Resumo Materiais Compósitos

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Materiais Compósitos
Um compósito pode ser considerado como qualquer material multifásico que exibe proporção significativa das propriedades das fases que o constituem. Essa combinação de propriedades segue o princípio da ação combinada. A perlita e aços duplex podem ser considerados compósitos metálicos. O osso e a madeira são considerados compósitos naturais.
Porém, materiais compósitos têm sido considerados apenas os materiais multifásicos feitos artificialmente nos quais as fases constituintes são quimicamente diferentes e estão separadas por uma interface distinta. Geralmente, são constituídos por apenas duas fases: a matriz e a fase dispersa. As propriedades são função das propriedades das fases, de suas quantidades e da geometria da fase dispersa (forma, tamanho, distribuição e orientação). 
Esses materiais podem ser classificados em compósitos: reforçados por partículas (equiaxiais) grandes ou dispersa; reforçados por fibras contínuas, descontínuas alinhadas ou descontínuas orientadas aleatoriamente; estruturais laminados ou painéis sanduíche.
Nos compósitos reforçados com partículas grandes, a interação entre a partícula e a matriz não pode ser tratada em nível atômico ou molecular. Geralmente a partícula é a fase mais dura e rígida, como por exemplo no concreto. É possível estimar o módulo de elasticidade do compósito seguindo a regra das misturas.
Já nos compósitos reforçados por dispersão, as partículas são muito pequenas e a interação ocorre na escala atômica ou molecular. Com isso, o mecanismo de aumento da resistência é igual ao do endurecimento por precipitação.
Na classe de compósitos reforçados com fibras, os materiais têm como objetivo alta resistência e/ou rigidez em relação ao peso, propriedades expressas em termos da resistência específica e módulo específico. As fibras podem ser classificadas em: whiskers, fibras e arames. Além disso, a geometria das fibras tem grande influência. Há um comprimento mínimo crítico para que haja efetiva melhora nas propriedades. Para a concentração, uma distribuição uniforme traz melhora significativa.
Para orientação, o compósito apresentará anisotropia com fibras alinhadas longitudinalmente, com aumento na resistência e perda de ductilidade para tensões longitudinais. No caso de fibras descontínuas e alinhadas, há menos anisotropia, mas sem o mesmo ganho nas propriedades. O compósito com fibras descontínuas orientadas aleatoriamente é utilizado em situações de tensões multidirecionais.
Por mais que a fase dispersa seja a responsável por trazer melhoras nas propriedades, a fase matriz também é muito importante. Podem ser polímeros, metais ou cerâmica.
Materiais compósitos com matriz polimérica (PMC) são largamente utilizados devido às suas propriedades à temperatura ambiente, facilidade de fabricação e baixo custo, podendo ser reforçados com fibra de vidro, fibra de carbono, fibra aramida, boro, carbeto de silício e óxido de alumínio. Os reforçados com fibras podem ser fabricados por três processos: pultrusão, prepreg ou enrolamento filamentar.
Os compósitos com matriz metálica (MMC) são obtidos com a utilização de um metal dúctil. Podem ser usados em temperaturas maiores que os PMCs, não são inflamáveis e possuem maior resistência à degradação por fluidos orgânicos. Porém, são mais caros. Já quando se deseja materiais resistentes à oxidação e deterioração em temperaturas elevadas, são indicados os compósitos de matriz cerâmica (CMC).
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