Quais métodos são utilizados para a medição de dureza de materiais poliméricos. Qual a diferença básica destes métodos com relação aos demais.
Passo 1
Então, o exercício pergunta “quais métodos a gente usa pra medir dureza de polímeros e qual a diferença básica deles em relação aos demais métodos de dureza (como os de metais)”. O conteúdo aqui é “ensaios de dureza em materiais poliméricos”, e pra resolver a gente vai precisar entender o comportamento viscoelástico dos polímeros e os princípios de ensaios de dureza por indentação (quanto mais profundo o “furinho”, mais macio é o material).
Passo 2
Métodos mais comuns em polímeros:
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Durometria Shore
- Shore A e Shore D são as escalas mais usadas:
• Shore A: para elastômeros e plásticos macios (borrachas, silicone).
• Shore D: para plásticos mais rígidos (PVC duro, alguns termoplásticos). - Princípio: um penetrador padronizado (ponta de cone ou pirâmide) é pressionado sobre a peça com uma mola interna. A profundidade de penetração é convertida numa escala de 0 a 100 Shore (quanto maior o número, mais duro).
- Não cria marca permanente visível a olho nu, é rápido e não destrutivo.
- Shore A e Shore D são as escalas mais usadas:
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Microdureza por Vickers e Knoop
- Usado quando se quer medir dureza de filmes finos ou regiões pequenas.
- Princípio Vickers: aplica-se carga F sobre um penetrador piramidal de base quadrada; mede-se a diagonal média d do quadrado deixado pela indentação.
Fórmula:
- Princípio Knoop: semelhante, mas o penetrador tem forma alongada; a medição é feita em apenas uma diagonal, permitindo menor profundidade de penetração.
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Rockwell
- Embora muito usado em metais, existe escala Rockwell R para plásticos.
- Princípio: aplica-se uma pré-carga leve, depois uma carga principal, e mede-se a diferença de profundidade entre as cargas. O resultado sai direto na escala.
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Dureza de Rebote (Leeb) e Scratch
- Leeb (dureza dinâmica): um pequeno martelo atinge a peça e se mede a velocidade de retorno; polímeros pouco absorvem energia comparado a borrachas.
- Scratch: avalia a resistência ao risco, muito útil em plásticos de acabamento.
Passo 3
Diferença básica dos métodos de polímeros em relação aos demais (ex.: metais):
- Viscoelasticidade: polímeros deformam de forma dependente do tempo e da velocidade de aplicação de carga. Por isso, os testes usam cargas menores e tempos de ensaio padronizados para minimizar efeitos viscosos.
- Indentações pouco profundas e cargas leves (p.ex. durometro Shore) evitam aquecimento interno e relaxação viscoelástica exagerada.
- Na durometria Shore não há marca permanente aparente; já em metais e em microdureza a deformação plástica é bem maior e deixa cavidades nítidas.
- Métodos para polímeros são pensados pra não danificar a superfície e permitir ensaios rápidos, enquanto testes em metais geralmente exigem maior carga, marcas visíveis e não levam em conta comportamento dependente de tempo.
Resposta
Métodos para polímeros:
• Durometria Shore (A e D)
• Microdureza Vickers e Knoop
• Rockwell (escala R)
• Rebote (Leeb) e ensaio de scratch
• Durometria Shore (A e D)
• Microdureza Vickers e Knoop
• Rockwell (escala R)
• Rebote (Leeb) e ensaio de scratch
Diferença básica: os ensaios em polímeros usam cargas leves, tempos e profundidades de penetração controlados para lidar com a natureza viscoelástica do plástico e quase não deixam marca permanente, ao passo que nos metais as cargas são altas, a deformação plástica é imediata e permanente, e o comportamento não depende tanto do tempo.