Como descobrir a composição do seu material?

Publicado por Materiais Júnior em março 31, 2021março 31, 2021

Ao aplicar um material em um processo, tanto como matéria-prima quanto como produto final, é comum que sua composição não seja inteiramente conhecida. Muitas vezes, não são conhecidas todas as transformações químicas que ocorrem no processamento do produto, ou até não se sabe se os insumos utilizados são de boa qualidade e se possuem algum componente indesejado.

Conhecer exatamente a composição de seu produto é de extrema importância para evitar uma série de problemas. 

Contaminação ambiental por componentes tóxicos, falhas no processamento por conta da presença de algum aditivo indesejado, ou até propriedades desejadas não alcançadas são alguns dos problemas que podem aparecer sem o controle da composição. Assim, possuir essas informações sobre seu material pode evitar perdas financeiras e otimizar sua produção. 

Identificar os elementos e ligações químicas presentes na estrutura de algum material não é uma tarefa simples. E também não é possível de se realizar apenas com olho nu. 

Felizmente, existem diversos testes e ensaios que podem ser feitos em seu produto para determinar do que ele é feito. A seguir, listamos alguns dos testes frequentemente utilizados:

Fluorescência de Raios-X (FRX)

É um teste que consiste na incidência de radiação eletromagnética de alta energia em uma amostra, seguida da detecção da radiação secundária emitida pela amostra em resposta a esse estímulo. Como cada elemento químico emite raios-x de uma frequência específica, é possível saber quais os elementos presentes.

Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR)

Ensaio baseado na varredura de uma amostra por raios infravermelhos, gerando como resultado um espectro de absorbância e reflexão. O espectro formado fornece informações sobre os grupamentos químicos presentes, sendo muito utilizado para identificação da composição de polímeros.

Microscopia para análise de composição

Os ensaios citados fornecem informações completas e precisas sobre os elementos químicos que estão no material, bem como das ligações químicas e grupos funcionais.

Entretanto, isso não é tudo que precisamos saber para ter conhecimento completo da composição de um material. Além de saber os elementos presentes, também precisamos saber como eles estão dispostos, isto é, precisamos conhecer a estrutura do material.

Para isso, também existem testes que identificam informações estruturais, como cristalinidade, célula unitária, entre outras. Alguns dos mais utilizados são:

Difração de Raios-X (DRX)

Este ensaio é realizado bombardeando uma amostra do material com raios-x, e construindo um padrão de interferência de onda detectando a radiação difratada pela amostra. Através desse padrão de interferência, obtemos informações da estrutura cristalina do material, ou seja, como seus átomos estão dispostos no espaço.

Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV)

Uma técnica de análise óptica. O material é varrido por um feixe de elétrons, os quais são coletados de volta formando uma imagem detalhada da superfície varrida, de acordo como foram refletidos. Esta técnica avalia precisamente a morfologia do material, permitindo identificar a presença de trincas, poros, linhas de solda, etc.

Imagem de Microscopia eletrônica

Além disso, é possível acoplar um Espectrômetro de Energia Dispersiva (EDS) ao microscópio, o que fornece informações sobre os elementos presentes.

Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET)

Assim como o MEV, esta técnica é pautada no bombardeamento de um feixe de elétrons em uma amostra suficientemente fina, de forma que os elétrons atravessem a amostra e sejam coletados em um anteparo, formando a imagem. Através deste ensaio, podemos obter informações detalhadas sobre a as fases do material (seja em uma liga metálica ou blenda polimérica), estruturas lamelares, fases de um copolímero.

Microscopia de Força Atômica (AFM)

Diferentemente das últimas análises citadas, o microscópio de força atômica é um equipamento que não usa a varredura de elétrons. No lugar, usa uma espécie de agulha ultrafina que tange a superfície da amostra e coleta informações sobre a morfologia e fases do material.

Mas qual ensaio fazer em meu material? E como?

A identificação completa de todas as informações sobre a composição de um material raramente pode ser feita através de um único ensaio, e deve ser feita através do estudo de resultados de diversos testes realizados em conjunto.

Como a maioria dos testes para identificar a composição de um material demandam instrumentos laboratoriais caríssimos, técnicos capacitados para operar os instrumentos, bem como conhecimento vasto em engenharia de materiais para identificar satisfatoriamente os resultados, é praticamente inviável realizar caracterizações dentro das próprias empresas.

A Materiais Júnior é uma Empresa Júnior altamente qualificada em Engenharia de Materiais, capaz de selecionar quais testes devem ser feitos para melhor identificar a composição de seu material.

Além disso, temos à disposição toda a estrutura do Departamento de Engenharia de Materiais da UFSCar, o qual possui tecnologia de ponta e todos os instrumentos necessários para realizar ensaios em materiais. Laboratórios como o LCE (Laboratório de Caracterização Estrutural) e o CCDM (Centro de Caracterização e Desenvolvimento de Materiais) fazem parte de nossa estrutura, bem como um corpo docente altamente qualificado e um vasto material de apoio.

Ficou interessado em identificar a composição de seu material ou conhecer mais nossos serviços? Entre em contato conosco!