PG-EAM - Graduate Program in Aeronautical and Mechanical Engineering
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PhD Thesis 2015

Fabricação de carbonos estruturais pelo processo de densificação rápida usando precursores de origem vegetal

Author

João Jorge Souza dos Santos

Advisor

  • Advisor Inácio Regiani

Concentration Area

Materiais e Processos de Fabricação

Defense Date

16/06/2015

Thesis Number

68557

Abstract

As imposições de mercado, domínio e transferência de tecnologias específicas sempre foram barreiras impostas por países desenvolvidos, especialmente, as aplicações exclusivas na obtenção de materiais avançados para uso restrito do setor espacial e militar. Esses obstáculos têm suscitado desafios e despertado o interesse nacional em desenvolver novos materiais, pesquisar métodos e processos para servir outros desenvolvimentos. Dentre esses, os compósitos que atendem o Programa Nacional de Atividades Espaciais, especificamente, os que proporcionam o desenvolvimento de novos processos de fabricação de compósitos carbono/carbono, são considerados de maior interesse. O presente estudo versa sobre a aplicação do processo de densificação rápida CLVI (Chemical Liquid Vapor Infiltration) para a fabricação dos Compósitos Reforçados com Fibra de Carbono (CRFC). Por ser material nobre de aplicação aeroespacial, obtido pelo processo de densificação rápida (CLVI), patenteado em 1984, há poucas publicações e informações na literatura mostrando sua viabilidade. Como inovação foram utilizados precursores não tradicionais de carbono para a fabricação dos CRFC, tais como: o etanol e o óleo de soja, para formar a matriz de pirocarbono. A adoção de precursores de origem vegetal garantem uma drástica redução dos impactos ambientais causados pela produção de carbono/carbono e utiliza de recursos renováveis disponíveis na agricultura nacional. Os pirocarbonos produzidos com o óleo de soja, etanol e hexano foram processados nas temperaturas de 900ºC, 1000ºC, 1100ºC e 1200ºC. As amostras de carbono obtidas foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura, microscopia óptica, difração de raio-X e espectroscopia Raman. Os resultados mostraram as vantagens e desvantagens na aplicação do processo CLVI e os detalhes da caracterização correta das microestruturas produzidas, especificamente para os CRFC produzidos.

Keywords

Compósitos carbono-carbono Infiltração química por líquido vaporizado Densificação Materiais compósitos Engenharia de materiais