Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

17.9 - COMPÓSITOS DE MATRIZ PLÁSTICA REFORÇADOS COM FIBRAS
MISCELÂNEAS
Plásticos impregnados com outros materiais de fibra - carbono sendo o mais comum -
também formam compósitos. A Tabela 17.3 indica que carbono em forma de fibra tem um módulo
específico muito mais alto do que o vidro. Êle tem também uma melhor resistência a temperaturas e
produtos químicos corrosivos, mas é mais caro e tem apenas uma limitada utilização de fibra
pequena. A indústria aeronáutica está correntemente (1991) implementando compósitos reforçados
com carbono como componentes estruturais de seu novo avião como uma medida de economia de
peso. Êles esperam ser capazes de fabricar novas estruturas que sejam 20 a 30% mais leves do que
aqueles fabricadosa partes de partes de folhas metálicas.
Vários plásticos impregnados com fibras de boro têm sido utilizados num certo grau. Por
exemplo, algumas lâminas de rotor de helicóptero são construídas usando fibras de boro numa
resina epoxi.
Uma nova geração de fibras políméricas de "aramids" de alta resistência mecânica está
começando a ser selecionada para compósitos usados em componentes estruturais de baixo peso,
tais como equipamentos aeroespaciais, aeronavais, marinhos e esportivos. Pesquisa extensiva se
encontra atualmente (1991) em andamento sobre a possibilidade de usar outros materiais de fibras
tais como carbeto de silício (SiC) e nitreto de silício (Si 3 N 4 ) em matrizes plásticas.
Também incluídos nestes materiais avançados estão os compósitos carbono - carbono,
que são compostos de fibras de carbono embutidas em matrizes de resina carbonizada; estes são
projetados principalmente para aplicações aeroespaciais de alta temperatura.
17.10 - COMPÓSITOS DE FIBRA DE MATRIZ METÁLICA
De vez que a maioria dos metais são dúteis, êles podem também ser usados como fase
matriz em compósitos reforçados por fibra; na prática, entretanto, sua aplicação neste sentido é algo
limitado. Recentemente, têm sido desenvolvidos um número de compósitos de fibra contínua nos
quais ligas de alumínio, magnésio, cobre e titânio têm servido como a fase matriz, que pode ser
reforçada com fibras de carbono, carbeto de silício, boro, "borsic" bem como fibras de metal.
Concentações de fibra normalmente variam entre 20 e 50% volumétricos. Provavelmente o mais
comum metal reforçado com fibra é o compósito "borsic"-alumínio. A fibra contínua de "borsic"é
preparada por deposição a partir de fase de vapor de uma camada de boro sobre um fino fio de
tungstênio (10 µm de diâmetro). Esta fibra subsequentemente recebe um revestimento fino de
carbeto de silício para retardar reações indesejáveis entre o boro e o alumínio.
Estes metais reforçados com fibra podem ser utilizados em temperaturas maiores do que
os compósitos poliméricos. Em adição, altas resistências mecânicas específicas e altos módulos
específicos são possíveis porque as densidades destes metais básicos são relativamente baixas. Esta
combinação de propriedades torna estes materiais especialmente atrativos para uso em algumas
aplicações aeroespaciais e aplicações em novos motores.
As propriedades de fluência e de ruptura em altas temperaturas de algumas superligas
(ligas à base de Ni e Co) podem ser melhoradas pelo reforço com fibra usando metais refratários