Estudo da influência das características dos piches de alcatrão de hulha na obtenção de compósitos carbono/carbono.
| Ano de defesa: | 1996 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-19092025-084209/ |
Resumo: | Foram obtidos quatro tipos de compositos carbono/carbono (C/C) pela combinação de dois tipos de impregnantes e dois de pré-formas. Como impregnantes precursores da matriz carbonosa, utilizaram-se piches de alcatrão de hulha nacionais, contendo (tipo M) ou não (tipo N) esferas de mesofase; feltros (F) e cabos de fibras de carbono entrelaçados (5D) foram as pré-formas de carbono testadas. Desenvolveu-se uma metodologia alternativa de impregnação a vácuo a alta temperatura, sendo obtidos compósitos C/C via ciclos de densificação sucessivos, constituídos das etapas de impregnação a vácuo a alta temperatura (200 a 650°C), tratamentos térmicos de carbonizacao (1. 000°C) e de grafitizacao (> 2300°C) e lixamento. Com maior teor em materiais particulados e macromoleculas altamente condensadas e isotrópicas dos insolúveis em quinolina naturais, o piche N apresentou eficiência menor na densificação da pré-forma do tipo F, além de resultar em matrizes carbonosas de textura heterogênea, constituída de coques anisotrópicos contendo ilhas de carbono isotrópico. Por sua vez, o piche M, com menor teor de materiais particulados e estruturas moleculares aromáticas e planares da mesofase, converteu-se em matrizes com textura anisotrópica e de amplos domínios ópticos, favorecidos pelas condições da impregnação a vácuo a altas temperaturas. |
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Estudo da influência das características dos piches de alcatrão de hulha na obtenção de compósitos carbono/carbono.Untitled in englishCarbon/carbon compositesCarbonization/graphitization processesCompósitos carbono/carbonoPichesPitchProcessos de carbonização/grafitizaçãoForam obtidos quatro tipos de compositos carbono/carbono (C/C) pela combinação de dois tipos de impregnantes e dois de pré-formas. Como impregnantes precursores da matriz carbonosa, utilizaram-se piches de alcatrão de hulha nacionais, contendo (tipo M) ou não (tipo N) esferas de mesofase; feltros (F) e cabos de fibras de carbono entrelaçados (5D) foram as pré-formas de carbono testadas. Desenvolveu-se uma metodologia alternativa de impregnação a vácuo a alta temperatura, sendo obtidos compósitos C/C via ciclos de densificação sucessivos, constituídos das etapas de impregnação a vácuo a alta temperatura (200 a 650°C), tratamentos térmicos de carbonizacao (1. 000°C) e de grafitizacao (> 2300°C) e lixamento. Com maior teor em materiais particulados e macromoleculas altamente condensadas e isotrópicas dos insolúveis em quinolina naturais, o piche N apresentou eficiência menor na densificação da pré-forma do tipo F, além de resultar em matrizes carbonosas de textura heterogênea, constituída de coques anisotrópicos contendo ilhas de carbono isotrópico. Por sua vez, o piche M, com menor teor de materiais particulados e estruturas moleculares aromáticas e planares da mesofase, converteu-se em matrizes com textura anisotrópica e de amplos domínios ópticos, favorecidos pelas condições da impregnação a vácuo a altas temperaturas.Four different types of C/C composites were obtained by using a combination of two types of coal tar pitches as carbon matrix precursors, with (type M) and without (type N) mesophase spheres. Also, two types of carbon fiber preforms, a carbon fiber felt (F) and a five-directional woven carbon fibers skeleton (5-D), were analyzed. A new impregnation technique was developed based on a high temperature vacuum impregnation process (HTVI). The C/C composites specimens were obtained by successive densification cycles which were performed by impregnation on the temperature range of 200 650°C, followed by carbonozation (1000°C) and graphitization (<2300°C) treatments. The results revealed that type N pitch is less efficient for carbon felt densification due to its high contento f quinoleine insoluble (QI) particles. Moreover, highly condensed three dimensional aromatic macromolecules, which type N pitch is an example, give rise to anisotropic carbon matrix with randomly distributed isotropic carbon islands. Conversely, the low contento f paticulated QI and large aromatic molecules with lamellar structure (mesophase spheres components) of type M pitch is converted to anisotropic carbon matrix. The vacuum impregnation process, developed in the present work, is effective to produce C/C composites with an apparent density of 1,80 g/cm3. Physical, thermal and structural properties are superior to those presented by commercial synthetic graphites and commercial C/C composites chosen as standard materials for comparative analysis.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPShimizu, Priscila AyaOtani, Satika1996-12-13info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-19092025-084209/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-09-19T11:47:02Zoai:teses.usp.br:tde-19092025-084209Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-09-19T11:47:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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