Materiais Compósitos de Matriz Cerâmica e Suas Propriedades de Flexão

Visão Geral

Fonte: Sina Shahbazmohamadi e Peiman Shahbeigi-Roodposhti-Roodposhti, Escola de Engenharia, Universidade de Connecticut, Storrs, CT

Ossos são compósitos, feitos de matriz cerâmica e reforços de fibra de polímero. A cerâmica contribui com força compressiva, e o polímero proporciona resistência à tração e flexural. Ao combinar materiais cerâmicos e polímeros em diferentes quantidades, o corpo pode criar materiais exclusivos sob medida para uma aplicação específica. Como engenheiros biomédicos, ter a capacidade de substituir e replicar osso devido a doenças ou lesões traumáticas é uma faceta vital da ciência médica.

Neste experimento, criaremos três diferentes compósitos de matriz cerâmica com gesso de Paris (que é um composto de sulfato de cálcio), e permitiremos que eles sejam submetidos a um teste de dobra de três pontos, a fim de determinar qual preparação é a mais forte. Os três compósitos são os seguintes: um composto apenas de gesso de Paris, um com fragmentos de vidro picados misturados em uma matriz de gesso e, por último, uma matriz de gesso com uma rede de fibra de vidro embutida dentro dela.

Procedimento

1. Fazer uma amostra de gesso simples

  1. Obtenha um molde de borracha azul do instrutor. Cada molde pode fazer 3 amostras em forma de barra, o tamanho de cada barra é aproximadamente cerca de 26 mm na largura, 43 mm no comprimento e 10 mm na espessura.
  2. Pesar 40 gramas de pó de gesso seco em um copo de papel. Adicione lentamente 20 ml de água deionizada e mexa o chorume com uma vara de madeira, até que se alcance uma consistência suave. Prossiga imediatamente para o passo 3! O gesso começa a endur

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Resultados

O objetivo geral da série de testes acima mencionados é comparar as diferentes características físicas entre vários substitutos ósseos compostos. A resistência e a tensão flexis precisam ser calculadas usando as Equações 4 e 5, respectivamente. O estresse e a tensão de cada amostra serão traçados no MATLAB. A partir disso, a força flexural máxima e a tensão flexural correspondente podem ser encontradas para cada conjunto de dados. O estresse (σf1, ...

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Aplicação e Resumo

Este experimento foi projetado para estudar a força flexural em três tipos diferentes de material composto. Fabricamos três espécimes com diferentes materiais de reforço. A matriz era gesso de Paris (um composto de sulfato de cálcio), e usamos fibras de vidro picadas e fita de fibra de vidro como reforços. Realizamos teste de dobra de 3 pontos nas amostras fabricadas e analisamos os dados alcançados, comparando as propriedades dos compósitos feitos com fibras longas e orientadas versus fibras aleatórias curtas....

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Tags
Ceramic matrix Composite MaterialsBending PropertiesReinforcement MaterialsOverall Bending StrengthCeramic MaterialsGlass FibersPolymer FibersArtificial Bone CompositesCompressive StrengthTensile StrengthFlexural StrengthSpecific ApplicationPlaster Of ParisThree point Bending TestExternal Force

Pular para...

0:08

Overview

1:19

Principles of Bending Strength of Materials

3:38

Sample Preparation

6:02

Experimental Procedure for the 3-point Bending Test

6:48

Data Analysis and Results

8:47

Applications

9:32

Summary

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