Escola de Educao Profissional de Farroupilha ETFAR/UCS Curso Tcnico em Plstico

Moldagem de Termorrgidos

Materiais Compsitos

Nilca Mondadori

Farroupilha, 04 de Maro de 2010.

O QUE UM MATERIAL COMPSITO?American Society for testing and Materials (ASTM)Mistura fsica de dois ou mais materiais, combinados para formar um novo material de engenharia til, com propriedades diferentes aos componentes puros, podendo ser obtidos por combinao de metais, cermicas ou polmeros.

QUAL O OBJETIVO DE SE PREPARAR UM COMPSITO? Para aplicaes tecnolgicas que exigem materiais com combinaes incomuns de propriedades, que no podem ser alcanadas por materiais polimricos, cermicas e metlicos comuns. Ao invs de desenvolver um novo material que pode ou no ter as propriedades desejadas para uma determinada aplicao, modifica-se um material j existente, atravs da incorporao de outro(s) componente(s).

Ao invs de desenvolver um novo material que pode ou no ter as propriedades desejadas para uma determinada aplicao, modifica-se um material j existente, atravs da incorporao de outro(s) componente(s).QUAL O OBJETIVO DE SE PREPARAR UM COMPSITO?

APLICAES DE COMPSITOSSurgiu inicialmente na indstria aeronutica devido necessidade de diminuio de peso, preservando a robustez dos componentes estruturais.Atualmente, muitas peas em materiais compostos podem ser encontradas nos avies em substituio aos materiais metlicos: fuselagem, spoilers, portas de trem de aterrissagem, portas internas, etc.,

APLICAES DE COMPSITOS

APLICAES DE COMPSITOSOs helicpteros possuem tambm vrios componentes em material composto: ps da hlice principal, hlice traseira, rvore de transmisso, fuselagem, etc.

APLICAES DE COMPSITOSIndstria Automobilstica: utilizao mais recente. Teto, cap, crter de leo, colunas de direo, rvores de transmisso, molas laminadas, painis, etc., Vantagens: alm da leveza; maior facilidade para produo de peas de formato complexo.

APLICAES DE COMPSITOSEsportes: raquetes de tnis, tacos de golf, pranchas de surf, barcos de competio, skis, etc

APLICAES DE COMPSITOSIndstria aeroespacial

COMPSITOS POLIMRICOSCargaPolmero (Matriz)Novo Material+

FUNES DA MATRIZ1) Distribuir e transferir tenses mecnicas para as cargas;

2) Proteger a superfcie da carga contra corroso;

3) Ligar a carga uma a outra.

FUNES DA CARGAMelhorar o desempenho mecnico da matriz

VANTAGENS- Resistncia trao ; Rigidez ; Tenacidade ; Estabilidade trmica e dimensional.

DESVANTAGENS- Aumenta o custo e densidade da matriz;- Pode causar distoro na pea;- Reduz fluxo do material fundido (dificulta o processamento).Modificar as propriedades da matriz

VANTAGENS- Rigidez ; Mdulo de Flexo e trao ; Estabilidade trmica e dimensional ; Aumentar a condutividade eltrica e trmica .

DESVANTAGENS- Aumenta a densidade da matriz;- Reduz fluxo do material fundido(dificulta o processamento);- Diminui tenacidade.

FUNES DA CARGA Cargas fibrosas Fibra de vidro (FV) Fibra de Carbono (FC) Fibra de Kvlar Fibra de Boro CaCO3 , Caulim, Alumina, Esfera de vidro, Talco, Flakes (flocos) de alumnio ou prata

CLASSIFICAO DOS COMPSITOSOs materiais compostos podem ser classificados de acordo com a morfologia da fase dispersa (cargas).CLASSIFICAO

CLASSIFICAO DOS COMPSITOS

COMPSITOS PARTICULADOS Apresentam relao entre a maior e menor dimenso do corpo (L/D) menor que 3. Os compsitos particulados so mais utilizados em compsitos de matriz cermica e metlica: aumento na dureza do material e da tenacidade fratura. Para matrizes polimricas a introduo de partculas no leva a um aumento substancial das propriedades mecnicas do polmero. Explicao: Isto ocorre, pois as tenses no so efetivamente transferidas da matriz polimrica para entidades esfricas dotadas de pequena rea superficial.Tambm podem atuar como nucleadores de trincas.

COMPSITOS FIBROSOSNormalmente, as fibras so as cargas de reforo mais eficientes.As fibras tipicamente usadas em compsitos em matrizes polimricas so: fibras de vidro, carbono, boro, e mais recentemente fibras de Kevlar e fibras naturais.FUNO: as fibras so usadas como agente sustentador de tenses e visam conferir elevadas propriedades mecnicas aos compsitos.

COMPSITOS FIBROSOSCompsitos com fibras podem ser divididos em:Compsitos com fibras contnuas: as tenses aplicadas so preferencialmente suportadas pelas fibras; a matriz atua como agente de unio e transferidor de tenses.

Compsitos com fibras descontnuas:

no oferecem nveis de reforo similares aos das fibras contnuas; apresentam versatilidade de processamento (injeo e extruso).

OUTROS COMPSITOS Compsitos Laminados: so formados atravs do empilhamento de vrias finas camadas impregnadas com resina polimrica, tambm denominadas de lminas.

Compsitos hbridos: so aqueles constitudos por mais de um material como agente de reforo.

Exs: resina epxi reforada com fibras de vidro e fibra de carbono, polister reforado com fibra natural e fibra de vidro.

PROPRIEDADES DOS COMPSITOSO desempenho dos compsitos fortemente influenciado pelas propriedades dos seus constituintes:

distribuio; frao volumtrica; e interao entre eles.

As propriedades mecnicas dos compsitos reforados com fibras dependem de alguns fatores, tais como:

orientao das fibras; comprimento; distribuio; composio qumica da matriz e das fibras, etc.PROPRIEDADES DOS COMPSITOS

Microscopia ptica distribuio e tamanho das fibras de vidroPET/FV983 80/20 MRMicroscpio ptico Nikon, modelo Epihot 200, com cmera digital DMX 1200F.

Software para anlise de imagem Image Pro-Plus, contagem 300 fibras (Ni) e medida do comprimento (Li)

Termorrgidos: so frgeis, o processo de trincamento (fratura) similar ao que ocorre nos metais (deformao por cisalhamento)

Termoplsticos: para os termoplsticos (dcteis), o mecanismo de fratura predominante o microfibrilamento sob tenso (crazing). FRATURA EM COMPSITOSMecanismos

MECANISMOS DE FALHA LOCAL Arrancamento das fibras;

Ponte de fibras (fiber bridging): as superfcies de uma trinca so interligadas por fibras;

Deslizamento interfacial matriz/fibras, seguido da ruptura das fibras;

Ruptura de fibras;

Trincamento da matriz.

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