Obtenção e caracterização de compositos polimericos e ceramicos reforçados com tecido de fibra de carbono
AUTOR(ES)
Samanta Rafaela de Omena Pina
DATA DE PUBLICAÇÃO
2004
RESUMO
Nas últimas duas décadas, compósitos de matriz cerâmica (CMC) têm sido considerados materiais alternativos para aplicações que exigem bom desempenho termo-estrutural. Entre os vários métodos de preparação de CMC, o método de impregnação de polímeros pré-cerâmicos oferece vantagens significativas em relação a outros métodos conhecidos. O trabalho em questão foi dividido em duas partes: na primeira, estudou-se a mineralização ou ceramização de três polímeros, que foram posteriormente utilizados na manufatura dos CMCs. Empregou-se para isto a resina fenólica (RF), um híbrido de polissilsesquioxano em ponte (PBFE/APS) e uma rede policíclica de silicona (DVDH). RF foi de origem comercial. PBFE/APS foi obtido a partir da resina epoxídica (PBFE) e g-aminopropiltrietoxissilano (APS), e DVDH foi preparado a partir dos oligômeros 1,3,5,7-tetravinil-1,3,5,7-tetrametilciclotetrasiloxano (D4Vi) e 1,3,5,7-tetrametil-1,3,5,7-ciclotetrasiloxano (D4H). A evolução estrutural de polímero a carbono ou ao resíduo cerâmica obtido sob atmosfera de argônio, a 1000 °C, foi estudada por espectro infravermelho (IV), e, os produtos cerâmicos foram caracterizados por IV, RMN Si (para PBFE/APS e DVDH), e difração de raios-X de pó. DVDH apresentou maior estabilidade térmica entre os polímeros estudados, um maior rendimento cerâmico em SiCxOy amorfo, e um produto cerâmico mais rico em sítios carbídicos, se-comparado a oxicarbetos de silício obtidos pela rota de alcoxissilanos. Na segunda, foram preparados compósitos poliméricos a partir de RF ou PBFE/APS como matriz, reforçados com tecido de fibras de carbono, que deram origem, por pirólise, aos correspondentes CMCs, ou seja, CC e HC/C-SiO2. respectivamente. Três ciclos subsequentes de densificação destes compósitos foram realizados com a matriz DVDH, precursora de SiCxOy, levando a uma diminuição da porosidade e ao aumento na resistência termoxidativa nos mesmos. A morfologia dos CMCs resultantes foi investigada por microscopia ótica, FESEM, SEM e EOS, utilizando- se como sonda o Si. As micrografias indicaram boa adesão na interface fibra-matriz. Os CMC foram também caracterizados por medidas de massa específica, porosidade e ensaios mecânicos de cisalhamento losipescu e de amortecimento, pela técnica de vibração livre.Os resultados de resistência ao cisalhamento e módulo de cisalhamento obtidos evidenciaram uma pronunciada influência da natureza da matriz (polimérica ou cerâmica), enquanto que os resultados obtidos em ensaios de amortecimento mostraram uma estreita dependência dos parâmetros microestruturais do material.
ASSUNTO(S)
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