Avaliação de métodos de mistura na obtenção de compósitos à base de cobre reforçado com óxido de grafeno
Tipo
Tese
Data de publicação
2025-02-11
Periódico
Citações (Scopus)
Autores
Souza, Caique Movio Pereira de
Orientador
Massi, Marcos
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Membros da banca
Canevari, Thiago da Cruz
Lima, Carlos Roberto Camello
Santos, Givanildo Alves dos
Monteiro, Waldemar Alfredo
Lima, Carlos Roberto Camello
Santos, Givanildo Alves dos
Monteiro, Waldemar Alfredo
Programa
Engenharia de Materiais e Nanotecnologia
Resumo
O grafeno e o óxido de grafeno tem se destacado promissores materiais de reforço para
compósitos de matriz metálica devido às suas excepcionais propriedades mecânicas, ampla área
superficial e elevada estabilidade química e térmica. No entanto, a obtenção de uma dispersão
homogênea desses materiais em matrizes metálicas, como o cobre, ainda representa um desafio
significativo. Isso se deve principalmente à baixa molhabilidade do grafeno e do óxido de
grafeno na matriz metálica e à diferença de densidade entre os materiais, o que favorece a
formação de aglomerados, comprometendo a eficiência do reforço. O presente trabalho teve
como objetivo avaliar diferentes métodos de mistura para a produção de compósitos de matriz
de cobre reforçados com óxido de grafeno, empregando a técnica de metalurgia do pó. Foram
investigados quatro métodos de dispersão do reforço: agitação mecânica, ultrassom,
rotoevaporação e a combinação de ultrassom com agitação mecânica. Esses métodos foram
avaliados quanto à sua capacidade de promover a dispersão homogênea do óxido de grafeno e
sua influência nas propriedades do material. Os resultados demonstraram que a combinação do
ultrassom com a agitação mecânica, utilizando acetona como meio líquido, foi o método mais
eficiente para a produção dos compósitos, apresentando o melhor equilíbrio entre condutividade
elétrica, resistência mecânica e distribuição homogênea do reforço, além de reduzir a formação
de aglomerados. Essa abordagem resultou em um aumento significativo na microdureza
Vickers, que atingiu 78,2 HV, representando um incremento de 31,8% em relação ao cobre
puro, sem comprometer de forma relevante a condutividade elétrica do material, que apresentou
uma redução de 16% IACS. Os resultados deste estudo são inovadores ao comparar diferentes
técnicas de mistura, fornecendo metodologias para otimizar a dispersão do óxido de grafeno em
compósitos de matriz metálica. Além disso, os parâmetros de processamento estabelecidos
contribuem para o avanço da fabricação de compósitos de cobre reforçados com nanomateriais,
estabelecendo parâmetros otimizados para o processamento e aprimorando a dispersão do
reforço na matriz metálica.
Descrição
Palavras-chave
óxido de grafeno , cobre , caracterização , compósito , metalurgia do pó