Acrílico: O material presente nas suas roupas

Você já percebeu que provavelmente grande parte das suas roupas não é feita com materiais naturais como lã de ovelha, alpaca ou até mesmo algodão? Na verdade, grande parte delas contém acrílico ou poliéster. Hoje conheceremos um pouco mais do tecido produzido através de fibras de acrílico e os processos que envolvem a sua manufatura.

tipos-de-tecido

Continue reading Acrílico: O material presente nas suas roupas

Compósitos com matriz metálica (MMC)

Os MMCs, sigla para Metal Matrix Composites, no português compósitos com matriz metálica, geralmente são produzidos com um metal de baixa densidade, como alumínio e magnésio, reforçado com partículas ou fibras cerâmicas. Em comparação com um material sem reforço possui maior resistência e dureza, além de suportar maiores temperaturas de trabalho e possuir maior resistência ao desgaste.

con-rods1
Biela feita de compósito metálico

A fibra gera um maior reforço do que as partículas, mas é direcional, ou seja, na direção que não tem fibra o material é mais fraco. Já a vantagem das partículas em relação às fibras é que elas são economicamente mais viáveis.

Os MMCs são fabricados a partir do processo de sinterização. Formalmente, sinterização é um tratamento térmico para ligar as partículas umas às outras em uma coerente e sólida estrutura, via eventos de transporte de massa, que em sua maioria ocorre nos níveis atômicos. A força motriz do sistema para ocorrer a sinterização é a diminuição da energia livre do sistema, diminuindo a área de superfície, por formar ligações entre partículas. Dentro desse processo existem inúmeros tipos com características muito diferentes. Podemos separar em dois grandes grupos:

  • Sinterização com fase líquida: Nesse tipo de sinterização utilizada em MMCs, como o nome já diz, terá presente no processo um material em estado líquido, que nesse caso é o metal. Esse processo não é tão simples por causa da dificuldade de molhar a cerâmica de reforço. Normalmente o ângulo de molhamento entre esses dois materiais é por volta de 150 graus e o ideal é que seja mais perto de 0 possível, em alguns casos já considerando 90 graus um bom resultado.  Porém possui inúmeras vantagens, como peças obtidas próximas ao formato final, processo mais rápido de sinterização, menor o custo e menores as temperaturas envolvidas.
  • Sinterização no estado sólido: Nesse caso o pó cerâmico e o metálico são misturados prensados e sinterizados. A prensagem pode ser uniaxial ou isostática. Quando a sinterização ocorre junto com a prensagem isostática, o processo é chamado de Hot Isostatic Pressing (HIP). Também a prensagem isostática pode ser feita a frio e na sinterização pode ser prensado uniaxialmente. Outros exemplos de processos no estado sólido são sinterização à plasma e com microondas.

As aplicações desse tipo de material são diversas, mas hoje está bem focado na indústria automotiva e aeronáutica. Por exemplo, matrizes de alumínio reforçadas com SiC são utilizadas em rotores de freios dos trens alemães ICE. Outro caso é uma matriz de titânio reforçada com TiB, utilizadas no jato F-16.

Lembrou mais alguma aplicação desses compósitos? Não deixe de comentar!

Referências:

Metal Matrix Composites – Introduction

Chawla, Krishan K. Metal Matrix Composites. Wiley‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2006.

German, Randall M. “Sintering theory and practice.” Solar-Terrestrial Physics (Solnechno-zemnaya fizika) (1996): 568.

Metal Matrix Composites

 


Agradeço ao meu amigo Georges Lemos que me passou o material sobre MMC.