Materiale socmpuestos

Materiales Compuestos
Los materiales compuestos estructurales, según los conceptos actuales difieren por ejemplo de los ladrillos de adobe o de hormigón reforzado de acero, en los que la paja o el acero proporcionan la resistencia a la compresión. En los materiales compuestos sintéticos modernos, tanto la fuerza tensora como la compresión las soporta el “refuerzo” fibroso.
Los materialescompuestos no son algo nuevos; la fibra de vidrio y la baquelita reforzada con resina epoxídica han sido utilizada durante decenas de años en una enorme variedad de productos, lo que es nuevo actualmente es una gama de materiales compuestos avanzados; materiales que utilizan fibras de gran rendimiento como el carbono, la aramida, o el vidrio “S” en matrices epoxídicas (lo mas generalizado) y, cadavez mas, poliamidas y materiales o termoplásticos exóticos.
Estos materiales superan las aleaciones metálicas en resistencia y rigidez, son mucho más livianas, tienen características superiores de fatiga y, lo que es muy importante, son prácticamente inmunes a la corrosión.
Características generales:
* Están formados de 2 o más componentes distinguibles físicamente y separablesmecánicamente.
* Presentan varias fases químicamente distintas, completamente insolubles entre sí y separadas por una intercara.
* Sus propiedades mecánicas son superiores a la simple suma de las propiedades de sus componentes (sinergia).
A pesar de haberse obtenido materiales con unas propiedades excepcionales, las aplicaciones prácticas se ven reducidas por algunos factores que aumentan mucho sucoste, como la dificultad de fabricación o la incompatibilidad entre materiales.

1. Historia
* En la Antigüedad: barro + paja, yeso + crines de caballos,...
* 1713: Reaumur presenta en París muestras de tejidos de Fibra de Vidrio.
* 1831: Se descubre el Estireno.
* 1834: Se descubre la Melamina.
* 1835: El Cloruro de Vinilo.
* 1847: El Poliéster.
* 1862:Alexander da a conocer su Parkesina.
* Fines siglo XIX: nace el Ferro cemento y de él, el Hormigón armado.

* 1907: Leo Baekeland descubre las Resinas Fenólicas: Baquelita.
* 1931: Producción a nivel industrial de las Fibras de Vidrio aptas para ser tejidas.
* 1933: Cartón Ellis obtiene las resinas de Poliéster.
* 1935: Ciba patenta las Resinas Melamina - Formaldehido.
* 1938: Seobtiene la Fibra de Vidrio de Alta Resistencia.
* 1938: Pierre Castan patenta las de Epoxi.
* 1946: Ciba comercializa las Matrices Epoxi.
* 1940: Casetas de Poliéster Reforzado con Fibra de Vidrio para alojamiento de radares.
* Años 50: fuselaje central del helicóptero H-21 de la Cª Piasecki Aircraft bajo contrato de las USAF (poliéster reforzado con fibra de vidrio); prototipospara las compañías Boeing, Parsons y Bell.
* Años 60: todos los aviones incorporan algún material compuesto, el avión F-5 fabricado en España contiene un alto porcentaje de compuestos en su composición.
* Años 80: se utilizan ya cientos de toneladas en transporte, electricidad, deporte, etc.

2. Estructura

Figura 2.1: Materiales compuestos según matriz y fibras

Aunque existe una granvariedad de materiales compuestos, en todos se pueden distinguir las siguientes partes:
2.1. Agente reforzante
Es una fase de carácter discreto y su geometría es fundamental la hora de definir las propiedades mecánicas del material.
* aglomera las fibras.
* da forma.
* transmite los esfuerzos
* entre fibras.
* mayor resistencia.
* más módulo elástico.
* mayorfragilidad.
* aporta rigidez y resistencia.
2.1.1. Tipos de reforzantes:
* Fibras Orgánicas (Nylon, poliéster)
* Fibras de Vidrio
* Fibras Keviar
* Fibras Carbono
* Fibras Boro
* Fibras Cerámicas
* Fibras Carburo de Silicio
* Fibras Aluminia
* Fibras Cuarzo
* Fibras Metálicas

2.2. Fase matriz o simplemente matriz
Tiene carácter continuo y es la...