Compósitos termorígidos com nanotubos de carbono verticalmente alinhados crescidos sobre a fibra de carbono

• Autor(a) principal: Vagner Eduardo Caetano Marques
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
• Texto Completo: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2015/04.22.15.02

A presente dissertação consiste no estudo de nanocompósitos feitos a partir da deposição de nanotubos de carbono verticalmente alinhados sobre tecidos de fibras de carbono e sua posterior impregnação com resina epóxi, com a finalidade de melhorar as propriedades mecânicas interlaminares de compósitos com fibra de carbono. O maior desafio deste trabalho foi a otimização e o escalonamento do processo de deposição dos nanotubos de carbono para permitir amostras extensas suficientes para confecção dos corpos de prova de compósitos estruturais. Foi desenvolvida uma forma de uniformizar a deposição de uma intercamada de silício amorfo (depositado por plasma DC de silano), que serve como barreira de difusão de ferro. O ferro é o material utilizado na forma de nano partículas como catalisador da nucleação do crescimento de materiais grafíticos. Esta camada de silício amorfo foi, também, utilizada como interface CNT/resina que nos permitiu obter resposta ao cisalhamento interlaminar e um ganho nas propriedades elétricas. Foi utilizada a técnica Deposição Química de Vapor em um forno tubular para os crescimentos dos nanotubos de carbono. Ensaios de tração também foram realizados nos feixe de fibras para certificação de que suas propriedades mecânicas foram mantidas após as deposições realizadas. Para diversas etapas do processo, foram produzidas amostras de compósito através dos métodos infusão/injeção com baixas pressões em moldes fechados. Foi realizada análise morfológica e estrutural, através de Microscopia Eletrônica de Varredura e Espectroscopia Raman. Na caracterização mecânica, foram feitos testes de DMA e cisalhamento interlaminar (norma ASTM 2344), e as fraturas dos corpos de prova foram analisadas através de Microscopia Óptica. O ganho no comportamento elétrico, conseguido tanto pelos nanotubos quanto pela camada de Si amorfo, foi determinado pelo Método de duas pontas para medida de resistividade DC. Foi obtida a resistividade elétrica dos compósitos tanto na direção paralela aos tecidos de fibra de carbono quanto na direção perpendicular.