CFRP bioinspirados para melhoria da resistência ao impacto e autossensorização

• Autor(a) principal: Amorim, Luís Manuel Machado
• Data de Publicação: 2017
• Outros Autores: Santos, Ana Raquel Ribeiro, Branco, M., Infante, V., Rocha, Luís Alexandre Machado, Nunes, J. P., Viana, J. C.
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1822/53341
• topic: CFRP; Resistência ao impacto; Compósitos Bioinspirados; Autosensorização; Engenharia e Tecnologia::Engenharia Mecânica; Engenharia e Tecnologia::Engenharia dos Materiais

Os compósitos reforçados com fibras de carbono (CFRP) são cada vez mais usados em aplicações de elevado desempenho devido às excelentes propriedades mecânicas e baixo peso que apresentam. A resistência interlaminar continua, no entanto, a ser uma das maiores limitações do seu desempenho mecânico [1-3]. Recentemente, tem-se vindo a tentar superar o problema aplicando nos CFRP mecanismos semelhantes aos que garantem um elevado desempenho ao impacto em organismos vivos, p.e., o exosqueleto dos artrópodes que apresenta uma estrutura fibrosa laminada helicoidal (Bouligand) à escala micrométrica [4-6]. Sistemas sensoriais estudados em seres vivos também têm inspirado o desenvolvimento de compósitos multifuncionais [7], sendo ainda um desafio a criação de tecnologias de fabrico capazes de replicar estas estruturas/sistemas. Neste trabalho fabricaram-se CFRPs com desempenho mecânico melhorado, usando laminados bioinspirados com fibras orientadas helicoidalmente (tipo Bouligand) e nanotubos de carbono (CNT) como sensores capazes de lhes conferiram multifuncionalidade (monitorização de dano). Produziram-se por infusão por vácuo, usando uma resina epóxída reforçada com fibras contínuas de carbono, placas CFRP (550x180x4 mm) com empilhamentos helicoidal e standard que, para comparação de propriedades, foram sujeitas a ensaios de impacto e de compressão após-impacto. Para garantir a multifuncionalidade, transferiram-se florestas de CNT verticalmente alinhados (VA-CNT) obtidas por deposição química a vapor (CVD) para o laminado. Usaram-se ainda técnicas não-destrutivas (NDT) de ultrassons (C-Scan) na análise da microestrutura e avaliação dos danos produzidos após impacto. Os resultados evidenciam as dificuldades encontradas em fabricar as placas e as melhorias que a integração de estruturas bioinspiradas conferem às características e multifuncionalidade dos compósitos