Laser como ferramenta para avaliação da proteção térmica de compósitos de carbono para aplicações hipersônicas

Laser como ferramenta para avaliação da proteção térmica de compósitos de carbono para aplicações hipersônicas

Alternative title Laser as a tool to evaluate the thermal protection of carbon composites for hypersonic applications.
Author Ribeiro, Mariana Salgado Google Scholar
Advisor Origo, Fábio Dondeo Google Scholar
Graduate program Não se aplica
Abstract "No desenvolvimento de veículos espaciais de reentrada e de veículos hipersônicos, um dos maiores desafios é o desenvolvimento de materiais que tenham boas propriedades mecânicas, baixa massa específica e que resistam às altíssimas temperaturas de voo, geralmente acima de 1500 ºC. Compósitos de carbono são materiais interessantes para essas aplicações devido à combinação de suas boas propriedades mecânicas, que podem ser ajustadas conforme a orientação das fibras, e de sua baixa massa específica em comparação com metais. Entretanto, é necessária uma barreira externa para se proteger o material carbonoso da intensa oxidação e erosão nas condições desses voos. O presente trabalho estudou o uso de lasers como ferramenta para simular a degradação da superfície do compósito a temperaturas superiores à 1000ºC, a fim de se verificar a durabilidade do compósito com a camada protetora de carbeto de silício (SiC) às altas temperaturas e à oxidação atmosférica. Experimentos em temperaturas acima de 1000ºC foram realizados usando radiação de laser pulsado Nd: YAG 2° harmônico (532 nm) como fonte de calor. No presente trabalho foram medidas as temperaturas durante a irradiação por três métodos distintos e simultâneos: termopar, pirômetro óptico e câmera de infravermelho. O termopar foi comparado com outros dispositivos para conhecer o seu tempo de estabilização e a influência da profundidade na leitura; o pirômetro óptico foi calibrado com um corpo negro. As superfícies irradiadas de compósitos CC e carbono-fenólica foram estudadas antes e depois dos ensaios por microscopia óptica e perfilometria para se observar o grau de degradação da superfície. Esse trabalho mostrou as dificuldades relacionadas com cada técnica de medição de temperatura. Os efeitos de diferentes parâmetros de irradiação foram estudados, e foi possível promover aquecimento com o laser, permitindo concluir que a superfície com filme protetor atingiu maior temperatura devido à maior absorbância."
Keywords Laser
Hipersônica
Ensaio de alta temperatura
Compósito de carbono
xmlui.dri2xhtml.METS-1.0.item-coverage São José dos Campos
Language Portuguese
Date 2019-12-05
Knowledge area Outra
Publisher Universidade Federal de São Paulo
Extent 70 f.
Access rights Open access Open Access
Type Trabalho de conclusão de curso de graduação
URI https://repositorio.unifesp.br/handle/11600/52062

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Name: TCC 2 Mariana Salgado Ribeiro - Aline Capella.pdf
Size: 3.894Mb
Format: PDF
Description: TCC Mariana Salgado Ribeiro
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