A fibra de carbono pode enferrujar?
A fibra de carbono é quimicamente estável, resistente à corrosão e não enferruja. É por isso que funciona bem em ambientes agressivos. Mas agentes oxidantes fortes, como peróxido de hidrogênio ou ácido sulfúrico, podem afetá-lo.
Da mesma forma, a resina epóxi é inerte e não enferruja nem corroe. No entanto, é sensível à luz solar. Portanto, cubra os compósitos de fibra de carbono com um acabamento resistente aos raios UV para evitar danos a longo prazo causados pela luz solar.
Vale ressaltar que os compósitos de fibra de carbono podem causar corrosão galvânica quando em contato com alguns metais. Embora não leve à corrosão superficial evidente no curto prazo, os produtos de corrosão se acumulam e levam a danos com o tempo. Felizmente, isto necessita de condições específicas e alguns revestimentos oferecem proteção.
A fibra de carbono pode quebrar?
A resposta curta é sim. Qualquer material pode falhar, mas é um pouco mais complicado que isso. Muitos fatores, como processo de produção, design e uso, afetam a durabilidade.
Por exemplo, podem formar-se lacunas e é mais provável que rache se o fabricante aplicar resina de forma desigual ou não usar o suficiente. Com o tempo, essas pequenas rachaduras podem se espalhar até quebrar. Mesmo impactos menores podem eventualmente levar ao fracasso.
A orientação das fibras e das camadas de fibras também tem um efeito significativo na resistência à fadiga. Assim como o tipo de força que você aplica. As forças de compressão, cisalhamento e tensão causam diferentes tipos de falha.
A fibra tecida em uma disposição de 0 graus tem menos resistência à torção do que em 45 graus, por exemplo. Portanto, pode quebrar se você torcer.
O resultado final é que se você permanecer abaixo do limite de carga de uma peça específica, ela não quebrará facilmente.
Além disso, esteja ciente de que é difícil detectar sinais de danos que indiquem falha iminente. E, ao contrário de outros materiais que dobram ou entortam, quando a fibra de carbono falha, ela pode falhar espetacularmente e quebrar.
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As condições climáticas afetam a durabilidade da fibra de carbono?
A fibra de carbono tem baixa expansão térmica. Portanto, sua forma, área, volume ou densidade não mudam muito em resposta às mudanças de temperatura. Isso não significa que seja imune aos efeitos do clima no longo prazo. Estudos descobriram que combinações de condições climáticas podem ter efeitos distintos na fibra de carbono em diferentes ambientes.
Ciclos de congelamento-descongelamento
A Fundação de Pesquisa em Engenharia Civil identificou os ciclos de congelamento e descongelamento como uma possível ameaça à durabilidade da fibra de carbono. Além disso, eles descobriram que as condições de congelamento e degelo degradam mais o concreto reforçado com fibra de carbono em água salgada.
Não é necessariamente a fibra de carbono que perde integridade, mas sim a formação de microfissuras na matriz e na desconexão fibra/matriz. E os efeitos se devem em parte ao fato de o adesivo estrutural não ser tão avançado quanto outros usos de fibra de carbono.
Por último, apesar destes efeitos, outro estudo concluiu que o concreto reforçado com fibra de carbono é mais durável do que o concreto padrão.
Envelhecimento Higrotérmico
O envelhecimento higrotérmico pode ter impacto na durabilidade da fibra de carbono em algumas aplicações, mas não em outras.
O que é envelhecimento higrotérmico? O envelhecimento higrotérmico refere-se a uma combinação de calor e umidade e ao efeito que isso tem na estrutura.
A exposição prolongada ao calor e à umidade pode ter pouco efeito na resistência à flexão da fibra de carbono. Mas sob carga sustentada e na presença de água salgada, a resistência à tração diminui entre 7% e 12%.
Ciclos úmido-seco
Um estudo mostra que os ciclos úmido-seco podem ter um impacto adverso significativo na resistência à tração. Após 4.000 ciclos úmido-seco, a probabilidade de falha aumenta notavelmente.
Em contraste, tem uma influência limitada na deformação da fibra de carbono.
Exposição UV e Condensação
A radiação UV e a condensação operam de forma sinérgica que causa erosão da matriz epóxi, mas não afeta a fibra de carbono. A erosão do epóxi pode diminuir a resistência à tração em até 29% e levar a uma menor durabilidade.
Conforme mencionado, um acabamento resistente a UV ajudará a proteger os compósitos de fibra de carbono.
No geral, as condições climáticas afetam a fibra de carbono. Mas os efeitos dependem de como você o usa. Por exemplo, as condições meteorológicas têm um impacto mais notável nos edifícios com fibra de carbono do que no quadro de uma bicicleta de carbono.
A fibra de carbono pode suportar o calor?
As fibras de carbono podem suportar o calor. Mas a fibra de carbono é usada principalmente em matrizes como concreto, plástico ou epóxi, o que pode limitar sua tolerância ao calor. Em outras palavras, a matriz desempenha um papel mais significativo na capacidade de uma peça de fibra de carbono suportar o calor do que a fibra sozinha.
Por exemplo, alguns epóxis podem suportar temperaturas de até 100 graus (212 ℉), enquanto o compósito de matriz de carbono reforçado com fibra de carbono pode tolerar temperaturas acima de 2.000 graus (3.632 ℉).
A fibra de carbono é à prova de balas?
Em teoria, a fibra de carbono poderia parar uma bala, mas o Kevlar® ou outra fibra de aramida tem mais flexibilidade e resistência ao impacto. Além disso, Kevlar® é uma opção mais econômica para armaduras à prova de balas.
A fibra de carbono oferece um alto nível de proteção contra alguns objetos. Freqüentemente, você verá pilotos de carros de corrida usá-lo para proteção porque dispersa o impacto das forças. Mas quando se trata de balas, você precisará de muitas camadas para detê-las.
Assista a este vídeo para ver como o composto de fibra de carbono se compara às balas.
No entanto, os nanotubos de carbono podem resistir a balas. Os nanotubos consistem em átomos de carbono ligados em padrões hexagonais repetidos para criar um cilindro oco. Esses nanotubos podem absorver a energia dos mísseis balísticos melhor do que a fibra de carbono e, em alguns casos, até mesmo o Kevlar®.
Na sua forma mais básica, a fibra de carbono é o carbono grafite, que durará praticamente para sempre. O material normalmente não é fotodegradável ou biodegradável. Porém, alguns fatores influenciam sua durabilidade, como sua matriz. Além disso, o uso intenso de compósitos e fatores ambientais podem afetar sua durabilidade e potenciais aplicações. Em geral, os cientistas prevêem que as peças de fibra de carbono durem mais de 50 anos.
