Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

movimento das discordâncias. Assim deformação plástica é restringida de maneira que as
resistências ao escoamento e à tração, bem como a dureza aumentam.
17.2 - COMPÓSITOS DE PARTÍCULA GRANDE
Alguns materiais poliméricos aos quais enchedores foram adicionados (Seção 16.11) são
realmente compósitos de partícula grande. De novo, os enchedores modificam ou melhoram as
propriedades do material e/ou substituem algum volume do polímero com um material menores caro
- o enchedor. Um outro familiar compósito de partícula grande é o concreto, sendo composto de
cimento (a matriz) e areia e cascalho [pedregulho, saibro](os particulados). Concreto é o tópico de
discussão da seção que se segue.
Partículas podem ter uma boa variedade de geometrias, mas elas devem ser de
aproximadamente a mesma dimensão em todas as direções (equiaxial). Para reforço efetivo, as
partículas deveríam ser pequenas e igualmente distribuídas através de toda a matriz. Além disso, a
fração de volume das 2 fases influencia o comportamento, as propriedades mecânicas são
melhoradas com o aumento do teor de particulados. Duas expressões matemáticas têm sido
formuladas para a dependência do módulo elástico sobre a fração de volume das fases constituintes
para um compósito bifásico. Estas equações de regra de mistura prevêm que o módulo
elásticodeveria cair entre um limite superior representado por
e um limite infeior
E c = E m V m + E p V p (17.1)
E c = (E m E p ) / (V m E p + V p E m ) (17.2)
Nestas expressões, E e V denotam o módulo elástico e a fração volumétrica, respectivamente,
enquanto que os subscritos c, m e p representam as fases compósito, matriz e particulado. A Figura
17.3 grafica as curvas dos limites superior e inferior E c versus V p para um compósito cobretungstênio,
no qual tungstênio é a fase particulado; pontos de dados experimentais caem entre as
duas curvas. Equações análogas a 17.1 e 17.2 para compósitos reforçados com fibra são deduzidas
na Seção 17.5.
Figura 17.3 - Módulo de elasticidade versus porcentagem volumétrica de tungstênio para um
compósito de partículas de tungstênio dispersas dentro de uma matriz de cobre.Os limites superior e
inferior estão de acordo com as Equações 17.1 e 17.2; pontos de dados experimentais estão
incluídos. (de R.H. Krock, ASTM Proceedings, Vol.63, 1963. Copyright ASTM, 1916 Race
Street, Philadelphia, PA 19103. Reimpresso com permissão.)
Compósitos de partícula grande são utilizados com todos os três tipos de materiais
(metais, polímeros e cerâmicas). Os "cermets" são exemplos de compósitos cerâmica-metal. O
"cermet" mais comun é o carbeto sinterizado, que é composto de partículas extremamente duras de