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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO - UFERSA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA CURSO: BACHARELADO EM CIENCIA E TECNOLOGIA DISCIPLINA: FUNDAMENTOS DE CIÊNCIAS DOS MATERIAIS DOCENTE: CRISTIAN KELLY DISCENTE: JAÍNE VERÍSSIMO DANTAS TURMA: 04 COMPÓSITOS INTRODUÇÃO Os compósitos, surgiram na metade do século XX, com a fabricação de compósitos multifásicos, como por exemplo os polímeros reforçados com fibras de vidro. O reconhecimento de combinar materiais diferentes durante a fabricação, resultou na identificação dos compósitos como uma nova classe, que combina metais, cerâmicas e polímeros. Na natureza podemos encontrar alguns tipos de compósitos como a madeira que consiste em fibras da celulose resistentes e flexíveis que estão envolvidas e são mantidas unidas por um material mais rígido, chamada de lignina. e um outro exemplo são os ossos constituído pela resistente, porém macia, proteína denominada de colágeno e o duro e frágil mineral denominado apatita. DEFINIÇÃO Os compósitos são considerados como qualquer material multifásico que exibe uma proporção significativa de propriedades de ambas as fases constituintes, obtendo uma melhor combinação de propriedades, deste modo, podemos afirmar que materiais compósitos são a união de dois ou mais materiais distintos com o objetivo de formar um terceiro material de melhor qualidade que tenha características específicas dos materiais utilizados. Esse tipo de material é multifásico e feito artificialmente, e suas fases devem ser quimicamente e fisicamente diferentes. Os compósitos possuem divisões básicas, constituídos pela fase matriz (cerâmica, metálica ou polimérica) e fase dispersa (geralmente fibras ou partículas que servem como carga). CLASSIFICAÇÃO • COMPOSITOS REFORÇADOS COM PARTICULAS: – partículas grandes: a fase particulada é mais dura e mais rígida que a fase matriz. Compósitos com partículas grandes são utilizados com os três tipos de materiais: metais, polímeros e cerâmicas. – reforçado por dispersão: as partículas são em geral muito menores com diâmetros entre 0,01 µm e 0,1 µm. • COMPOSITOS REFORÇADOS COM FIBRAS: – continuas (alinhadas) – descontinuas (curtas) • COMPOSITO ESTRUTURAL: – laminados – painéis-sanduiche FASE MATRIZ A fase matriz geralmente é continua e envolve a dispersa. Geralmente, os metais e os polímeros são escolhidos como matrizes, pois alguma ductilidade é desejável. • Primeira função – liga as fibras umas às outras e atua como meio pelo qual uma tensão aplicada externamente é transmitida e distribuída para as fibras • Segunda função - proteger as fibras individuais contra danos superficiais decorrentes da abrasão mecânica (desgaste por fricção) ou de reações químicas com o ambiente. • Terceira função - a matriz separa as fibras umas das outras, prevenindo a propagação de trincas de uma fibra para outra. A fase matriz serve como uma barreira a propagação de trincas. Compósitos com matriz polimérica: consistem em uma resina polimérica como a fase matriz, utilizando fibras como o meio de reforço. Esses materiais são usados em diversas aplicações dos compósitos, devido a sua facilidade de fabricação e do seu custo. Compósitos com matriz cerâmica: Os materiais cerâmicos são resistentes à oxidação e à deterioração em temperaturas elevadas. Os compósitos com matriz cerâmica apresentam maior resistência a choques térmicos (mudança repentina de temperatura) Compósitos com matriz metálica: Nos compósitos com matriz metálica, a matriz é um metal dúctil. As ligas de alumínio, magnésio, titânio e cobre são empregadas como materiais de matriz. O reforço pode ser na forma de partículas, fibras (contínuas e descontínuas). FASE DISPERSA Na segunda fase, As propriedades agem em função das propriedades das fases constituintes, das quantidades relativas e da geometria da fase dispersa. • Na Geometria da fase dispersa, deve ser considerado a forma, o tamanho, a distribuição e a orientação das partículas. Compósitos reforçados com fibras: Os objetivos de projetar compósitos reforçados com fibras incluem características como alta resistência e/ou rigidez em relação ao peso. As características mecânicas de um compósito reforçado com fibras dependem também do grau em que a carga é transmitida para as fibras pela fase matriz. A ligação entre as fase fibra e matriz é importante para a extensão dessa transferência de carga. APLICAÇÕES • Indústria aeroespacial e militar – rigidez mecânica e baixa densidade são critérios essenciais e determinantes. Exemplos: – Principais peças estruturais (flap e aerofólio, hélices e freios aerodinâmicos); – Fuselagem das aeronaves – pás do rotor e cabinas dos helicópteros – Capacetes • Indústria automotiva – é inegável sua importância no mundo moderno e como influencia diretamente nossas vidas. As propriedades que geralmente são almejadas são resistência à temperatura, rigidez e resistência à fadiga. Exemplos: – Peças do interior (cockpit, assentos, painéis de instrumentos) – Estruturas externas (painéis de carroceria, partes inferiores, módulos traseiro e dianteiro) – Componentes elétricos e eletrônicos – Partes do motor e componentes mecânicos (eixos e suspensões, sistemas de exaustão e de combustíveis) •Indústria da construção civil – Setor de extrema importância para a sociedade. Nesse caso, os compósitos são ideais por sua resistência, densidade reduzida, resistência ao impacto, baixa inflamabilidade (com a combinação adequada de resinas e aditivos), baixa manutenção e flexibilidade de design. Exemplos: – Painéis – Fôrmas para concreto – Reservatórios de água – Peças sanitárias CONCLUSÃO https://materiaisjr.com.br/concreto-aplicacoes-e-propriedades/ Por fim, os materiais compósitos foram um grande avanço para a indústria de um modo geral. Esse fato ocorre por uma série de vantagens que os compósitos oferecem. Com isso, os produtos têm uma maior qualidade, e características escolhidas para que, o produto final, possa ser mais eficiente, além de mais vantajoso para a indústria e para o consumidor. ICAPUÍ – CE 23/11/2022
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