materiais compositos
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Definição
São Materiais Compostos por uma faseContínua (Matriz) e uma Dispersa (Reforço)cujas propriedades são obtidas através de
combinação das propriedades doscomponentes Individuais.
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Histórico
A utilização de materiais compósitos remonta àantiguidade, ao período Neolítico, quando ostijolos eram fabricados com barro e palha (2500
anos AC), os sarcófagos eram fabricadoscom madeira aglomerada (1500 anos AC)
Os arcos eram verdadeiras estruturas
compósitas laminadas, constituídas pormadeira e outros materiais como pele, osso,chifre e tendões (800 anos AC).
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Importância
Devido ao avanço tecnológico acelerado,principalmente no Século XX, iniciou-se aprocura ,vital, por materiais com combinações
peculiares (incomuns) de propriedades, com ointuito de suprir essa necessidade.
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NECESSIDADEINDUSTRIAL PORPROPRIEDADES
INCOMUNS
Materiais
Compósitos
MatrizCerâmica
MatrizMetálica
MatrizPolimérica
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CRIAÇÃO E CARACTERÍSTICASDOS COMPÓSITOS
1ª Parte
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Criação e Características dosCompósitos
Quanto a Sua Fase de Reforço, Os compósitossão classificados de 3 Maneiras.
Em sua fabricação, o reforço pode ser aplicadode 3 maneiras. Com Fibras;
Com Partículas;
Ou de Maneira estrutural (Laminados e Sanduiche).
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COMPÓSITOS REFORÇADOSCOM FIBRAS
Criação e Características dos Compósitos
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Compósito Reforçado comFibra
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Utilidade e Recomendação
Revestimentos constituídos de resinas de altodesempenho reforçadas com fibra de Vidro(ououtras) são especialmente recomendados para
utilização em ambientes químicos muitoagressivos, para trabalho constante emimersão total, ou para situações que requeiram
resistência mecânica elevada.
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Maneira de Dispor As Fibras naMatriz
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Comportamento Mecânico
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COMPÓSITOS REFORÇADOSCOM PARTÍCULAS
Criação e Características dos Compósitos
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Compósitos Reforçados comPartículas
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Característica Em geral a fase particulada é mais dura e mais
rígida que a matriz; A matriz transfere parte da tensão aplicada às
partículas que suportam uma fração da carga.
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Aplicação - Concreto
Fase Matriz – Cimento
Fase de Reforço – Areia + Brita
Também é usadocomo Reforço Metralha(Entulho)
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Concreto
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Concreto
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Concreto
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Aplicação - Pykrete
Fase Matriz – ÁguaSólida ou Gelo
Fase de Reforço –
Serragem
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História do Pykrete
Criado por Geoffrey Pyke.
Gelo Misturado com Serragem na proporção de14% de Serragem e 86% de Água.
Tendo em Vista o problema de navios quecirculavam no Ártico, propôs a criação de umNavio (Porta Aviões) de Pykrete, ou seja, De
apenas Agua e Serragem.
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Aplicação – Pykrete
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Aplicação – Pykrete
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COMPÓSITOS REFORÇADOSCOM FOLHAS
Criação e Características dos Compósitos
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Compósitos Reforçados comFolhas
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Compósitos Reforçados comFolhas
Os laminados compósitos são um grupo muitoparticular de um conjunto de materiais que sedesignam por compósitos, constituídos por uma
matriz que aglomera um reforço. Os laminados compósitos são em geral
de matriz polimérica reforçada com fibras
longas de alta resistência.
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Compósitos Reforçados comFolhas
Após o Processo de Fabricação, obtém assimum laminado de excelentes propriedadesmecânicas, sobretudo em relação à baixa
densidade.
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Estruturas Sanduiche
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Estruturas Sanduiche
Um dos tipos de componentes mais comuns eeficientes nos materiais compósitos.
A ideia de sanduíche se deve ao fato de que
um tal componente apresenta duas camadasexternas feitas, no caso, em laminados demateriais compósitos, e um núcleo
normalmente feito com alguma forma deespuma expansível ou o famoso “honeycomb”, ou “colméia”.
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Estruturas Sanduiche
As camadas externas são responsáveis pelaresistência à tensão e à compressão, enquantoo núcleo contribui com os esforços de
cisalhamento, a solidez da peça e atransferência de solicitações mecânicas entreas camadas externas. Se pode facilmente
perceber que quanto maior o espaçamentoentre as camadas externas, maior será aresistência da peça à flexão.
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Estruturas Sanduiche
Muito Utilizados na Aviação Experimental.
Exemplos: pás dos rotores de helicópteros;
Superfícies de comando; Estabilizadores;
Painéis em geral;
Asas.
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Estruturas Sanduíche – AviaçãoExperimental.
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Estruturas Sanduíche – Automobilismo.
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CRIAÇÃO E CARACTERÍSTICASDOS COMPÓSITOS
2ª Parte
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Criação e Características dosCompósitos
Quanto a sua fase Matriz, os compósitos sãoclassificados de 3 Maneiras. Compósitos de Matrizes Cerâmicas;
Compósitos de Matrizes Poliméricas; Elastômeros;
Termoplásticas;
Termoendurecíveis.
Compósitos de Matrizes Metálicas.
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Compósitos
Matriz
Cerâmica
Matriz
Polimérica
Matriz Metálica
ElastômerosTermoplástic
osTermoendur
ecíveis
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COMPÓSITOS DE MATRIZCERÂMICA
Criação e Características dos Compósitos
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Compósitos de Matriz Cerâmica
São materiais em que sua fase Matriz écomposta por materiais Cerâmicos.
São inerentemente resilientes á oxidação e à
deterioração a temperaturas elevadas. Sãofortemente suscetíveis a fratura frágil.
Matrizes Vítreas (Cerâmicas Vítreas) e
Cimentícias.
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Compósitos de Matriz Cerâmica
Os Materiais de Reforço Mais comuns são asFibras de Carbono e Vidro além de Fibras deaço e de Polipropileno.
Muito Utilizada na Aeronáutica e na industria Automobilística, também largamente utilizadosna Construção Civil (Concreto).
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Matriz Cerâmica - Aplicações
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COMPÓSITOS DE MATRIZPOLIMÉRICA
Criação e Características dos Compósitos
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Compósitos de MatrizPolimérica
São materiais em que sua fase Matriz écomposta por materiais Poliméricos.
As matrizes poliméricas devem a sua grande
aplicação fundamentalmente à baixa densidadee à facilidade de processamento.
Suporta qualquer tipo de Reforço (Partícula,
Folha ou Fibra) absorve deformações e sãoresistentes a compressão.
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MATRIZES ELASTOMÉRICAS
Compósitos de Matriz Polimérica
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Matrizes Elastoméricas
São materiais em que sua fase Matriz écomposta por Elastômeros (Borrachas).
Os elastômeros são materiais
macromoleculares que recuperam rapidamentea sua forma e dimensões iniciais, após cessar aaplicação de uma tensão;
A principal Propriedade é o comportamentoelástico após deformação em compressão outração, Resiliência.
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Matrizes Elastoméricas
Os Materiais de Reforços Mais utilizados são oNylon e o Aço principalmente nos pneus decarro.
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Aplicação - MatrizesElastoméricas
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MATRIZESTERMOENDURECÍVEIS
Compósitos de Matriz Polimérica
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Matrizes Termoendurecíveis
São materiais em que sua fase Matriz écomposta por Materiais Termoendureciveis.
As resinas termoendurecíveis são muito mais
utilizadas como matrizes de laminadoscompósitos, sobretudo as resinas de poliester ede epóxido.
As propriedades mecânicas das resinas variamconsideravelmente com a formulação e com osaditivos. A resistência à compressão é maiselevada que à tração.
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Matrizes Termoendurecíveis
Exemplos de matrizes Termoendurecíveis sãoResinas de Epoxito, Resinas de Fenol-Formaldeído, Resinas de Uréia-Formaldeído,
Resinas de Melamina-Formaldeído ePoli(Imidas).
Materiais de Matrizes Termoendurecíveis são
utilizados em Sistemas de Aquecimento,Baquelite, Revestimentos de Mobilias, Caixas ePartes de Materiais Elétricos etc.
M t i T d í i
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Matrizes Termoendurecíveis – Aplicações - Fiberglass
Obtém-se de umaadição de uma misturaformada por um
estireno e um poliéstercom ligações duplas aFibra de Vidro.
M t i T d í i
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Matrizes Termoendurecíveis – Aplicações - Fiberglass
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MATRIZESTERMOPLÁSTICAS
Compósitos de Matriz Polimérica
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Matrizes Termoplásticas
São materiais em que sua fase Matriz écomposta por Materiais Termoplásticas.
Principais Matrizes são de Poliamidas,
Policarbonato e Polipropileno e ,geralmente,estas matrizes são reforçadas com Fibras deVidro e fibras de Carbono.
Muito Sensível ao Calor, em contra partida,pode ser remoldado e reciclado.
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Matrizes Termoplásticas
Muito Utilizado na Industria do Automóvel naprodução dos Painéis e também é muitoutilizado na fabricação de maquinas e
Ferramentas e de elementos de maquinascomo polias, engrenagens etc.
M t i T lá ti
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Matrizes Termoplásticas -Aplicações
M t i T lá ti
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Matrizes Termoplásticas -Aplicações
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COMPÓSITOS DE MATRIZMETÁLICA
Criação e Características dos Compósitos
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Compósitos de Matriz Metálica
São materiais em que sua fase Matriz écomposta por Materiais Metálicos.
Os principais reforços são de Materiais
Cerâmicos. Matrizes Leves a base de Alumínio, Magnésio
ou Titânio.
Reforços a base de Alumina, Carboneto deSilício, Grafite e Boro.
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Compósitos de Matriz Metálica
Suporta Altas temperaturas e possui muitaresistência.
Aplicado em Larga escala na Aviação e na
industria automobilística, na produção dediscos de travagem.
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Matriz Metálica - Aplicações
Aplicações de Compósitos em
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Aplicações de Compósitos emum Avião.
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PASSAR VÍDEOS
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DUVIDAS???