Avaliação de métodos de mistura na obtenção de compósitos à base de cobre reforçado com óxido de grafeno
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Tese
Date
2025-02-11
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Authors
Souza, Caique Movio Pereira de
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Massi, Marcos
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Volume Title
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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
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Engenharia de Materiais e Nanotecnologia
Abstract
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.
Description
Keywords
óxido de grafeno , cobre , caracterização , compósito , metalurgia do pó