Avaliação de métodos de mistura na obtenção de compósitos à base de cobre reforçado com óxido de grafeno

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Souza, Caique Movio Pereira de
• Orientador(a): Massi, Marcos
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por; eng
• Instituição de defesa: Universidade Presbiteriana Mackenzie
• Palavras-chave em Português: óxido de grafeno; cobre; caracterização; compósito; metalurgia do pó
• Link de acesso: https://dspace.mackenzie.br/handle/10899/40267

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.