Tracao E Deformacao Cobre

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INTRODUÇÃO

O ensaio de fluência tradicionalmente avalia a deformação longitudinal de um corpo cerâmico à temperatura e carga constantes. As condições de ensaio (temperatura e carga) são pré-estabelecidas segundo as solicitações de uso do corpo cerâmico ou segundo norma escolhida. De um modo geral, durante este ensaio obtém-se curvas conforme as esquematizadas na Fig. 1. Em um primeiro estágio, os resultados experimentais coletados correspondem à deformação instantânea do corpo (e) em função do tempo (t), conforme ilustrado na Fig. 1a. À partir destes dados, calcula-se a taxa de deformação ou de fluência, definida como (de/dt) ou (), a qual é plotada em função da deformação, e (Fig. 1b). Normalmente, o gráfico de fluência (Fig. 1b) apresenta três estágios. No estágio primário (I) a taxa de deformação diminui com o tempo. Seguido a este, tem-se o estágio secundário (II) ou estado estacionário, onde a taxa de deformação é constante. E finalmente, o estágio terciário (III) onde a taxa de deformação aumenta acentuadamente até a fratura do corpo-de-prova.

A maioria dos mecanismos de fluência em temperaturas elevadas apresenta um regime de taxa estacionária, (de/dt) ou (), expressa segundo a equação:

onde A é um parâmetro microestrutural; s, a tensão aplicada; n, o expoente da tensão; Q, a energia de ativação do processo; R, a constante universal dos gases; T, a temperatura em escala absoluta; d, o tamanho de grão e p, o expoente do tamanho de grão.

Segundo a literatura [1-3], o mecanismo de fluência é especificado pelos valores experimentais das grandezas p, n e Q da equação (A).

Ainda segundo a literatura [1-3], o comportamento de fluência de sólidos cerâmicos policristalinos é fortemente afetado pela sua microestrutura. Fundamentalmente, são três os parâmetros microestruturais de interesse

• o constituinte mineralógico (tamanho de grão e distribuição dos agregados cristalinos);

• o constituinte vítreo (quantidade relativa, composição e distribuição da fase vítrea) e

• a porosidade aparente.

Já no modelo de fluência desenvolvido por Ashby e Gibson [4, 5] para materiais celulares monofásicos de células abertas tais como os filtros cerâmicos, a taxa de deformação pode ser ainda expressa:

onde (r/rs) é a densidade relativa do filtro, sendo r a densidade geométrica do filtro e rs, a densidade teórica do material que constitui os filamentos. Segundo Ashby e Gibson [4, 5] para filtros cerâmicos o expoente de tensão deve ser igual à unidade (n=1) e a taxa de deformação () apresenta dependência quadrática com a densidade relativa do filtro (r/rs) e, ainda, independe do tamanho de grão (d) do material cerâmico que constitui o filamento.

Contudo, resultados de fluência em filtros cerâmicos são escassos, embora sejam aplicados sob carga à altas temperaturas. Acredita-se [5] que o primeiro passo no sentido de compreender o comportamento mecânico desta classe de materiais cerâmicos deve ser o de observar a sua peculiar estrutura.

Os filtros cerâmicos de células abertas são produzidos pelo método da réplica de esponjas poliméricas [6], as quais são eliminadas durante a queima deixando, em seu lugar, filamentos ocos. Desse modo, a estrutura de filtros cerâmicos pode ser classificada em dois níveis. No primeiro, a estrutura celular, constituída de um arranjo tridimensional de filamentos ocos, denominada macroestrutura. E em um segundo nível, a estrutura de poros e grãos dentro da fase sólida que constitui a microestrutura. Assim, quando os filtros cerâmicos são solicitados em fluência, a análise dos resultados deve compreender duas etapas.

Na primeira etapa, deve-se analisar de que maneira a tensão aplicada e o modo de carregamento (compressão ou tração) estão solicitando a macroestrutura