História do Pykrete

Criado por Geoffrey Pyke.

Gelo Misturado com Serragem na proporção de14% de Serragem e 86% de Água.

Tendo em Vista o problema de navios quecirculavam no Ártico, propôs a criação de umNavio (Porta Aviões) de Pykrete, ou seja, De

apenas Agua e Serragem.



Aplicação – Pykrete



Aplicação – Pykrete



COMPÓSITOS REFORÇADOSCOM FOLHAS




Compósitos Reforçados comFolhas




Os laminados compósitos são um grupo muitoparticular de um conjunto de materiais que sedesignam por compósitos, constituídos por uma

matriz que aglomera um reforço. Os laminados compósitos são em geral

de matriz polimérica reforçada com fibras

longas de alta resistência.




Após o Processo de Fabricação, obtém assimum laminado de excelentes propriedadesmecânicas, sobretudo em relação à baixa

densidade.



Estruturas Sanduiche




Um dos tipos de componentes mais comuns eeficientes nos materiais compósitos.

A ideia de sanduíche se deve ao fato de que

um tal componente apresenta duas camadasexternas feitas, no caso, em laminados demateriais compósitos, e um núcleo

normalmente feito com alguma forma deespuma expansível ou o famoso “honeycomb”, ou “colméia”.




As camadas externas são responsáveis pelaresistência à tensão e à compressão, enquantoo núcleo contribui com os esforços de

cisalhamento, a solidez da peça e atransferência de solicitações mecânicas entreas camadas externas. Se pode facilmente

perceber que quanto maior o espaçamentoentre as camadas externas, maior será aresistência da peça à flexão.




Muito Utilizados na Aviação Experimental.

Exemplos: pás dos rotores de helicópteros;

Superfícies de comando; Estabilizadores;

Painéis em geral;

Asas.



Estruturas Sanduíche – AviaçãoExperimental.



Estruturas Sanduíche – Automobilismo.



CRIAÇÃO E CARACTERÍSTICASDOS COMPÓSITOS

2ª Parte



Criação e Características dosCompósitos

Quanto a sua fase Matriz, os compósitos sãoclassificados de 3 Maneiras. Compósitos de Matrizes Cerâmicas;

Compósitos de Matrizes Poliméricas; Elastômeros;

Termoplásticas;

Termoendurecíveis.

Compósitos de Matrizes Metálicas.



Compósitos

Matriz

Cerâmica

Matriz

Polimérica

Matriz Metálica

ElastômerosTermoplástic

osTermoendur

ecíveis



COMPÓSITOS DE MATRIZCERÂMICA




Compósitos de Matriz Cerâmica

São materiais em que sua fase Matriz écomposta por materiais Cerâmicos.

São inerentemente resilientes á oxidação e à

deterioração a temperaturas elevadas. Sãofortemente suscetíveis a fratura frágil.

Matrizes Vítreas (Cerâmicas Vítreas) e

Cimentícias.



Compósitos de Matriz Cerâmica

Os Materiais de Reforço Mais comuns são asFibras de Carbono e Vidro além de Fibras deaço e de Polipropileno.

Muito Utilizada na Aeronáutica e na industria Automobilística, também largamente utilizadosna Construção Civil (Concreto).



Matriz Cerâmica - Aplicações



COMPÓSITOS DE MATRIZPOLIMÉRICA




Compósitos de MatrizPolimérica

São materiais em que sua fase Matriz écomposta por materiais Poliméricos.

As matrizes poliméricas devem a sua grande

aplicação fundamentalmente à baixa densidadee à facilidade de processamento.

Suporta qualquer tipo de Reforço (Partícula,

Folha ou Fibra) absorve deformações e sãoresistentes a compressão.



MATRIZES ELASTOMÉRICAS

Compósitos de Matriz Polimérica



Matrizes Elastoméricas

São materiais em que sua fase Matriz écomposta por Elastômeros (Borrachas).

Os elastômeros são materiais

macromoleculares que recuperam rapidamentea sua forma e dimensões iniciais, após cessar aaplicação de uma tensão;

A principal Propriedade é o comportamentoelástico após deformação em compressão outração, Resiliência.



Matrizes Elastoméricas

Os Materiais de Reforços Mais utilizados são oNylon e o Aço principalmente nos pneus decarro.



Aplicação - MatrizesElastoméricas



MATRIZESTERMOENDURECÍVEIS




Matrizes Termoendurecíveis

São materiais em que sua fase Matriz écomposta por Materiais Termoendureciveis.

As resinas termoendurecíveis são muito mais

utilizadas como matrizes de laminadoscompósitos, sobretudo as resinas de poliester ede epóxido.

As propriedades mecânicas das resinas variamconsideravelmente com a formulação e com osaditivos. A resistência à compressão é maiselevada que à tração.



Matrizes Termoendurecíveis

Exemplos de matrizes Termoendurecíveis sãoResinas de Epoxito, Resinas de Fenol-Formaldeído, Resinas de Uréia-Formaldeído,

Resinas de Melamina-Formaldeído ePoli(Imidas).

Materiais de Matrizes Termoendurecíveis são

utilizados em Sistemas de Aquecimento,Baquelite, Revestimentos de Mobilias, Caixas ePartes de Materiais Elétricos etc.

M t i T d í i



Matrizes Termoendurecíveis – Aplicações - Fiberglass

Obtém-se de umaadição de uma misturaformada por um

estireno e um poliéstercom ligações duplas aFibra de Vidro.

M t i T d í i



Matrizes Termoendurecíveis – Aplicações - Fiberglass



MATRIZESTERMOPLÁSTICAS




Matrizes Termoplásticas

São materiais em que sua fase Matriz écomposta por Materiais Termoplásticas.

Principais Matrizes são de Poliamidas,

Policarbonato e Polipropileno e ,geralmente,estas matrizes são reforçadas com Fibras deVidro e fibras de Carbono.

Muito Sensível ao Calor, em contra partida,pode ser remoldado e reciclado.



Matrizes Termoplásticas

Muito Utilizado na Industria do Automóvel naprodução dos Painéis e também é muitoutilizado na fabricação de maquinas e

Ferramentas e de elementos de maquinascomo polias, engrenagens etc.

M t i T lá ti



Matrizes Termoplásticas -Aplicações

M t i T lá ti



Matrizes Termoplásticas -Aplicações



COMPÓSITOS DE MATRIZMETÁLICA




Compósitos de Matriz Metálica

São materiais em que sua fase Matriz écomposta por Materiais Metálicos.

Os principais reforços são de Materiais

Cerâmicos. Matrizes Leves a base de Alumínio, Magnésio

ou Titânio.

Reforços a base de Alumina, Carboneto deSilício, Grafite e Boro.



Compósitos de Matriz Metálica

Suporta Altas temperaturas e possui muitaresistência.

Aplicado em Larga escala na Aviação e na

industria automobilística, na produção dediscos de travagem.



Matriz Metálica - Aplicações

Aplicações de Compósitos em



Aplicações de Compósitos emum Avião.



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