Compósito

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Materiais compósitos ou compostos ou composite (em inglês), são aqueles que possuem pelo menos dois componentes ou duas fases, com propriedades físicas e químicas nitidamente distintas em sua composição. Separadamente, os constituintes do compósito mantém suas características porém, quando misturados, formam um composto com propriedades impossíveis de se obter com apenas um deles. Alguns exemplos são metais e polímeros, metais e cerâmicas ou polímeros e cerâmicas.

A aplicação de materiais compósitos vai desde simples artigos utilizados no dia a dia até aplicações em produtos de alta tecnologia. A aplicação desses materiais é uma realidade atual nas indústrias de ponta, com destaque no segmento aeronáutico e aeroespacial. Diversos projetos já foram desenvolvidos considerando-se suas propriedades, tais como: F-18 e F-22 no segmento aeronáutico militar; e Airbus 380 e Boeing 787 no segmento de aeronáutica civil. A título de curiosidade, já antigas civilizações utilizavam compósitos (palha+barro) na produção de tijolos.

Os materiais que podem compor um material compósito podem ser classificados em dois tipos: matriz e reforço.

  • [1]A faze matriz dos compósitos fibrosos pode ser um metal, um polímero ou uma cerâmica. Em geral, os metais e os polímeros são usados como os materiais de matrizes, pois alguma ductilidade é desejável. Nos compósitos reforçados com fibras, a fase matriz serve para varias funções. Em primeiro lugar, ela une as fibras umas ás outras e atua como o meio através do qual uma tensão aplicada externamente é transmitida e distribuída para as fibras, apenas uma proporção muito pequena de uma carga aplicada é suportada pela fase matriz. A segunda função da matriz é de proteger as fibras individuais contra danos superficiais em decorrência de abrasão mecânica ou de reações químicas com o ambiente. Tais interações podem introduzir defeitos superficiais que são capazes de formar trincas, as quais podem levar a falha sob baixos níveis de tensão de tração. Finalmente, a matriz separa as fibras e, em virtude de sua relativa baixa dureza e plasticidade, previne a propagação de trincas frágeis de uma fibra para a outra, o que poderia resultar em uma falha catastrófica, em outras palavras a faze matriz serve como uma barreira contra a propagação de trincas. Embora algumas das fibras individuais falhem, a fratura total do compósito não irá ocorrer até que um grande número de fibras adjacentes, uma vez que tenham falhado, forme um aglomerado com dimensões críticas.
  • Os materiais reforços são os que realçam as propriedades mecânicas, electromagnéticas ou químicas do material compósito como um todo.

Pode ainda surgir uma sinergia entre material matriz e materiais reforços que resulta em um material compósito final, com propriedades não existentes nos materiais constituintes individualmente. A grande variedade de matrizes e materiais de reforço permite que seja selecionada uma combinação ótima nos projetos.

Descrição dos materiais compósitos[editar | editar código-fonte]

Material de Reforço[editar | editar código-fonte]

Matriz[editar | editar código-fonte]

  • Matriz Polimérica
  • Matriz Metálica
  • Matriz Cerâmica

Compósitos Híbridos[editar | editar código-fonte]

[1]O Compósito híbrido é um compósito reforçado com fibras, obtido utilizando-se dois ou mais tipos de fibras diferentes em uma única matriz, os híbridos possuem uma melhor combinação global de propriedades do que compósitos que contêm apenas um único tipo de fibra . É utilizada uma variedade de combinações de fibras e de materiais para a matriz, mas, no sistema mais comum, tanto fibras de carbono quanto fibras de vidro são incorporadas em uma resina polimérica. As fibras de carbono são resistentes e relativamente rígidas e proporcionam um reforço de baixa massa específica, no entanto, elas são caras. As fibras de vidro são baratas, mas carecem da rigidez do carbono. O híbrido vidro-carbono é mais resistente e mais tenaz, possui maior resistência ao impacto e pode ser produzido a um custo menor do que os respectivos compósitos totalmente reforçados com fibras de carbono ou com fibras de vidro. Existe uma grande variedade de maneiras pelas quais as duas fibras diferentes podem ser combinadas e, finalmente, afetar as propriedades globais.

Exemplos de aplicação dos compósitos[editar | editar código-fonte]

  • Capacetes (kevlar) de protecção individual de algumas forças militares.
  • Coletes à prova de balas (kevlar).
  • O betão armado (cimento e aço).
  • Bicicletas (carbono).
  • Varas (atletismo)
  • Alguns barcos da classe olímpica laser (fibra de vidro ou carbono).
  • Pranchas de Surf, skimboard e windsurf.
  • Pás (rotores de helicópteros e hélices propulsoras de aviões).
  • Canas de pesca (grafite ou carbono ou fibra de vidro).
  • Raquetes de ténis (em carbono).
  • Reparo e reforço de estruturas metálicas como tubos e tanques de armazenamento etc.

Referências

  1. a b CALLISTER, W. D., Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução. John Wiley & Sons, Inc., 2002

Ligações externas[editar | editar código-fonte]

Galeria[editar | editar código-fonte]