Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

e da geometria da fase dispersa. "Geometria da fase dispersa" neste contexto significa a forma das
partículas e o tamanho, distribuição e orientação das partículas; estas características estão
representadas na Figura 17.1.
Figura 17.1 - Representações esquemáticas das várias características geométricas e espaciais de
partículas da fase dispersa que podem influenciar as propriedades de compósitos: (a) concentração,
(b) tamanho, (c) forma, (d) distribuição, e (e) orientação. (de Richard A. Flinn and Paul K. Trojan,
Engineering Materials and Their Applications. 3a. Edição. Copyright 1986 por Houghton Mifflin
Company. Usada com permissão).
Um esquema simples para a classificação de materiais conjugados (compósitos) é
mostrado na Figura 17.2, que consiste de 3 principais divisões - compósitos reforçados por
partícula, compósitos reforçados por fibra e compósitos estruturais; também, existem pelo menos 2
subdivisões para cada divisão. A fase dispersa para compósitos reforçados por partícula é
equiaxiada (isto é, dimensões das partículas são aproximadamente as mesmas em todas as
direções); para compósitos reforçados por fibra, a fase dispersa tem a geometria de uma fibra (isto
é, uma grande razão comprimento-para-diâmetro). Compósitos estruturais são combinações de
compósitos e materiais homogêneos. A discussão do restante deste capítulo será organizada de
acordo com este esquema de classificação.
Figura 17.2 - Um esquema de classificação para vários tipos de compósitos discutidos nesta
capítulo.
COMPÓSITOS REFORÇADOS POR PARTÍCULA
Como notado na Figura 17.2, compósito partícula-grande e compósito fortalecido
por dispersão são 2 subclassificações de compósitos reforçados por dispersão. A distinção entre
essas baseia-se no mecanismo de reforço e aumento de resistência mecânica. O termo "grande" é
usado para indicar que as interações partícula-matriz não podem ser tratadas nos níveis atômico ou
molecular; em vez disso, mecânica do contínuo é usada. Para muitos destes compósitos, a fase
particulada é mais dura e rígida do que a matriz. Estas partículas reforçantes tendem a restringir o
movimento da fase matriz na vizinhança de cada partícula. Em essência, a matriz transfere alguma
tensão aplicada às partículas, que suportam uma fração da carga. O grau de reforço ou melhoria do
comportamento mecânico depende da forte ligação na interface matriz-partícula.
Para compósitos reforçados por dispersão, partículas são normalmente muito menores,
tendo diâmetros entre 0,01 e 0,1 µm (10 a 100 nm). Interações partícula-matriz que conduzem ao
fortalecimento ocorrem num nível atômico ou molecular. O mecanismo de fortalecimento é similar
àquele do endurecimento por precipitação discutido na Seção 11.8. Enquanto que a matriz suporta
a maior porção de uma carga aplicada, as pequenas partículas dispersas dificultam ou impedem o