5 Materiais com a mais alta resistência à tração

Introdução

Quando nos referimos à resistência à tração, estamos nos referindo à capacidade de um material de resistir às forças que tentam separá-lo. Os materiais evoluíram ao longo dos anos para atender às necessidades da tecnologia e do setor. Atualmente, engenheiros e projetistas usam vários materiais de alta resistência para criar edifícios mais seguros e dispositivos mais confiáveis.

Metais (aço maraging, tungstênio, ligas de titânio)

Os metais sempre foram uma prioridade no projeto estrutural. O aço Maraging é um dos aços de alta resistência mais populares. Ele oferece resistência à tração na faixa de 2.000 megapascal. O aço maraging também apresenta boa tenacidade, o que o torna adequado para componentes críticos em aplicações de ferramentas e aeroespaciais.

O tungstênio é outro metal que se destaca. Devido à sua alta densidade e resistência extremamente alta ao calor, o tungstênio encontra aplicações em condições de alto calor. Sua resistência permanece uniforme mesmo nas piores condições. O tungstênio é frequentemente escolhido pelos engenheiros quando estão projetando peças rígidas e confiáveis.

As ligas de titânio são uma solução forte, porém leve, na maioria dos setores. As ligas de titânio têm resistência à tração superior a 1.000 megapascal. Aeronaves, equipamentos esportivos e aparelhos médicos usam ligas de titânio. A durabilidade aliada à leveza confere às ligas de titânio vantagens exclusivas que alguns metais tradicionais não possuem.

Cerâmica avançada (carbeto de silício, carbeto de boro)

As substâncias cerâmicas possuem excelente resistência ao desgaste e à tração. O carbeto de silício possui superfícies duras e resistência à deformação. O carbeto de silício pode suportar abrasão e calor drásticos. O carbeto de silício ocorre em ferragens de fornos e rotores de freio em condições normais.

O carbeto de boro é outra excelente cerâmica. O composto é duro, mas leve. Foi amplamente descrito para ser usado em chapas de blindagem e produtos resistentes ao desgaste. O carbeto de silício e o carbeto de boro têm um equilíbrio entre resistência e leveza. Apresentam bom desempenho quando o calor e o desgaste são considerações importantes.

Materiais à base de carbono (grafeno, nanotubos de carbono)

Os materiais de carbono são superiores em resistência à tração. O grafeno é uma folha de um único átomo de carbono em uma estrutura de favo de mel. Os testes mostram que o grafeno pode ter uma resistência à tração de até 130 gigapascals. O grafeno é, portanto, um dos materiais mais fortes conhecidos. Os usos podem variar de eletrônicos flexíveis a revestimentos de alta resistência.

Os nanotubos de carbono também são extremamente resistentes à tensão. Esses minúsculos tubos de carbono são usados em uma variedade de campos de alta tecnologia. Sua resistência, combinada com seu peso leve, permite que os engenheiros projetem estruturas complexas. O desenvolvimento de nanotubos de carbono está em andamento, pois eles têm um imenso potencial para ajudar setores como o aeroespacial e o eletrônico.

Polímeros de alto desempenho (poliamida-imida, polieterimida, poliéter-éter-cetona)

Para a maioria das aplicações atuais, os polímeros de alto desempenho são excelentes opções. A poliamida-imida foi projetada para resistir ao calor e ao desgaste. Na maioria das vezes, ela é usada em componentes que precisam ser resistentes a altas temperaturas de operação.

A polieterimida possui clareza e resistência ao calor. A resistência à tração é o que a qualifica para uso no setor e em aplicações de eletrodomésticos. Por exemplo, partes de equipamentos médicos e peças de automóveis às vezes dependem da polieterimida para ter durabilidade.

O poliéter-éter-cetona, ou PEEK, oferece uma relação resistência-peso. É amplamente utilizado em aplicações aeroespaciais, automotivas e de dispositivos médicos implantáveis. A força do material em aplicações de alta tensão e longa duração demonstra sua propriedade de tração e resistência superiores.

Materiais compostos (Kevlar, polímeros reforçados com fibra de carbono)

Os materiais compostos são criados quando dois ou mais materiais são misturados em um sistema. O Kevlar é um material composto bem conhecido, utilizado em equipamentos de segurança. Sua resistência sob tensão o torna uma escolha ideal para jaquetas à prova de balas. Muitos fabricantes de roupas de proteção e esportivas usam Kevlar devido às suas propriedades de absorção de choque.

Os polímeros reforçados com fibra de carbono são uma mistura de fibras de carbono e uma matriz de polímero. A mistura produz produtos com alta resistência à tração e baixo peso. Eles são aplicados na maioria dos veículos de corrida e peças de aeronaves. Os materiais apresentam resistência à tração de mais de 3 gigapascals quando projetados adequadamente. Sua resistência com baixo peso é de grande aplicação em projetos de engenharia modernos.

Conclusão

Em resumo, a maioria dos materiais é definida pela resistência à tração. Metais como o tungstênio e o aço maraging são duradouros, cerâmicas como o carbeto de silício são resistentes ao desgaste e ao calor, e materiais de carbono como o grafeno são os mais fortes. Os polímeros de alto desempenho proporcionam solidez e resistência ao calor, e os compostos como Kevlar e fibra de carbono proporcionam força, mas não peso.

Perguntas frequentes

F: O que é resistência à tração?

P: O que é resistência à tração?

F: Qual metal possui a mais alta resistência à tração?

P: O aço maraging é um dos metais de altíssima resistência à tração, geralmente cerca de 2.000 megapascals.

F: Onde são aplicados materiais compostos como o Kevlar?

P: O Kevlar é aplicado em coletes à prova de balas, equipamentos de segurança e outros fins de segurança.