Avaliação do condicionamento higrotérmico em compósitos fibra de carbono/epóxi e titânio anodizado
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Data
2017-12-01
Autores
Rosa, Beatriz de Melo [UNESP]
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
With the development of metal fiber hybrid composite in the 70's, there was a revolution in the aircraft industry. Along with the application of these materials to various components of aircraft structures, studies for their improvement has emerged. When it comes to composites, the interface between its components is a region of great concern because there is a correlation between the interaction between the composite components and the properties of the material. This work concludes a series of theoretical and experimental studies about the interface of the carbon fiber/epoxy/titanium composite, focusing on the metal anodizing and the hygrothermal conditioning of the composites. Therefore, this work presents the anodizing of titanium and a study of the surface properties obtained through this procedure. The surface characterization of the metal was performed by contact angle measurements, atomic force microscopy and optical microscopy. In a second moment, composites were conditioned in hygrothermal environment to analyze the influence of humidity on their mechanical properties. Composites mechanical characterizations, conditioned and unconditioned, were performed by compression shear test (CST), interlaminar shear strength (ILSS), end-notched flexure (ENF - mode II) and vibration tests. Mechanical tests showed a reduction of 39.3% in shear strength values, 44.5% in fracture toughness values and 84.1% in shear bond strength of the composites after 32 days of hygrothermal conditioning
Com o desenvolvimento do compósito híbrido metal-fibra na década de 70, houve uma revolução na indústria de aeronaves. Juntamente com a aplicação destes materiais em vários componentes da estrutura de aeronaves, uma forte vertente de estudos para o aperfeiçoamento de suas propriedades surgiu. Ao se tratar de compósitos, a interface entre seus componentes é uma região de grandes preocupações, pois há uma correlação entre a interação entre os componentes do compósito e as propriedades do material. Este trabalho conclui uma série de estudos teóricos e experimentais acerca da interface no compósito polimérico fibra de carbono/epóxi/titânio, dando enfoque na anodização do metal e ao condicionamento higrotérmico dos compósitos. Assim sendo, este trabalho apresenta a anodização do titânio e um estudo das propriedades superficiais obtidas por meio deste procedimento para a aplicação em compósito híbrido metal-fibra juntamente com epóxi e fibra de carbono. A caracterização superficial do metal foi realizada por meio de medições de ângulo de contato, microscopia de força atômica e microscopia óptica. Em um segundo momento, os compósitos foram condicionados em meio higrotérmico para análise da influência deste condicionamento nas propriedades mecânicas do mesmo. A caracterização mecânica do compósito com e sem condicionamento foi realizada por meio dos ensaios de cisalhamento por compressão, resistência ao cisalhamento interlaminar, flexão com pré-trinca (modo II) e por vibração. Os ensaios mecânicos evidenciaram a redução de 39,3% dos valores de resistência ao cisalhamento, 44,5% dos valores de tenacidade à fratura e 84,1% da resistência ao cisalhamento por compressão nos compósitos após o condicionamento higrotérmico de 32 dias
Com o desenvolvimento do compósito híbrido metal-fibra na década de 70, houve uma revolução na indústria de aeronaves. Juntamente com a aplicação destes materiais em vários componentes da estrutura de aeronaves, uma forte vertente de estudos para o aperfeiçoamento de suas propriedades surgiu. Ao se tratar de compósitos, a interface entre seus componentes é uma região de grandes preocupações, pois há uma correlação entre a interação entre os componentes do compósito e as propriedades do material. Este trabalho conclui uma série de estudos teóricos e experimentais acerca da interface no compósito polimérico fibra de carbono/epóxi/titânio, dando enfoque na anodização do metal e ao condicionamento higrotérmico dos compósitos. Assim sendo, este trabalho apresenta a anodização do titânio e um estudo das propriedades superficiais obtidas por meio deste procedimento para a aplicação em compósito híbrido metal-fibra juntamente com epóxi e fibra de carbono. A caracterização superficial do metal foi realizada por meio de medições de ângulo de contato, microscopia de força atômica e microscopia óptica. Em um segundo momento, os compósitos foram condicionados em meio higrotérmico para análise da influência deste condicionamento nas propriedades mecânicas do mesmo. A caracterização mecânica do compósito com e sem condicionamento foi realizada por meio dos ensaios de cisalhamento por compressão, resistência ao cisalhamento interlaminar, flexão com pré-trinca (modo II) e por vibração. Os ensaios mecânicos evidenciaram a redução de 39,3% dos valores de resistência ao cisalhamento, 44,5% dos valores de tenacidade à fratura e 84,1% da resistência ao cisalhamento por compressão nos compósitos após o condicionamento higrotérmico de 32 dias
Descrição
Palavras-chave
Materiais compostos, Compósitos poliméricos, Fibras de carbono, Titânio, Composite materials
Como citar
ROSA, Beatriz de Melo. Avaliação do condicionamento higrotérmico em compósitos fibra de carbono/epóxi e titânio anodizado. 2017. 71 f. Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado - Engenharia de Materiais) - Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá, 2017.