Materiales compuestos

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1.Materiales Compuestos

1.1 Definición

Los materiales compuestos se forman incorporando componentes de fases múltiples en un material de tal manera que las propiedades del material resultante sean únicas y no obtenibles de alguna otra forma, se pueden seleccionar para obtener combinaciones no usuales de rigidez, peso, desempeño a altas temperaturas, resistencia a la corrosión, dureza oconductividad.
En un material nanocompuesto, la fase dispersa consiste en partículas a nanoescala distribuidas en una fase matriz. En esencia, se ha aplicado el mismo concepto al desarrollar lo que se describe como materiales nanocompuestos híbridos, orgánicos e inorgánicos, éstos son materiales en los cuales la estructura molecular o microestructura de los materiales compuestos consiste en unaparte inorgánica o bloque y un bloque orgánico, éstos y otros materiales compuestos funcionales pueden dar combinaciones inusuales de propiedades electrónicas, magnéticas u ópticas.
Algunas estructuras compuestas pueden estar formadas de materiales diferentes organizadas en capas diferentes, esto conduce a lo que se conoce como materiales y estructuras graduadas.
En los materiales compuestos sonimportantes las propiedades y fracciones volumétricas de cada fase individual. También es muy importante la conectividad de las fases. Por lo común la fase matriz es la fase continua y la otra fase se dice que es la fase dispersa. Así, el término “matriz metálica” indica un material metálico utilizado para formar la fase continua. La conectividad se refiere a la forma en que dos o más fases estáninterconectadas en el material compuesto.

Los materiales compuestos suelen clasificarse en función de la forma o la naturaleza de la fase dispersa (materiales compuestos reforzados con partículas, filamentos o con fibras).

La fibra de vidrio es un arquetipo de material compuesto. Los materiales compuestos nos cuentan las historias de éxito de materiales que funcionan en parejas y de materialesque trabajan sinérgicamente. Aunque al producir materiales compuestos de ingeniería es difícil copiar con exactitud los procesos que ocurren en la naturaleza, estos materiales ciertamente son la inspiración para el desarrollo y la comprensión de los materiales compuestos. La concha de abalone, la madera, el hueso y los dientes son ejemplos de materiales compuestos de origen natural y otrosmateriales compuestos son el triplay o madera contrachapada es un compuesto laminar de capas de chapa de madera, la fibra de vidrio es un material compuesto reforzado con fibras de vidrio rígidas y fuertes en una matriz blanda de polímero y el concreto, que es un material compuesto de partículas de arena gruesa y de grava en una matriz de cemento. Actualmente, los compuestos se utilizan en tantasaplicaciones y tecnologías que sería casi imposible concebir nuestro mundo sin ellos.

1.2Tipos

1.2.1 Materiales compuestos endurecidos por dispersión

Un grupo especial de materiales nanocompuestos endurecidos por dispersión y que contienen partículas de 10 a 250 nm de diámetro se clasifican como materiales compuestos particulados. Estos dispersoides, comúnmente un óxido metálico, seintroducen en la matriz por medios distintos a las transformaciones de fase tradicionales, a pesar de que las pequeñas partículas no son coherentes en relación con la matriz, bloquean el movimiento de las dislocaciones y producen un efecto endurecedor pronunciado.

A la temperatura ambiente, los materiales compuestos endurecidos por dispersión pueden ser más débiles que las aleaciones de endurecimientopor envejecimiento tradicionales, que contienen un precipitado coherente, sin embargo, dado que los materiales compuestos no se ablandan de manera catastrófica por sobreenvejecimiento, sobrerevenido, crecimiento de granos o engrosamiento de la fase dispersa, la resistencia de los mismos se reduce sólo de manera gradual al incrementarse la temperatura. Además, su resistencia a la termofluencia es...
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