Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/2176-1523.20222565
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

Otimização da adesão interfacial do compósito fibra de carbono/epóxi utilizando tratamento superficial oxidativo

Optimization of interfacial adhesion of the fiber carbon/ epoxy composite using surface oxidative treatment

Bárbara Silva Sales Guimarães, Luiz Eduardo de Carvalho, Carlos Alberto Alves Cairo

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Resumo

As falhas estruturais em materiais compósitos ocorrem frequentemente devido a problemas no controle das interações interfaciais e o estudo para aprimorar a adesão interfacial entre o reforço e matriz é de suma importância para essa classe de materiais. O objetivo desse trabalho foi otimizar a adesão interfacial do compósito fibra de carbono/epóxi, aplicando um tratamento superficial oxidativo com ácido nítrico no reforço para comparar com compósitos com fibras não tradas. Testes de tração, picnometria, espectroscopia de raios X por dispersão em energia e de microscopia eletrônica de varredura foram usados para avaliar as propriedades e validar o tratamento aplicado. Os resultados obtidos incluem mudanças morfológicas superficiais nas fibras de carbono, alterando a rugosidade e a composição química. Tanto as fibras de carbono 3K quanto as 12K após tratamento tiveram um acréscimo de 11% e 26% na resistência à tração e também no módulo de elasticidade de 6% e 16%, respectivamente.

Palavras-chave

Ácido nítrico; Ataque químico; Caracterização morfológica; Melhora da adesão.

Abstract

Structural failures in composite materials often occur due to problems in controlling interfacial interactions and the study to improve the interfacial adhesion between the reinforcement and matriz is of paramount importance for this class of materials. The objective of this work was to optimize the interfacial adhesion of the carbon fiber/epoxy composite, applying oxidative surface treatment with nitric acid in the reinforcement to compare with composites with the untreated fibers. Traction tests, pycnometry, energy dispersion X-ray spectroscopy and scanning electron microscopy were used to determine the properties and validate the treatment applied. The results obtained include superficial morphological changes in the carbon fibers, modifying the roughness and chemical composition. Both the 3K and 12K carbon fibers after treatment had an increase of 11% and 26% in the tensile strength and also in the modulus of elasticity of 6% and 16%, respectively.

Keywords

Nitric acid; Chemical attack; Morphological characterization; Improved adherence.

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Submetido em:
25/03/2021

Aceito em:
05/08/2021

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