Princípios de Ciências de Materiais: Compósitos

Apresentação em tema: "Princípios de Ciências de Materiais: Compósitos"— Transcrição da apresentação:

1 Princípios de Ciências de Materiais: Compósitos
Universidade Federal de Ouro Preto / JM     Princípios de Ciências de Materiais: Compósitos Francis Mendes Luann Carlos Vinícius Mezadri

2 Índice 1 – Introdução 2 – Definição 3 – Características
4 – Classificação dos Compósitos 5 – Aplicações 6 – Conclusão

3 Introdução : Histórico : Manipulação dos recursos naturais.
Proteção do Homem. Preocupação com a redução dos custos nas industriais. Necessidade de inovação.

4 Mercados de materiais compósitos

5 Definição : Compósito é um material heterogêneo formado por dois ou mais constituintes distintos, classificados por fibras, contínuas ou não, de um material resistente (reforço, que é descontínuo, ou seja, envolvido pela matriz) e matriz ( material de preenchimento, de resistência mecânica inferior à da fibra). A fase matriz pode ser um metal, um polímero ou um cerâmico, que confere estrutura ao material compósito preenchendo os espaços vazios que ficam no reforço e mantendo-o na sua posição

6 Características : Leveza e facilidade de transporte
Resistencia Química Resistencia as intempéries Flexibilidade Arquitetônica Durabilidade Fácil Manutenção Resistencia Mecânica Feito sob medida

7 Classificação dos Compósitos de acordo com a matriz:
MATRIZ METÁLICA MATRIZ CERÂMICA MATRIZ POLIMÉRICA

8 Materiais compósitos :
Matriz Cerâmica Vantagens: são resistentes à oxidação e à deterioração sob temperaturas elevadas. Desvantagens: Predisposição destes materiais à fratura.

9 Materiais compósitos :
Matriz Metálica Vantagens: alta resistência mecânica e aproveitar e grande potencial de redução de peso. Desvantagens: alto custo

10 Materiais compósitos :
Matriz Polimérica É constituída por muitas partes, unidas ou ligadas quimicamente entre si, de modo a formar um sólido. MATRIZ POLIMÉRICA Termoplásticos Termoendurecíveis

11 Materiais compósitos Matriz Polimérica
Vantagens: (à temperatura ambiente) baixo peso, bem como processos fáceis de fabrico e custo reduzido. Desvantagens: impossibilidade de trabalho a altas temperaturas, instabilidade dimensional devido aos elevados coeficientes de expansão térmica, a sensibilidade à radiação e, em alguns casos, a absorção da umidade ambiente.

12 COMPÓSITOS MATRIZ METÁLICA MATRIZ CERÂMICA MATRIZ POLIMÉRICA Termoplásticos Termoendurecíveis

13 Materiais compósitos Os três principais tipos de Fibras Sintéticas são: Fibras Sintéticas Fibra de Vidro Fibra de Aramida Fibra de Carbono

14 Fibras Sintéticas : 1. Fibra de Vidro boa estabilidade dimensional
boa resistência ao calor, à umidade e à corrosão boas propriedades de isolamento elétrico elevado quociente entre resistência e peso facilidade de fabrico e custo relativamente baixo

15 Fibras Sintéticas : 2. Fibra de Aramida (ou poliamida aromática)
baixo peso elevada rigidez absorção de impacto resistência mecânica muito elevada preço elevado

16 Fibras Sintéticas : 3. Fibra de Carbono resistência mecânica
baixa densidade módulo de elasticidade elevados

17 Aplicações : Surgiu inicialmente na área aeronáutica devido a necessidade de diminuição de peso, preservando a robustez dos componentes estruturais. Podem ser encontradas nos aviões em substituição aos materiais metálicos (fuselagem, spoilers, portas de trem de aterrissagem, portas internas)

18 Indústria Automobilística:
Inicialmente eram produzidos somente párachoques e tetos de automóveis. Atualmente, o material composto é utilizado para a fabricação de capôs, carters de óleo, colunas de direção, árvores de transmissão, molas laminadas, painéis, dentre outras peças.

19 Bioengenharia: São usados na fabricação de próteses internas e externas. Como por exemplo a substituição do fêmur, com uma haste de compósito encimada por uma esfera de Al2O3 ; suporte de pessoas com problemas de locomoção, através de náilon/fibras de carbono; ou até mesmo válvulas de coração artificial em carvão pirolítico.

20 Esportes : A Fórmula 1 pode ser considerada como um laboratório para as inovações tecnológicas. Em muitos casos, o que se emprega dentro dos carros de Fórmula 1 será utilizado futuramente nos carros de passeio.

21 Esportes : Em praticamente todas as atividades esportivas, a redução do peso está diretamente ligada a redução do tempo de execução de uma prova esportiva. Como exemplo disto, podemos citar barcos a vela, skis e bicicletas. Em alguns casos, o que se procura é a agilidade e a perfeição de alguns golpes, como no tênis, com suas raquetes; no golfe, com seus tacos; e no surf, com suas pranchas.

22 Saneamento Básico : Utilizados em tubos e estações de tratamento de água e efluentes, esse é um segmento com expressiva atuação do setor de compósitos e com grande expectativa de crescimento.

23 Construção Civil: O compósito já é amplamente utilizado por este segmento, sendo utilizado para fabricação de caixas d'água, tanques, coberturas, perfis, mármore sintético, banheiras, telhas.

24 Outros : No setor eletrônico o material á aplicado em leitos para cabos, antenas, elementos de isolação, cabines telefônicas. Em setores químicos e petrolíferos, 20% das plataformas de petróleo da Petrobrás já utilizam produtos fabricados a partir de compósitos, substituindo, por exemplo, as grades de piso em aço.

25 Conclusão: A crescente exigência das novas tecnologias, sobretudo no que respeita à combinação de propriedades incompatíveis de variados materiais, como a resistência mecânica e tenacidade, levou ao aparecimento de novos materiais. Estes materiais são cada vez mais utilizados como substitutos dos materiais convencionais.