FIBRAS DE CARBONO E KEVLAR®: VANTAGENS E APLICAÇÕES.
Por: dgiarollo • 24/9/2015 • Trabalho acadêmico • 5.471 Palavras (22 Páginas) • 2.125 Visualizações
INSTITUTO FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA
DANIELA FÁTIMA GIAROLLO
MILENA FABIANI PINTO
WAGNER ROQUE MIKOLAICZIK
FIBRAS DE CARBONO E KEVLAR®: VANTAGENS E APLICAÇÕES.
Erechim
2011
DANIELA FÁTIMA GIAROLLO
MILENA FABIANI PINTO
WAGNER ROQUE MIKOLAICZIK
FIBRAS DE CARBONO E KEVLAR®: VANTAGENS E APLICAÇÕES.
Trabalho das disciplinas de Ciência dos Materiais e Metodologia Científica, Curso de Engenharia Mecânica, Área das Engenharias. Instituto Federal do Rio Grande do Sul - Campus Erechim.
Professores: Lincoln Pinheiro e Dário L. Beutler
Erechim
2011
RESUMO
Historicamente o desenvolvimento e o avanço da sociedade já estiveram ligados às habilidades de seus membros em produzir e manipular materiais para satisfazer as suas necessidades. No início usavam-se apenas aqueles de origem natural e mais tarde começaram a ser usados materiais sintetizados pelo homem. Dentre os principais materiais temos os metais, as cerâmicas, os polímeros, os materiais compósitos entre outros.
Os materiais compósitos são produzidos pela combinação de dois ou mais materiais que resultam em propriedades que não podem ser obtidas de outra forma. Eles podem originar umas combinações perfeitas de rigidez, resistência mecânica, peso, desempenho em altas temperaturas, resistência a corrosão, etc.
As fibras de carbono foram os primeiros reforços a serem utilizados para aumentar a resistência e a rigidez de materiais. Também podem resistir à fadiga, que é o desgaste por tempo de utilização, apresentam bastante resistência térmica e elétrica, e são quimicamente inativas, exceto quanto à oxidação. Recentes pesquisas têm sido realizadas para visar à redução no custo das fibras de carbono, umas delas incluem o crescimento de filamentos de carbono pela deposição de carbono de gases.
KEVLAR® é uma fibra resistente e, ao mesmo tempo leve e flexível. A combinação das propriedades de resistência à tração, baixa densidade, resistência à chama e à corrosão a torna uma solução para diversas aplicações que exigem alto desempenho de proteção. Uma vez que as fibras são relativamente flexíveis e um pouco dúcteis, elas podem ser processadas pela operação têxtil mais comum. Algumas das principais propriedades das fibras de aramida são: alta relação peso/resistência mecânica, durabilidade, resistência à fadiga e ao desgaste, é resistente a corrosão, é resistente à chama e ao calor, etc.
Palavras-chave: Materiais, Compósitos avançados, Fibra de Carbono, Fibra de Aramida, Kevlar®.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Esquema de formação de um material compósito 9
Figura 2: Um esquema de classificação para os vários tipos de compósitos. 10
Figura 3: Representação esquemática de compósitos reforçados com fibras (a)contínua e alinhada, (b)descontínua e alinhadas e (c)descontínua e orientadas aleatoriamente. 12
Figura 4: Proposta de classificação das fibras 13
Figura 5: Fibra de Carbono, (posicionada no canto esquerdo a canto superior direito) comparada com um fio de cabelo. 16
Figura 6: Estrutura química da Fibra de Aramida Kevlar® 18
Figura 7: Comparação de características de Kevlar, Fibras de Carbono e Aço 19
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO 5
2 MATERIAIS 7
2.1 CONCEITOS 7
2.2 METAIS 7
2.3 CERÂMICAS 7
2.4 POLÍMEROS 8
3 MATERIAIS COMPÓSITOS 9
3.1 HISTÓRIA 9
3.2 CONCEITOS 10
3.2.1 Compósitos reforçados com partículas 11
3.2.2 Compósitos Estruturais 11
3.2.3 Compósitos reforçados com fibras 12
3.3 FIBRAS 13
3.3.1 Classificação das fibras. 13
4 FIBRAS DE CARBONO 15
4.1 CONCEITOS 15
4.2 CARACTERÍSTICAS 16
5 FIBRAS DE ARAMIDA (KEVLAR®) 18
5.1 CONCEITOS 18
5.2 CARACTERÍSTICAS 19
5.3 CLASSIFICAÇÃO 20
6 CONCLUSÃO 22
ANEXO I – ARTIGO DO SITE DA EMPRESA DUPONT 25
ANEXO II – REPORTAGEM DA REVISTA MOVIMENTOMILENIO.COM 26
1 INTRODUÇÃO
Os compósitos são constituídos por dois ou mais tipos de materiais ou duas ou mais fases com propriedades físicas e químicas nitidamente distintas, onde dois ou mais elementos são combinados em uma estrutura para obter vantagens e melhorias que nenhum dos componentes poderia fornecer isoladamente.
Os compósitos avançados incluem alguns dos materiais mais sofisticados desenvolvidos para algumas das aplicações de engenharia mais exigentes. Este grupo inclui sistemas em que as fibras de reforço possuem módulos maiores que a do vidro-E.
O problema de pesquisa do trabalho “Fibras de Carbono e Kevlar®: Vantagens e aplicações.” baseia-se em: Quais são as suas características, aplicações práticas e adicionais, de onde provêm, e as vantagens de utilização do kevlar® e da fibra de carbono?
A metodologia aplicada ao trabalho baseia-se em uma pesquisa do tipo exploratória e bibliográfica. Através de artigos científicos, revista, livros, site de empresa foram feitos levantamentos de dados para a resolução do problema de pesquisa.
No decorrer do trabalho, mais precisamente no segundo capítulo, será introduzida uma base sobre a existência dos materiais e suas respectivas classificações, uma vez que a vida da humanidade encontra-se limitada pela existência destes diversos tipos de materiais.
Sequencialmente, no terceiro capítulo serão apresentados de uma forma sucinta os materiais compósitos, descrevendo diversos aspectos relacionados a estes materiais, tal como seu desenvolvimento e aprimoramento ao longo dos anos, suas propriedades mecânicas, aplicações, etc.
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