ESTUDO DO COMPORTAMENTO EM FRATURA DE UM MATERIAL SEMI-FRÁGIL

Resumo

A busca por um material que reproduzisse o comportamento em fratura dos filtros cerâmicos usados para gases de combustão, produzidos por turbinas geradoras de energia elétrica, levou o grupo de pesquisa a um granito produzido na região Norte-Fluminense. Este granito apresenta não-linearidade quando submetido a ensaios de flexão.Foram testados dois materiais inicialmente. O primeiro foi uma meta-caulinita comercial usada na fabricação de cerâmicas ditas “brancas”. Este material apresentou após processamento e tratamento térmico, comportamento em fratura linear, típico dos materiais frágeis ou sem grande população de defeitos e descontinuidades. O segundo material foi um granito de produção regional, que devido à sua natureza intrínseca apresentou comportamento não-linear. A presença de entalhes com geometrias variáveis ocasionou radicalização do comportamento observado. Todos os corpos de prova foram submetidos a ensaios de flexão em 4 pontos, segundo norma técnica.Os corpos de prova fabricados em meta-caulinita apresentaram comportamento típico do material. A presença dos diversos entalhes apenas fez variar a carga de ruptura, mas não fez surgir o patamar de não-linearidade esperado. Já quando os corpos de prova em granito foram testados, as cargas de ruptura variaram, mas o tamanho do patamar de não-linearidade surgido também variou fortemente, indicando que a severidade da concentração de tensão interage fortemente com o campo de tensões elásticas presentes na região da fratura.Foi identificado que o material que melhor reproduz o comportamento em fratura da cerâmica usada em filtros para gases de exaustão é o granito. Existe uma interação ainda não explicada entre a severidade do entalhe no corpo e o comportamento do campo de tensões gerado pelos defeito.