Materiales compuestos




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fecha de publicación07.03.2016
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Materiales compuestos


Se define como material compuesto todo sistema o combinación de materiales constituidos a partir de una unión (no química insoluble entre sí) de dos o más componentes, que da lugar a uno nuevo con propiedades características específicas, no siendo estas nuevas propiedades ninguna de las anteriores.

Podemos identificar dos fases:

  • La primera es continua, constituida por la matriz

  • La segunda discontinua, denominada REFUERZO

Los componentes de un material compuesto no deben disolverse ni fusionarse unos con otros completamente. La identificación de los materiales y de su interface debe ser posible de distinguir por medios físicos.

Las propiedades de los componentes del nuevo material dependen, entonces, del tipo de interface y de las características de los compuestos
TIPOS DE MATERIALES COMPUESTOS:

L a clasificación más importante es la que se refiere a su matriz en la cual podemos identificar tres grupos principales:

  • Materiales compuestos de matriz metálica.

  • Materiales compuestos de matriz cerámica.

  • Materiales compuestos de matriz polimérica.


MATERIALES COMPUESTOS DE MATRIZ METÁLICA:

Han sido desarrollados principalmente para componentes aeroespaciales y de motores de automoción. Poseen resistencia y muy bajo peso. Se clasifican en tres grandes grupos, de acuerdo con el tipo de refuerzo incorporado:

  • Reforzado con fibra continúa.

  • Reforzado con fibras discontinuas.

  • Reforzado con partículas. Ejemplo:

  • ALUMINIO CON REFUERZO DE FIBRAS DE BORO

  • ALUMINIO CON PARTICULAS DE ALUMINA

  • ALUMINIO CON PARTICULAS DE CARBURO DE SILICIO, ETC.




  • Compuestos de Matriz Metálica o MMCs:

  • Cermet (Cerámica y Metal)

  • Fundición Blanca: Metal duro (Carburo en matriz metálica) – Laminado Metal – Intermetal.



MATERIALES COMPUESTOS DE MATRIZ CERÁMICA:

Son más resistentes y mejoran las propiedades mecánicas como la resistencia y tenacidad de los materiales cerámicos tradicionales, especialmente en rangos de bajas temperaturas

  • Reforzado con fibra continúa.

  • Reforzado con fibras discontinuas.

  • Reforzado con partículas. Ejemplo:

  • EN FIBRAS DISCONTINUAS Y PARTICULAS SE UTILIZAN COMO REFUERZO AGUJAS DE CERÁMICA DE CARBURO DE SILICIO

  • LAS FIBRAS DE REFUERZO QUE SE UTILIZAN EN MATRICES CERÁMICAS SON LAS DE CARBURO DE SILICIO O TAMBIÉN LAS DE OXIDO DE ALUMINIO.

  • Materiales reforzados con partículas: Aleaciones ligeras con partículas cerámicas.

    • Morteros y hormigones,

  • Materiales laminados: Láminas de distintos materiales unidos por presión y/o pegamentos.

  • Maderas contrachapadas: Materiales armados con barras

    • Hormigón armado o pretensado.

    • Materiales reforzados con fibras

    • Adobes, Yeso fibroso, Cañizos, etc.

    • Matriz diversa

  • Fibrocemento:

  • Morteros y hormigones reforzados con fibras (fibras de amianto, etc.)




  • Compuestos de Matriz Cerámica:

  • Hormigón / Concreto

  • Carbono - carbono reforzado (Fibra de carbono en matriz de grafito)

  • Hueso (Matriz ósea reforzada con fibras de colágeno)

  • Adobe (Barro y paja)




  • Compuestos de Matriz orgánica / agregado cerámico:

  • Madre perla o nácar

  • Concreto asfáltico



MATERIALES COMPUESTOS DE MATRIZ POLIMERICA:

Podemos definirlos como materiales con buenas propiedades mecánicas, resistentes a la corrosión y a los agentes químicos, y que dadas sus particulares características, pueden ser moldeados con absoluta libertad de formas. Son aquellos materiales en los cuales está constituida por un polímero y el refuerzo es algún tipo de fibra ya sintética o inorgánica.

Podemos destacar entre estos materiales compuestos termoestables, con sus principales grupos de matrices:

  • Las resinas poliéster, vinilester, epoxi, y fenólicas; y,

  • Como materiales de refuerzo, las fibras de vidrio, las aramidas (kevlar) y las de carbono, tomando la forma de numerosos tipos de estructuras textiles simples o combinadas

Las fibras: Las fibras empleadas en los fibroplásticos son, básicamente:



  • Fibras de vidrio:

  1. Tipo E (buen aislante eléctrico)

  2. Tipo A (resistencia a los álcalis)

  3. Tipo S (estructural, alta resistencia)

  • Fibra de carbono

  • Fibra de aramida

  • Fibroplásticos: Plásticos o polímeros reforzad os con fibras.





Plásticos Reforzados con Fibra:

Clasificados por el tipo de fibra

  • Madera (Fibras de celulosa en una matriz de lignina y hemicelilosa)

  • Plástico reforzado de fibra de carbono

  • Plástico reforzado de Fibra de vidrio


Clasificación por la matriz

  • Termoplásticos reforzados con fibra larga

  • Termoplásticos tejidos de vidrio

  • Compuestos termoformados o Termoestables.


Madera Mejorada

  • Plywood

  • Tableros de fibra orientada

  • Trex

  • Weatherbest (Fibra de madera reciclada en matriz de polietileno)

  • Pycrete (Serrín en matriz de hielo)



BIBLIOGRAFIA:

  • Besednjak, A. (2009). MATERIALES COMPUESTOS: PROCESOS DE FABRICACIÓN DE EMBARCACIONES. Barcelona: Edicions UPC.

  • Committee on New Materials for Advanced Civil Aircraft, C. o. (1996). NEW MATERIALS FOR NEXT-GENERATION COMMERCIAL TRANSPORTS. Washington, D.C.: National Academy Press.

  • Groover, M. P. (2010). Fundamentals of Modern Manufacturing: Materials, Processes, and Systems (Cuarta edición ed.). Hoboken, New Jersey: JOHN WILEY & SONS, INC

  • COMPOSITE MATERlA LS. APPLICA TIONS) Domingo Escudero López, Dr. Ingeniero Aeronáutico Consejero-Directorde "Materiales Avanzados Ingeniería y Aplicaciones"(MAJA)



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