Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

uma cerâmica de carbeto refratário tal como carbeto de tungstênio (WC) ou carbeto de titânio
(TiC), embutida numa matriz de um metal tal como cobalto ou níquel. Estes compósitos são
utilizados extensivamente como ferramentas de corte de aços duros. As duras partículas de carbeto
fornecem a superfície de corte mas, sendo extremamente friável, elas não são capazes por si só de
suportar as tensões de corte. A tenacidade é melhorada pela sua inclusão na matriz do metal dútil,
que isola as partículas de carbeto entre si e previne a propagação de trinca partícula-a-partícula. As
fases tanto matriz quanto particulada são bastante refratárias, para suportar as altas temperaturas
geradas pela ação de corte sobre materiais que são extremamente duros. Nenhum material simples
poderia fornecer a combinação de propriedades possuídas por um cimento. Frações de volume
relativamente grandes da fase particulado podem ser utilizadas, às vezes excedendo 90% em
volume; assim a ação abrasiva do compósito é maximizada. Uma fotomicrografia de um carbeto
sinterizado de WC-Co é mostrada na Figura 17.4.
Figura 17.4 - Fotomicrografia de carbeto sinterizado de WC-Co. Áreas claras são da matriz de
cobalto; as regiões escuras são de carbeto de tungstênio. 100x. (Cortesia de Carboloy Systems
Department, General Electric Company.)
Tanto elastômeros quanto plásticos são frequentemente reforçados com vários materiais
particulados. 0 nosso uso de muitas das modernas borrachas seria severamente restringido sem
partículados reforçantes tais como "carbon black"("preto de carbono" ou "negro de fumo"). O
"carbon black" consiste de partículas muito finas e essencialmente esféricas de carbono, produzido
pela combustão de gás natural ou óleo em atmosfera que tem uma limitado suprimento de ar.
Quando adicionado a borrachas vulcanizadas, este material extremamente barato melhora a
resistência à tração, tenacidade e resistências ao rasgamento e à abrasão. Pneus de automóveis
contêm cerca de 15 a 30% em volume de "carbon black". Para que o negro de fumo forneça
significativo reforço, o tamanho de partícula deve ser extremamente pequeno, com diamêtros entre
20 e 30nm; também, as partículas devem ser uniformemente distribuídas através da borracha e
devem formar uma forte ligação adesiva com a matriz da borracha. Reforço de partícula usando
outros materiais (por exemplo, sílica) e muito menos eficiente porque esta interação especial entre
moléculas de borracha e superfícies das partículas não existe. A Figura 17.5 é uma micrografia
eletrônica de uma borracha reforçada com negro de fumo.
Figura 17.5 - Micrografia eletrônica mostrando partículas esféricas reforçantes de negro de fumo
num composto de borracha sintética da face de rolamento de pneu.
Concreto
Concreto é um compósito comum de partícula grande no qual as fases tanto a matriz
quanto a dispersa são materiais cerâmicos. De vez que os termos "concreto" e "cimento" são às
vezes incorretamente usados como se fossem sinônimos, talvez seja apropriado fazer uma distinção
entre êles. Num sentido amplo, concreto implica um material compósito consistindo de partículas