Materiales compuestos

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Materiales
Compuestos

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Introducción.

Los materiales compuestos están formados por
dos fases; una continúa denominada MATRIZ y otra
dispersa denominada REFUERZO separadas por la
INTERFASE.
Combinación de dos o más materiales para dar una
combinación de propiedades, que no ser pueden
obtener con los constituyentes individuales. Se
espera alta resistencia y baja densidad(relación
resistencia-peso).

Posibles combinaciones

1. Introducción.

Las propiedades de los materiales compuestos dependen de
una serie de factores:
a) propiedades de la matriz y del refuerzo
b) contenido de refuerzo
c) orientación del refuerzo
d) método de producción del material compuesto

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Introducción.

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Regla de las mezclas
Predice que el módulo elástico delcompuesto (Ec) está comprendido entre un
máximo y un mínimo y es función de la fracción de volumen (V).
(V).

Relación
resistenciaresistencia-peso

1. Clasificación
Clasificación según la forma de los constituyentes
Composites fibrosos
El refuerzo es una fibra
Ejemplo: epoxi con fibra de vidrio.

Aumentan las propiedades mecánicas (resistencia al esfuerzo, fatiga, rigidez) y
la relaciónresistencia-peso al introducir fibras fuertes, rígidas y frágiles.
La matriz transmite la fuerza a las fibras, otorgando al compuesto ductilidad y
tenacidad, donde las fibras soportan la mayor parte de la fuerza aplicada.
Influencia de la longitud de la fibra
Al aplicar un esfuerzo de tracción, en los extremos de la fibra no hay transmisión de
carga desde la matriz, se genera un patrón dedeformación.
Existe una longitud de fibra crítica (lc)
para aumentar la resistencia y rigidez del compuesto:

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Clasificación
Clasificación según la forma de los constituyentes
Composites particulados
El refuerzo son partículas equiaxiales
Ejemplo: caucho reforzado con negro de humo
El grado de aumento de las propiedades de la matriz depende de la fuerza de
cohesión en la interfasematriz-partícula.
En la mayoría de los compuestos la fase dispersa es más dura y resistente que
la matriz (blanda y dúctil). Las partículas tienden a restringir le movimiento de la
matriz
Las propiedades mecánicas aumentan al incrementarse la cantidad de partículas

Clasificación

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Clasificación según la forma de los constituyentes
Composites estructurales
Son materiales constituidospor la
combinación de materiales compuestos
y materiales homogéneos

Material compuesto por dos láminas externas o caras, de mayor resistencia, y entre
ellas una capa de material menos denso (núcleo), de baja rigidez y baja resistencia.
resistencia.
Las láminas externas pueden estar constituidas por madera enchapada, aleaciones
de aluminio, plásticos reforzados con fibras, titanio, acero,etc., y en el núcleo se
etc.
pueden usar polímeros espumosos, cauchos sintéticos, cementos inorgánicos, madera,
papel, etc.
etc.
Las funciones del núcleo son: separar las caras externas, resistir la deformación
son:
perpendicular al plano de la cara, y dar cierto grado de resistencia a la cizalladura a lo
largo de los planos perpendiculares a las caras.
caras.

ClasificaciónClasificación según la naturaleza de los constituyentes
a) Composites de matriz orgánica (polímeros).
presentan baja densidad
posibilidad de obtención de piezas complicadas
son los más utilizados en la actualidad
Entre sus desventajas se incluye la poca resistencia frente al fuego.

b) Composites de matriz metálica (aleaciones de aluminio, titanio y
magnesio)
mayor duración
elevada conductividadtérmica y eléctrica
no absorben humedad
mayor resistencia al desgaste
Su principal desventaja es su alto precio

d) Composites de matriz mineral (cerámica): alúmina, CSi,…
Destacan porque resisten temperaturas elevadas y su principal
desventaja su fragilidad y baja resistencia a choques térmicos.

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Clasificación

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Clasificación según el tamaño de la fase dispersa
a)...