Preparação de Compósitos

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Aluna: Nykolle Fernandes.
Drs.: Ingrid Russoni e Leonardo Martins.
PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS DE COMPÓSITOS
1. Introdução
1.1 O que são compósitos?
É o resultado da combinação de dois ou mais materiais com o intuito de obter um produto final de maior qualidade e resistência.
As fases constituintes de um compósito são:
reforço: geralmente descontínua, mais rígida e mais resistente
matriz: contínua e geralmente menos rígida e resistente
1. Introdução
Fase matriz
Polímero (PMC)
Cerâmica (CMC)
Metal (MMC)
Fase dispersa
Metais
Mineirais
Materiais orgânicos naturais
1.2 Estrutura de um compósito:
1. Introdução
Fase Matriz: Argamassa - areia, água e o cimento.
Fase Dispersa: Pedras/ brita.
1.2 Exemplo de compósito: Concreto
Macroestrutura do concreto
Fibra de Coco (orgânico)
Materiais: 
Fase Matriz: Líquido da casca de caju, resinas epóxidicas;
Fase dispersa: Fibras naturais: Coco.
Fibras em compostos cimentício
Materiais: 
Fase Matriz: Cimento Portland com poucas adições, sílica ativa e a cinza volante;
Fase dispersa: dois tipos de fibras, metálica e de polipropileno.
2. Prepação de amostras
2. Prepação de amostras
2.1 Fibra de Coco
Análise da estrutura da superfície das fibras e compósitos através de MEV a fim de observar as modificações ocorridas após tratamento químico.
As análises microscópicas para os compósitos, foram obtidas em microscópio eletrônico DSM 940A, com voltagem de aceleração de 10 KV.
Os compósitos foram inicialmente cortados 5 mm, área total de 25 mm² e posteriormente metalizados com cobertura de ouro (Emitech K550).
2. Prepação de amostras
2.1 Fibra de Coco
As análises de fibras de coco natural apresentam superfície com presença de poros e outros constituintes como resíduos vegetais e ceras.
Micrografia de Coco Natural (500X).
2. Prepação de amostras
2.1 Fibra de Coco
A figura a seguir apresenta a micrografia de fibras de coco após lavagem com água, com a remoção de parte das impurezas superficiais.
Micrografia da fibra de coco após lavagem com água (500X).
2. Prepação de amostras
2.1 Fibra de Coco
A micrografia da superfície das fibras submetidas a tratamento alcalino com NaOH 5%, removeu parcialmente a camada de cutícula, deixando as fibrilas e as marcas globulares (cavidades) mais expostas.
Micrografia da fibra de coco após tratamento com NaOH 5% (500X).
2. Prepação de amostras
2.1 Fibra de Coco
A fibra de coco submetida ao tratamento alcalino com NaOH 10%, mostrou um resultado mais efetivo no lixiviamento da camada de cutícula e remoção de material.
Micrografia da fibra de coco após tratamento com NaOH 10% (500X).
2. Prepação de amostras
2.2 Fibras em compostos cimentício
A microtomografia 3D é uma ferramenta eficiente para determinação do posicionamento das fibras, gerando imagens sequencialmente, criando uma representação em três dimensões da amostra. Ainda, a microscopia eletrônica de varredura (MEV) pode ser utilizada na análise da interação das fibras com o compósito. 
2. Prepação de amostras
2.2 Fibras em compostos cimentício
Para a obtenção das imagens, foi extraída uma amostra de dimensões de 22mm de diâmetro e 30mm de altura de um corpo de prova prismático de geometria originária de 50mm de diâmetro e 100mm de altura. 
Amostra para o ensaio.
2. Prepação de amostras
2.2 Fibras em compostos cimentício
O material ainda no estado fresco foi submetido a uma pressão confinante de 20 MPa, com auxílio de uma forma especial, pelo período de 24h.
Após a desforma dos corpos de provas aplicou-se cura térmica nas amostras por 24h a uma temperatura de 90°C. 
2. Prepação de amostras
2.2 Fibras em compostos cimentício
 Após as amostras foram encaminhadas a ambiente de umidade saturada e temperatura controlada de 21°C ± 2. 
Para a realização do ensaio de diagnóstico por imagem não se fez necessário nenhum preparo ou procedimento prévio.
2. Prepação de amostras
2.2 Fibras em compostos cimentício
 O equipamento utilizado é um MEV com analisador químico EDS, o qual possibilita gerar imagens com resolução de até 3nm com magnificação de 700.000x e energia de medição de 30kV, podendo operar em baixo e alto vácuo.
2. Prepação de amostras
2.2 Fibras em compostos cimentício
2. Prepação de amostras
2.2 Fibras em compostos cimentício
Imagem de MEV da distribuição e geometria das fibras em um trecho da amostra.
3. Considerações finais
 Conclui-se que diferentes materiais compósitos necessitam de diferentes metodologias durante a preparação de amostras para análise microscópica.
Referências Bibiográficas 
ESMERALDO, Milena Alencar. Preparação de novos compósitos suportados em matriz de fibra vegetal/natural. 2006.
FARIA, Alfredo R. de. Introdução a Compósitos. Disponível em: http://www.mec.ita.br/~arfaria/MT717_11.pdf. Acesso 22 de Março de 2021.
PACHECO, F. et al. Aplicação de MEV e microtomografia 3D na investigação da distribuição de fibras em compósitos cimentícios avançados. Revista IBRACON de Estruturas e Materiais, v. 9, n. 6, p. 824-841, 2016.
VENTURA, Ana Mafalda FM. Os Compósitos e a sua aplicação na Reabilitação de Estruturas metálicas. Ciência & Tecnologia dos Materiais, v. 21, n. 3-4, p. 10-19, 2009.
 Obrigada!