Navegando por Assunto "Composite materials"
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Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Análise da variação dos comprimentos e frações mássicas das fibras sintéticas e naturais (vidro e juta) nas propriedades mecânicas dos compósitos(2019-12-12) OLIVEIRA, Adriane Pimentel; BARBOSA, Karla Suellen Lino; http://lattes.cnpq.br/0362422563990739; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087A indústria atualmente vem cada vez mais buscando materiais novos que apresentem resistência e menor custo. Os materiais compósitos são planificados para aperfeiçoar os desempenhos em determinadas aplicações, nesse sentido os materiais reforçados com fibras apresentam propriedades atraentes. Este trabalho tem por objetivo verificar a influência do comprimento e frações mássicas de compósitos com a inserção de fibras sintéticas de vidro e fios naturais de juta (Corchorus capsularis). O processo de fabricação dos compósitos foi por laminação manual hand lay up associada à prensagem em molde metálico. A matriz polimérica utilizada foi a resina poliéster isoftálica insaturada em conjunto com catalisador (1 %) e acelerador de cobalto (1,5 %) em v/v. As proporções de fibras inseridas nos compósitos foram de 2,5 % e 5 % em massa e nos comprimentos de 30 mm, 45 mm e 60 mm. O fio de juta e a fibra de vidro foram analisados morfologicamente através da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), para verificar as características que os compõem. Os compósitos foram avaliados de acordo com as propriedades físicas através da massa específica aparente - MEA (ASTM D-792), porosidade aparente - PA (ASTM D-2734), e absorção de água – AA (ASTM D-570), além do comportamento mecânico de resistência à tração (ASTM D-3039). As fraturas dos compósitos foram analisadas através do MEV. A análise morfológica apresentou uma fibra de vidro com áreas lisas e contínuas, e o fio de juta com um emaranhado de fibras e superfícies rugosas, características que influenciaram nos desempenhos físicos e mecânicos. As propriedades físicas de MEA, PA e AA aumentaram de 5 % a 60 % com a adição de fibra de vidro (FV) e 4 % a 98 % com adição de fibra de juta (FJ). A maior variação das caracterizações físicas foram as composições de FV 60 – 2,5 % e FJ 45 – 5 %. Os melhores resultados de caracterização mecânica à tração mostraram que as composições de FV 30 – 5 % e FJ 45 – 2,5 % apresentaram limite de resistência a tração de aproximadamente 28 MPa e 20 MPa, respectivamente. As frações de 5 % (FV) e 2,5 % (FJ) foram as que obtiveram melhores desempenhos mecânicos. As análises das superfícies de fratura determinaram os mecanismos de falhas presentes nos materiais, como ocorrência de fibras rompidas, “marcas de rios” e trincas. No geral, as propriedades físicas e mecânicas dos compósitos foram superiores em relação à matriz plena, tornando-os aptos a possíveis aplicações, como revestimentos internos em gerais.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Caracterização mecânica de compósitos de matriz polimérica com adição de resíduos sólidos industriais(2019-11-26) MORAES, Mario Henrique Moreira de; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087Neste trabalho foram confeccionados compósitos de matriz polimérica, utilizando-se dos resíduos industriais de lama vermelha, caulim, cobre e cinzas volantes, com granulometria padronizada em 100 mesh. A confecção seguiu o método de fabricação manual "hand lay-up", com proporções em massa variando entre 0 %, 5 %, 15 %, 25 % e 35 %. Utilizou-se resina poliéster isoftálica como fase matriz, com iniciador na proporção de 1 % em v/v e ativador na proporção de 1,5 % v/v. A análise mineralógica dos resíduos foi realizada pela técnica de Difração de Raios-X. Após a etapa de confecção dos materiais compósitos e da elaboração dos corpos de prova, realizaram-se ensaios físicos (NBR 12.766) e os ensaios mecânicos de flexão (ASTM D 790) e tração (ASTM D 3039), com a análise da superfície de fratura realizada utilizando o Microscópio Eletrônico de Varredura. A taxa de propagação de chama foi obtida por meio do ensaio de flamabilidade horizontal (ASTM D 635). Verificou-se que propriedades físicas como a absorção de água e a porosidade aparente aumentaram conforme se elevaram as composições, o que já era esperado devido o aumento gradual da fração mássica do particulado. Mecanicamente, obtiveram-se resultados semelhantes ou inferiores ao da matriz plena para o ensaio de flexão, entretanto, notou-se um aumento da resistência para o ensaio de tração, configurando os resíduos como carga de reforço para este ensaio. A análise fractográfica demonstrou uma boa distribuição dos resíduos na matriz, bem como a presença de trincas e marcas de rios, representativos do tipo de fratura frágil característico do compósito estudado. Todos os materiais ensaiados exibiram ótimas propriedades de resistência à chama quando comparados com as diretrizes e recomendações da norma utilizada para o ensaio de flamabilidade, com a diminuição na taxa de propagação de chama favorecida pelas fases minerais e composição química presentes nos resíduos utilizados.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Compósitos híbridos com fibras de bambu (Bambusa vulgaris) e lama vermelha: efeito do tratamento químico na resistência à tração dos compósitos(2019-06-25) FARIAS, Dorivane Cohen; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087; SANTOS, Alessandro José Gomes dos; http://lattes.cnpq.br/4473253556335182A vasta área da ciência e da engenharia de materiais apresentam uma grande diversidade de aplicações, entre elas, destaca-se a produção de compósitos poliméricos incorporados com uma grande variedade de materiais de fontes naturais, de fácil acessibilidade, de grande abundância e considerados sustentáveis. Neste trabalho, foram produzidos compósitos de matriz polimérica incorporados com lama vermelha e compósitos híbridos com lama vermelha e fibras de bambu tratadas quimicamente e não tratadas, para análise mecânica de tração e fractográfica. A matriz polimérica utilizada foi à resina poliéster isoftálica insaturada juntamente com acelerador de cobalto (1,5 % v/v) e catalisador (1 % v/v). Os colmos de bambu foram coletados no Campus Profissional I (um) da Universidade Federal do Pará. As fibras foram extraídas manualmente, cortadas nos comprimentos de 15 mm e submetidas a tratamentos químicos em solução alcalina com 5 % de hidróxido de sódio (NaOH). A lama vermelha, proveniente da empresa Hydro Alunorte, foi peneirada manualmente em peneira de granulometria 100 mesh e caracterizada por meio da Difração de Raios – X (DRX). Os compósitos seguiram o processo de fabricação pelo método de laminação manual (hay layup). As proporções de lama vermelha inseridas nos compósitos foram de 10 %, 20 %, 30 % e 40 %. Para os compósitos híbridos foram inseridas as seguintes proporções: 3 %/10 %, 3 %/20 %, 3 %/30 % e 3 %/40 % (Fibra/Resíduo). Sendo confeccionados 10 (dez) corpos de prova para cada série fabricada. Os compósitos produzidos foram analisados quanto sua resistência à tração de acordo com a norma ASTM D3039. As análises fractográficas foram realizadas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Como melhor resultado para compósitos com incorporação de resíduo teve-se a proporção 20 % com um limite de 36,63 MPa. Para compósitos híbridos com inserção de fibras não tratadas e resíduo, o melhor limite de resistência à tração foi de 36,25 MPa para a proporção de 3 % de fibras e 10 % de resíduo, já para compósitos híbridos com inserção de fibras tratadas e resíduo, o melhor resultado foi para proporção 3 %/10 % com um limite de 35,30 MPa. A fractografia realizada nas morfologias das fraturas dos compósitos demonstraram mecanismos como: trincas na matriz, descolamento e desfibrilamento de fibras, fibras rompidas e fibras arrancadas (pull-out).Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Determinação das propriedades de tração de compósitos de matriz epóxi reforçados com fibra de Guarumã(2018-02-05) PINHEIRO, Miriane Alexandrino; SILVA, Alisson Clay Rios da; http://lattes.cnpq.br/7389345867032737; CÂNDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809A necessidade do desenvolvimento de materiais com propriedades diferenciadas, como bom desempenho mecânico, baixo custo e que sejam ambientalmente corretos, tem aumentado a cada dia. Neste contexto, destaca-se a busca pelo desenvolvimento de compósitos de matriz polimérica com reforço de fibras naturais. Estas fibras, possuem vantagens em relação às fibras sintéticas pois são encontradas em grandes quantidades e com facilidade, como é o caso do guarumã (Ischinosiphon koern) uma espécie abundante em regiões de várzeas. Neste trabalho, materiais compósitos de matriz epóxi reforçados por fibras de guarumã, foram analisados mecanicamente e microestruturalmente. O processo de fabricação dos materiais compósitos iniciou-se com a caracterização das fibras. Os corpos de prova foram produzidos em moldes de silicone e lixados para atender as especificações da norma ASTM D 638, para que fossem realizados os ensaios de resistência a tração, e posteriormente realizada a microscopia eletrônica de varredura para analisar a microestrutura do material fraturado. A partir dos valores obtidos após o ensaio de tração, observou-se que, apesar do baixo desempenho mecânico quando relacionado com a matriz, a adição de fibras de guarumã tende a um ligeiro reforço na matriz epoxídica. A caracterização microestrutural, revelou que os compósitos de matriz epóxi reforçados com fibras de guarumã, possuem um grande potencial, quando comparados a compósitos que possuem outras fibras naturais como reforço.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Estudo do comportamento em tração de compósitos de matriz poliéster reforçados com fibras de envira (Bocageopsis multiflora)(2022-07-08) BRANCO, Nély Thatiane; PINHEIRO, Miriane Alexandrino; http://lattes.cnpq.br/3760347017072092; https://orcid.org/ 0000-0001-5328-0972; CÂNDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809; https://orcid.org/0000-0002-3926-0403A procura de novos materiais que englobam elevadas propriedades mecânicas, essas aliadas à sustentabilidade vem crescendo de forma exponencial. Nesse sentido, destacam-se os materiais compósitos, dentre eles os de matriz polimérica com a utilização de fibras vegetais, como a Envira (Bocageopsis multiflora), uma espécie abundante na região Amazônica. Desta forma, este trabalho tem por objetivo caracterizar a fibra de Envira por microscopia óptica para qual apresentou uma superficie lisa, determinar a massa específica, analisar a termogravimetria e produzir compósitos com reforço de fibras de Envira. Para o processo de confecção dos compósitos foram produzidos de forma individual em molde de silicone com a incorporação de 10, 20 e 30% de volume de fibra. O valor médio de densidade da fibra foi 0,23 g/cm3 e o maior número de fibras se encontram no intervalo de 0,60 mm a 0,79 mm. A TG revelou que a fibra de Envira apresentou estabilidade em temperaturas de até 320 °C. As propriedades mecânicas dos compósitos foram avaliadas por ensaio de tração, realizados de acordo com a norma ASTM D 638. Os resultados obtidos mostram que a incorporação das fibras em matriz poliéster, elevou a resistência à tração em relação à resina pura. Onde o melhor resultado obtido foi para incorporação de 30% em volume de fibra o valor obtido para essa propriedade foi de 51,41 MPa. Demonstrando que a adição de fibras de Envira revelou-se promissor para sua utilização em compósitos poliméricos de matriz termofixa.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Reaproveitamento do resíduo de minério de ferro em compósitos de matriz polimérica(2020-11-30) ALMEIDA, Lucas Rezende; MENDES, Bruno Henrique Alves; http://lattes.cnpq.br/5787125242125490; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087; https://orcid.org/0000-0002-5421-5256Tendo em vista o impacto ambiental causado pela disposição dos resíduos industriais e visando sua aplicação em novos materiais, foram produzidos neste trabalho, materiais compósitos de matriz polimérica com resíduos de minério de ferro com granulometria inferior a 100 mesh. Os compósitos foram confeccionados pelo processo manual (hand lay-up) associado à compressão, com proporções em volume variando entre 0 %, 10 %, 20 % e 30 %. A matriz utilizada foi a resina poliéster isoftálica, com iniciador na proporção de 1 % em v/v e ativador na proporção de 1,5 % v/v. A análise mineralógica do resíduo foi realizada pela técnica de Difração de Raios- X, análise morfológica foi realizada utilizando o Microscópio Eletrônico de Varredura – MEV e Microscópio Óptico – MO, a análise química foi através da Espectroscopia de Energia Dispersiva – EDS e Fluorescência de Raios X – FRX. Após a etapa de confecção dos materiais compósitos e da elaboração dos corpos de prova, realizaram-se ensaios físicos de absorção de água, porosidade aparente e massa específica aparente segundo as normas ASTM D 570, ASTM D 2734 e ASTM D 792, respectivamente, e os ensaios mecânicos de flexão (ASTM D 790) e tração (ASTM D 3039), com a análise da superfície de fratura realizada utilizando o MEV. A taxa de propagação de chama foi obtida mediante ensaio de flamabilidade horizontal (ASTM D 635). A análise mineralógica do resíduo apresentou os principais picos correspondentes a hematita, magnetita e quartzo, corroborado pela morfologia do resíduo onde foi possível observar partículas de hematita e magnetita. A análise química apresentou maiores quantidades de óxidos de ferro, alumínio e silício. Observou-se que as propriedades físicas porosidade aparente e massa específica aparente aumentaram e a absorção de água diminuiu conforme elevou-se as composições. Mecanicamente, os compósitos apresentaram resultados superiores ao da resina plena para o ensaio de tração e flexão, obtendo valores mais expressivos para o ensaio de flexão, atuando como carga de reforço para este ensaio. A análise fractográfica demonstrou boa distribuição dos resíduos na matriz e evidenciou os mecanismos de falhas predominantes no compósito. Quanto ao retardo de chamas, a adição do resíduo impactou expressivamente no desempenho do material, chegando a extinguir a chama nas proporções de 20 % e 30 %. Com base nessas análises, produzir compósitos com resíduo de minério de ferro torna-se uma potencial alternativa de reaproveitamento do resíduo, apresentando boas propriedades, o que os torna bom candidato a certas aplicações, tais como painéis, paredes divisórias, forros e outras aplicações desta natureza, além de fomentar a gestão de resíduos e reduzir o impacto ambiental.