aula cmc mmc hibridos

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  • Matrizes Cermicas, Metlicas e Compsitos Hbridos

    Prof. Dr. Demetrio Santos

    EN 2814 - Materiais Compsitos

  • Matrizes Cermicas IntroduoCaractersticas Elevada temperatura Baixa densidade Elevada rigidez e dureza Processamento Complexo Isolamento eltrico Comportamento frgil baixa tenacidade fraturaBaixa tolerncia ao dano

  • Matrizes Cermicas IntroduoExemplos Carbeto de Silcio xido de Alumnio Nitreto de Silcio Geralmente reforados por fibras de cermicaAplicaesQue requerem uso contnuo sob temperaturas elevadas e baixa massa especfica.

  • Matrizes Cermicas IntroduoComparativos

  • Matrizes Cermicas IntroduoCMC Ceramic Matrix CompositeCompsito Carbono / Carbono Compsito constitudo de fibras de carbono (como reforo) e carbono como matriz.Reforo por fibras de carbono mutirecionais (favorecimento da isotropia).

  • Matrizes Cermicas CMCCMC Ceramic Matrix CompositeCompsito Carbono / Carbono Pr-forma Obteno da pr-forma por precursores: PAN ou fibras de carbono comerciais; PAN exige processo de grafitizao aps conformao; Fibras comerciais exigem dispositivo para manuteno da geometria da pr-forma

  • Matrizes Cermicas CMCCMC Ceramic Matrix CompositeCompsito Carbono / Carbono - Densificao A pr-forma submetida ao preenchimento dos espaos vazios por deposio qumica de vapor (CVD Chemical Vapor Deposition), ou infiltrao qumica por vapor (CVI Chemical Vapour Infiltration).A impregnao pode ser realizada por meio lquido com posterior grafitizao.

  • Matrizes Cermicas IntroduoCMC Ceramic Matrix CompositeCompsito Carbono / Carbono Propriedades e Aplicaes Baixa densidade; Boas caractersticas abrasivas, mesmo em altas temperaturas; Excelente capacidade trmica; Alta estabilidade dimensional; Alta resistncia ciclos trmicos Discos de freios de avies; Nozzles de foguetes; Tubeiras.

  • Matrizes Cermicas CMCCMC Ceramic Matrix CompositeCarbeto de Silcio Obteno por prensagem e sinterizao de ps de SiC processo de infiltrao qumica em fase gasosa pirlise polimrica de organossilanos

  • Matrizes Cermicas CMCCMC Ceramic Matrix CompositeCarbeto de Silcio - Sinterizao Sinterizao: um mecanismo que promove a unio entre partculas de um p devido ao movimento atmico promovido em elevadas temperaturas. A maioria das propriedades dos compactos cermicos so determinadas por mudanas fsicas e qumicas que ocorrem durante a sinterizao em elevadas temperaturas.

  • Matrizes Cermicas CMCCMC Ceramic Matrix CompositeCarbeto de Silcio - Sinterizao Inicial as partculas formam unies nos pontos de contato entre si

    Intermedirio as propriedades do compacto final so desenvolvidas predominantemente neste estgio

    Final o aparecimento de vazios esfricos assinala o incio deste estgio

  • Matrizes Cermicas CMCCMC Ceramic Matrix CompositeCarbeto de Silcio - Sinterizao

  • Matrizes Cermicas CMCCMC Ceramic Matrix CompositeCompsito de Carbeto de Silcio / Whisker SiC Sinterizao

    Whisker Fibras monocristalinas que apresentam sees tranversais de 10 um e comprimentos 10.000 vezes maior que o dimetro.

    Compsito de Compsito de Carbeto de Silcio / Whisker SiC pode ser obtido por sinterizao.

  • Matrizes Cermicas CMCCMC Ceramic Matrix CompositeCarbeto de Silcio - CVI INFILTRAO GASOSA 1 DEPOSIO EM FASE GASOSA

    CH4 (g) + SiCl4 (g) SiC (g) + 4 HCl (g)1400C

  • Matrizes Cermicas CMCCMC Ceramic Matrix CompositeCarbeto de Silcio - Pirlise

  • Matrizes Cermicas CMCCMC Ceramic Matrix CompositeCarbeto de Silcio / Carbeto de Silcio a partir de C / C Projeto CTA / ITA

  • Matrizes Cermicas CMCCMC Ceramic Matrix CompositeCompsito Carbeto de Silcio / Carbeto de Silcio a partir de C / C Projeto CTA / ITA

  • Matrizes Cermicas CMCCMC Ceramic Matrix CompositeCompsito SiC / SiC Comportamento frgil reduzido, em comparao outras cermcicas; Resistncia qumica; Resistncia oxidativa; Emissividade trmica.Flaps de avies; Componentes de motores para veculos aeroespaciais; Protees trmicas de veculos orbitais.

  • Matrizes Cermicas CMCCMC Ceramic Matrix CompositeAlumina Existe somente uma fase termodinamicamente estvel: alfa-Al2O3 1000C os planos podem escorregar - Al2O3 hexagonal - Al2O3 cbica (transforma em a partir de 2.200C)

  • Matrizes Cermicas CMCCMC Ceramic Matrix CompositeAlumina Propriedade Al2O3 SiCDensidade (g cm-3) 3,9 3,3E (GPa) 380 400Resistncia trao ( GPa) 1,4 3,5Resistncia flexo (MPa) 300 500

  • Matrizes Metlicas MMCMMC Metal Matrix Composite

  • Matrizes Metlicas MMCMMC Metal Matrix CompositeCaractersticas Elevada temperatura de uso Elevada rigidez e resistncia (3D) Elevada condutividade trmica Dctil elevada tenacidade fratura Elevada tolerncia ao dano

  • Matrizes Metlicas MMCMMC Metal Matrix CompositeEngineers Guide to Composite Materials, ASM International, 1987

  • Matrizes Metlicas MMCMMC Metal Matrix CompositeAplicaesQue requerem uso contnuo sob temperaturas elevadas e propriedades mecnicas elevadasExemplos Alumnio Magnsio Titnio Geralmente reforados por fibras de boro, carbono ou SiC.

  • Matrizes Metlicas MMCMMC Metal Matrix Composite

  • Matrizes Metlicas MMCMMC Metal Matrix Composite Distribuio percentual de matrizes metlicas utilizadas na manufatura de compsitos matriz metlica.

  • Matrizes Metlicas MMCMMC Metal Matrix Composite1960 Setor aeroespacial filamentos de cobre com aoDois mtodos principais:- slido metalurgia do p;- liquido fuso da fase matrizMtodos Primrios para Fabricao de CCM

  • Matrizes Metlicas MMCMMC Metal Matrix Composite

  • Matrizes Metlicas MMCMMC Metal Matrix Composite Mtodos Primrios para Fabricao de CCMMaterial com geometria prxima a de sua utilizao

  • Matrizes Metlicas MMCMMC Metal Matrix Composite- As ligas de alumnio apresentam baixa massa especfica (~2,7 g/cm3).

    - Elevada relao peso/resistncia mecnica- aplicabilidade no setor aeroespacial.

    Propriedades mecnicas a baixas temperaturas oferecendo boa aplicabilidade tanto na indstria aeronutica quanto em aplicaes criognicas.

  • Matrizes Metlicas MMCMMC Metal Matrix Composite

    -Elevada resistncia corroso e baixa absoro de umidade (sendo esta uma vantagem em relao aos compsitos polimricos).

    -Excelente condutor trmico e eltrico, alm de apresentar uma elevada refletividade.

    -Material reciclvel.

    -Fcil de ser fabricado e apresenta baixo custo quando comparado a outros materiais tambm utilizados no setor aeroespacial.

  • Matrizes Metlicas MMCMMC Metal Matrix CompositeComposio qumica da liga de Alumnio 2024-T3.

  • Matrizes Metlicas MMCMMC Metal Matrix Compositematriz E(GPa) G(GPa) massa esp. (g/cm3) Alumnio 70,3 26,1 2,71 Cromo 279,1 115,4 7,19 Cobre 130 48,3 8,94 Ouro 78 27 19,32 Magnsio 44,7 17,3 1,74 Prata 82,7 30,3 10,5 Titnio 116 43,8 4,5 Pa 6/6 2,8 --- 1,12 Epxi 7,0 1,85 1,20

  • Matrizes Metlicas MMCMMC Metal Matrix Composite - Reforos

  • Matrizes Metlicas MMCMMC Metal Matrix Composite - Reforos

  • Compsitos Hbridos IntroduoCompsitos Hbridos

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