Neste subcapítulo serão apresentados os resultados obtidos ao se ensaiarem as amos- tras de elastômero magneto reológico. Os valores das massas específicas determinadas estão presentes na Tabela 4.2.
Tabela 4.2 – Massas específicas dos elastômeros magneto reológicos.
Propriedade Elastômero com 30% em massa de pó ferromagnético
Elastômero com 60% em massa de pó ferromagnético
Massa específica (g/cm³) 1,3643 2,1858
Após os ensaios no Reômetro em modo oscilatório, os resultados presentes nos gráfi- cos das Figuras 4.4 e 4.5 foram obtidos para os elastômeros com 30% e 60%, em massa de partículas ferromagnéticas, respectivamente, ao passo que o gráfico da Figura 4.6 mostra um comparativo entre os módulos de armazenamento e de perda para as amostras com 30% e 60% de partículas ferromagnéticas no elastômero e o silicone puro, a fim de se mostrar quão significativa foi a inserção das partículas ferromagnéticas na matriz de silicone. Foi ensaiada uma amostra para cada configuração. Nestas figuras são mostradas as relações entre os módu- los de perda e de armazenamento do elastômero magneto reológico e a deformação causada pelo cisalhamento sob diferentes intensidades de campo magnético.
0.1 1 10 100 1000 10000 100000 Módulo de Perda G" Módulo de Armazenamento G' (P a) Deformação (%) 0 kA/m 17 kA/m 82 kA/m 287 kA/m 424 kA/m 592 kA/m 30%Fe
Figura 4.4 – Módulo de armazenamento e módulo de perda para o elastômero magneto reológico com 30% em massa de partículas ferromagnéticas.
Nas Figuras 4.4, 4.5 e 4.6 a variação nos valores de intensidade de campo magnético foi de 0 kA/m a 592 kA/m. Esta variação foi alcançada variando-se os valores de corrente elétrica no Reômetro antes de cada ensaio. A partir do comportamento das curvas presentes nestas figuras, nota-se que o valor do limite da região viscoelástica linear do elastômero de silicone, tanto pura quanto contendo as frações mássicas de 30% e 60% de partículas ferro- magnéticas, foi até aproximadamente 1% de deformação.
0.1 1 10 100 10000 100000 (P a) Deformação (%) 0 kA/m 17 kA/m 82 kA/m 287 kA/m 424 kA/m 592 kA/m Módulo de Armazenamento G' Módulo de Perda G" 60%Fe
Figura 4.5 – Módulo de armazenamento e módulo de perda para o elastômero magneto reológico com 60% em massa de partículas ferromagnéticas.
De acordo com a Figura 4.4, observa-se que não houve variação significativa para o módulo de armazenamento, permanecendo este, no início de sua curva (região viscoelástica linear), na faixa entre 7 104a 10 Pa, ao passo que o módulo de perda se iniciou ente 5
3
10
3 e 5 103Pa. Não se notou um ordenamento das curvas à medida que o campo magnéti- co ia sendo elevado e nem quando o seu valor era diminuído. Ou seja, as curvas oscilaram de forma desordenada em torno de uma posição, o que mostra que o material não foi alterado pelo campo magnético de forma significativa.
Analisando-se agora, de forma isolada o gráfico da Figura 4.5, nota-se que também não houve uma variação significativa dos módulos de armazenamento (iniciando-se as curvas entre 1105 e 3105 Pa) e de perda (iniciando-se as curvas entre 9 103 e 2 104 Pa) à me- dida em que a intensidade do campo foi aumentada, nem uma ordem foi seguida também, uma vez que o módulo de armazenamento para o campo de 17 kA/m foi o menor (abaixo da- quele encontrado para o campo 0 kA/m), e quando o campo magnético foi elevado, o módulo
de armazenamento apresentou leve tendência em ser aumentado. O mesmo comportamento foi notado para o módulo de perda.
Com o objetivo de se analisar a influência da inserção de partículas ferromagnéticas à matriz de silicone, uma amostra de elastômero de silicone pura também foi analisada no reô- metro. A Figura 4.6 ilustra a comparação dos módulos de perda e de armazenamento na au- sência de campo magnético para as amostras do silicone puro, com 30% e com 60% em massa de partículas ferromagnéticas.
Figura 4.6 – Comparação entre os módulos de armazenamento e de perda para os elastômeros magneto reológicos com 30% e 60% em massa de partículas ferromagnéticas e o silicone puro
na ausência de campo magnético.
A partir da Figura 4.6, fica evidente que o aumento no teor de partículas ferromagnéti- cas na matriz de silicone aumenta de maneira significativa tanto o módulo de armazenamento, quanto o módulo de perda das amostras. Para a amostra de silicone puro (0%), a curva para o módulo de armazenamento iniciou-se aproximadamente em 1 ,6 104Pa, ao passo que o mó- dulo de perda, em aproximadamente 10 Pa. Logo os menores valores para os módulos de 3 armazenamento e de perda foram notados para a amostra de silicone puro, enquanto os maio-
res valores observados foram referentes à amostra contendo 60% em massa de partículas fer- romagnéticas. Assim, a inserção de partículas ferromagnéticas em uma matriz de silicone tem a capacidade de melhorar a sua rigidez ao cisalhamento em função do aumento de sua massa específica.
Como será visto mais adiante no subcapítulo referente aos ensaios de vibração, as fre- quências naturais foram obtidas para intensidades de campo magnético em incrementos de 10 kA/m. Nas Figuras 4.4, 4.5 e 4.6 não se observam essas variações para os valores das intensi- dades de campo magnético aplicado. Isso se deve ao fato de que como o campo magnético não estava influenciando as propriedades reológicas do elastômero de maneira significativa, optou-se por varrer a faixa de campos magnéticos utilizada no ensaio de vibração, e ainda aplicarem-se campos muito mais elevados do que aqueles utilizados no ensaio de vibração, com o intuito de se averiguar a influência de campos magnéticos elevados sobre o elastômero. Com isso, conclui-se que o campo magnético não influencia de maneira significativa a rigidez do elastômero magneto reológico, tanto com 30% ou com 60% de partículas ferro- magnéticas. Tal fato pode ser explicado pela rigidez elevada do silicone comercial utilizado como elastômero, uma vez que ao se aplicar o campo magnético, as partículas ferro magnéti- cas encontram um meio rígido ao qual permanecem aderidas, e ficam impossibilitadas de se alinharem naquela direção imposta pelo campo. Ou seja, para os valores de intensidade de campo magnético utilizados neste trabalho, não foi possível alterar-se a microestrutura do elastômero magneto reológico, nem para o elastômero com 30% em massa de partículas ferro magnéticas, nem para aquele contendo 60%. A condição teórica perfeita, inicialmente espera- da, era a de que ao se aumentar o campo magnético, as partículas magnéticas fossem capazes de se alinhar no interior do elastômero, com isso, aumentar a rigidez do mesmo. Conclui-se com estes ensaios, que o maior teor de partículas ferromagnéticas presente na matriz de sili- cone parece ter efeito mais significativo sobre os módulos de armazenamento e de perda do elastômero do que o próprio campo magnético. Assim, espera-se que o elastômero magneto reológico desenvolvido seja capaz de modificar as propriedades dinâmicas das vigas sanduí- che no ensaio de vibrações em função da atração magnética de suas partículas pelo campo aplicado, ao invés de sua alteração micro estrutural em função do campo.