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Avião

Alunos: Ricardo da Silveira Jhonny Padilha Ciron Wolters Henrique Terres José Neri Sorgatto

Fibra de Carbono

Introdução • Em 1878 Thomas Edson foi o primeiro a produzir filamentos

de carbono pela pirolise do algodão. A partir dessa descoberta foi desenvolvida a fibra de carbono para ser utilizadas em mísseis com temperaturas elevadas e foi reprovado pelo baixo rendimento e possuir fibras com baixas propriedades mecânicas.

• *Pirólise é o processo onde a matéria orgânica é decomposta após ser submetida a condições de altas temperaturas e ambiente desprovido de oxigênio. Apesar de sua definição esclarecer a necessidade da inexistência de oxigênio, vários processos ocorrem com uma pequena quantidade dele.

• Por volta de 1960 no Japão e na Inglaterra foi criado um processo mais eficiente para a sua produção. Utilizando poliacrilo-nitrila (PAN) que é usado até hoje por mais de 90% da produção de fibras.

• A poliacrilo-nitrila (PAN) é um polímero obtido a partir da polimerização do nitrila de acrílico. Pode ter forma de fibra ou resina, de acordo com a fabricação

• Durante os últimos anos seu processo tem sido aperfeiçoado para melhorar sua resistência e manipulação além de corrigir falhas e deformações.

• Principais propriedades: rigidez, leveza, baixa deformação, satisfatória condutividade térmica e peso especifico baixo.

Fibra de carbono

Composição• Fibra de carbono é uma fibra sintética composta de finos

filamentos de 5 a 10 micrometros de diâmetro e composta principalmente de carbono. Cada filamento é a união de diversos milhares de fibras de carbono.

• Possui propriedades mecânicas semelhantes às do aço e é leve como madeira ou plástico.

Composição• Fibra de carbono é uma fibra sintética composta de finos

filamentos de 5 a 10 micrometros de diâmetro e composta principalmente de carbono. Cada filamento é a união de diversos milhares de fibras de carbono.

• Possui propriedades mecânicas semelhantes às do aço e é leve como madeira ou plástico.

• Por sua dureza tem maior resistência ao impacto do que o aço.

• Para a produção de fibras carbônicas o método utilizado é chamado pirólise, ou seja, a decomposição pelo calor, de algum material rico em carbono que retém a sua forma fibrosa através de tratamentos térmicos que resultam em carbonização com alto resíduo carbonáceo.

Aplicações

A fibra de carbono é aplicada na estrutura sendo bastante resistente e com baixo peso, no interior de aeronave, como painéis, poltronas e acabamentos estéticos, utilizada na fabricação das asas das turbinas justamente por resistir altas temperaturas.

Portas de trens de aterrissagem, radome do Hércules, flapes, bordas do tanque, entre outros.

Vantagens• revestimento de design extremamente suave e aerodinâmico

e a capacidade de facilmente criar soluções para complexas estruturas curvas ou aerodinâmicas.

• Uma das vantagens das fibras de carbono é, sem dúvida, sua altíssima resistência e seu baixo peso. Ás solicitações de tensão, podendo superar em mais de 5 vezes a resistência específica das ligas de aço. Em outros termos, por exemplo, se um feixe de fibra de carbono cujo peso é de 0,1 kgf pode suportar um peso de 100 kgf, para suportar o mesmo peso um cabo de aço pesaria em torno de 0,5 kgf.

Desvantagens• Auto custo de fabricação.

• Visibilidades de danos só por raio x.

• Baixa deformação elástica até atingir seu limite de ruptura, sem menor deformação plástica se rompendo definitivamente , pois não se deforma antes de romper. Não permite que as falhas sejam detectadas através de inspeções de rotina

Conclusão• A fibra de carbono passou a ser utilizada na indústria

aeronáutica por ser um material que contem altas propriedades mecânicas , sendo mais leve e de grande resistência à altas temperaturas.

• Sua alta resistência e flexibilidade além de ajudarem em uma estrutura robusta ainda tem um ótimo desempenho aerodinâmico.