Materiais Ma teriais Compósitos Compósitos Seminário de Materiais Materiais de Construção Mecânica
Componentes
Luiz Matheus Teixeira Rodrigues; José Luiz Cavalcante; Cavalcante; Jefferson Moura; José Renato; Phillype Guerra; Adalton Adalton Vinícius. Vinícius.
Definição
São Materiais Compostos por uma fase Contínua (Matriz) e uma Dispersa (Reforço) cujas propriedades são obtidas através de combinação das propriedades dos componentes Individuais.
Histórico
A utilização de materiais compósitos remonta à antiguidade, ao período Neolítico, quando os tijolos eram fabricados com barro e palha (2500 anos AC), os sarcófagos eram fabricados com madeira aglomerada (1500 anos AC) Os arcos eram verdadeiras estruturas compósitas laminadas, constituídas por madeira e outros materiais como pele, osso, chifre e tendões (800 anos AC).
Importância
Devido ao avanço tecnológico acelerado, principalmente no Século XX, iniciou-se a procura ,vital, por materiais com combinações peculiares (incomuns) de propriedades, com o intuito de suprir essa necessidade.
NECESSIDADE INDUSTRIAL POR PROPRIEDADES INCOMUNS
Materiais Compósitos
Matriz Cerâmica
Matriz Metálica
Matriz Polimérica
1ª Parte
CRIAÇÃO E CARACTERÍSTICAS DOS COMPÓSITOS
Criação e Características dos Compósitos
Quanto a Sua Fase de Reforço, Os compósitos são classificados de 3 Maneiras. Em sua fabricação, o reforço pode ser aplicado de 3 maneiras.
Com Fibras; Com Partículas; Ou de Maneira estrutural (Laminados e Sanduiche).
Criação e Características dos Compósitos
COMPÓSITOS REFORÇADOS COM FIBRAS
Compósito Reforçado com Fibra
Utilidade e Recomendação
Revestimentos constituídos de resinas de alto desempenho reforçadas com fibra de Vidro(ou outras) são especialmente recomendados para utilização em ambientes químicos muito agressivos, para trabalho constante em imersão total, ou para situações que requeiram resistência mecânica elevada.
Utilidade e Recomendação
É utilizado na proteção de equipamentos novos ou recuperação de equipamentos com corrosão severa, substratos de aço carbono, aço inox, concreto dentre outros.
Maneira de Dispor As Fibras na Matriz
Comportamento Mecânico
Criação e Características dos Compósitos
COMPÓSITOS REFORÇADOS COM PARTÍCULAS
Compósitos Reforçados com Partículas
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 usado como Reforço Metralha (Entulho)
Concreto
Concreto
Concreto
Aplicação - Pykrete
Fase Matriz – Água Sólida ou Gelo Fase de Reforço – Serragem
História do Pykrete
Criado por Geoffrey Pyke. Gelo Misturado com Serragem na proporção de 14% de Serragem e 86% de Água. Tendo em Vista o problema de navios que circulavam no Ártico, propôs a criação de um Navio (Porta Aviões) de Pykrete, ou seja, De apenas Agua e Serragem.
Aplicação – Pykrete
Aplicação – Pykrete
Criação e Características dos Compósitos
COMPÓSITOS REFORÇADOS COM FOLHAS
Compósitos Reforçados com Folhas
Compósitos Reforçados com Folhas
Os laminados compósitos são um grupo muito particular de um conjunto de materiais que se designam 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.
Compósitos Reforçados com Folhas
Após o Processo de Fabricação, obtém assim um laminado de excelentes propriedades mecânicas, sobretudo em relação à baixa densidade.
Estruturas Sanduiche
Estruturas Sanduiche
Um dos tipos de componentes mais comuns e eficientes nos materiais compósitos. A ideia de sanduíche se deve ao fato de que um tal componente apresenta duas camadas externas feitas, no caso, em laminados de materiais compósitos, e um núcleo normalmente feito com alguma forma de espuma expansível ou o famoso “honeycomb”, ou “colméia”.
Estruturas Sanduiche
As camadas externas são responsáveis pela resistência à tensão e à compressão, enquanto o núcleo contribui com os esforços de cisalhamento, a solidez da peça e a transferência de solicitações mecânicas entre as camadas externas. Se pode facilmente perceber que quanto maior o espaçamento entre as camadas externas, maior será a resistência da peça à flexão.
Estruturas Sanduiche
Muito Utilizados na Aviação Experimental. Exemplos:
pás dos rotores de helicópteros; Superfícies de comando; Estabilizadores; Painéis em geral; Asas.
Estruturas Sanduíche – Aviação Experimental.
Estruturas Sanduíche – Automobilismo.
2ª Parte
CRIAÇÃO E CARACTERÍSTICAS DOS COMPÓSITOS
Criação e Características dos Compósitos
Quanto a sua fase Matriz, os compósitos são classificados 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
Elastômeros
Termoplástic os
Termoendur ecíveis
Criação e Características dos Compósitos
COMPÓSITOS DE MATRIZ CERÂMICA
Compósitos de Matriz Cerâmica
São materiais em que sua fase Matriz é composta por materiais Cerâmicos. São inerentemente resilientes á oxidação e à deterioração a temperaturas elevadas. São fortemente suscetíveis a fratura frágil. Matrizes Vítreas (Cerâmicas Vítreas) e Cimentícias.
Compósitos de Matriz Cerâmica
Os Materiais de Reforço Mais comuns são as Fibras de Carbono e Vidro além de Fibras de aço e de Polipropileno. Muito Utilizada na Aeronáutica e na industria Automobilística, também largamente utilizados na Construção Civil (Concreto).
Matriz Cerâmica - Aplicações
Criação e Características dos Compósitos
COMPÓSITOS DE MATRIZ POLIMÉRICA
Compósitos de Matriz Polimérica
São materiais em que sua fase Matriz é composta por materiais Poliméricos. As matrizes poliméricas devem a sua grande aplicação fundamentalmente à baixa densidade e à facilidade de processamento. Suporta qualquer tipo de Reforço (Partícula, Folha ou Fibra) absorve deformações e são resistentes a compressão.
Compósitos de Matriz Polimérica
MATRIZES ELASTOMÉRICAS
Matrizes Elastoméricas
São materiais em que sua fase Matriz é composta por Elastômeros (Borrachas). Os elastômeros são materiais macromoleculares que recuperam rapidamente a sua forma e dimensões iniciais, após cessar a aplicação de uma tensão; A principal Propriedade é o comportamento elástico após deformação em compressão ou tração, Resiliência.
Matrizes Elastoméricas
Os Materiais de Reforços Mais utilizados são o Nylon e o Aço principalmente nos pneus de carro.
Aplicação - Matrizes Elastoméricas
Compósitos de Matriz Polimérica
MATRIZES TERMOENDURECÍVEIS
Matrizes Matrizes Termoendurecív Termoendurecíveis eis
São materiais em que sua fase Matriz é composta por Materiais Termoendureciveis. As resin resinas as termoendurecí termoendurecíveis veis são são muito mais utilizadas como matrizes de laminados compósitos, sobretudo as resinas de poliester e de epóxido. epóxido. As propriedades propriedades mecânicas das resinas variam consideravelmente com a formulação e com os aditivos. A resistência à compressão é mais elevada que à tração.
Matrizes Matrizes Termoendurecív Termoendurecíveis eis
Exemplos de matrizes Termoendurecíveis são Resinas de Epoxito, Resinas de FenolFormaldeído, Resinas de Uréia-Formaldeído, Resinas de Melamina-Formaldeído e Poli(Imidas). Materiais de Matrizes Termoendurecíveis são utilizados em Sistemas de Aquecimento, Baquelite, Revestimentos de Mobilias, Caixas e Partes de Materiais Elétricos etc.
Matrizes Matrizes Termoendurecív Termoendurecíveis eis – Aplicações - Fiberglass
Obtém-se de uma adição de uma mistura formada por um estireno e um poliéster com ligações duplas a Fibra de Vidro.
Matrizes Termoendurecíveis – Aplicações - Fiberglass
Compósitos de Matriz Polimérica
MATRIZES TERMOPLÁSTICAS
Matrizes Termoplásticas
São materiais em que sua fase Matriz é composta por Materiais Termoplásticas. Principais Matrizes são de Poliamidas, Policarbonato e Polipropileno e ,geralmente, estas matrizes são reforçadas com Fibras de Vidro e fibras de Carbono. Muito Sensível ao Calor, em contra partida, pode ser remoldado e reciclado.
Matrizes Termoplásticas
Muito Utilizado na Industria do Automóvel na produção dos Painéis e também é muito utilizado na fabricação de maquinas e Ferramentas e de elementos de maquinas como polias, engrenagens etc.
Matrizes Termoplásticas Aplicações
Matrizes Termoplásticas Aplicações
Criação e Características dos Compósitos
COMPÓSITOS DE MATRIZ METÁLICA
Compósitos de Matriz Metálica
São materiais em que sua fase Matriz é composta 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 de Silício, Grafite e Boro.
Compósitos de Matriz Metálica
Suporta Altas temperaturas e possui muita resistência. Aplicado em Larga escala na Aviação e na industria automobilística, na produção de discos de travagem.
Matriz Metálica - Aplicações
Aplicações de Compósitos em um Avião.
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