Materiales Compuestos

Índice
Definición…
Estructura…
Clasificación de materiales compuestos…
Producción…

Materiales compuestos
Definición
Son aquellos materiales que se forman por la unión de dos materiales para conseguir la combinación de propiedades que no es posible obtener en los materiales originales. Estos compuestos pueden seleccionarse para lograr combinaciones poco usuales de rigidez, resistencia,peso, rendimiento a alta temperatura, resistencia a la corrosión, dureza o conductividad.
Los materiales son compuestos cuando cumplen las siguientes características:
Están formados de 2 o más componentes distinguibles físicamente y separables mecánicamente
• Presentan varias fases químicamente distintas, completamente insolubles entre sí y separadas por una interface.
• Sus propiedadesmecánicas son superiores a la simple suma de las propiedades de sus componentes.
• No pertenecen a los materiales compuestos aquellos materiales como las aleaciones metálicas, en las que mediante un tratamiento térmico se cambian la composición de las fases presentes (polifásicos)
Estos materiales nacen de la necesidad de obtener materiales que combinen las propiedades de los cerámicos, losplásticos y los metales. Por ejemplo en la industria del transporte son necesarios materiales ligeros, rígidos, resistentes al impacto etc...
A pesar de haberse obtenido materiales con unas propiedades excepcionales, las aplicaciones prácticas se ven reducidas por algunos factores que aumentan
Mucho su costo, como la dificultad de fabricación o la incompatibilidad entre materiales.
La gran mayoría delos materiales compuestos son creados artificialmente pero algunos, como la madera y el hueso, aparecen en la naturaleza.
ESTRUCTURA
Aunque existe una gran variedad de materiales compuestos, en todos se pueden distinguir las siguientes partes:
• Agente reforzante: es una fase de carácter discreto y su geometría es fundamental a la hora de definir las propiedades mecánicas del material.
• Fasematriz o simplemente matriz: tiene carácter continuo y es la responsable de las propiedades físicas y químicas. Transmite los esfuerzos al agente reforzante. También lo protege y da cohesión al material.

Clasificación de materiales compuestos


COMPUESTOS REFORZADOS POR PARTÍCULAS GRANDES
El término “grande” indica que las iteraciones entre las partículas y la matiz no se puede describira nivel atómico o molecular.

Para muchos materiales, las partículas son más duras y más rígidas que la matriz.
Elevado número de partículas
Tamaño de partículas mayor
Menor dureza
ENDURECIDOS POR DISPERSIÓN
Pequeño número de partículas
Tamaño de partículas pequeño
Aumento de la dureza. Los materiales compuestos endurecidos por dispersión contienen un tamaño de partículas de 10-250nmde diámetro.

COMPUESTOS ESTRUCTURALES
Un material compuesto estructural está formado tanto d materiales compuestos como de materiales homogéneos.

Sus propiedades no solo dependen de los materiales constituyentes sino de la geometría del diseño de los elementos estructurales.
Por laminares:
Poseen una dirección preferente con elevada resistencia (tal como ocurre con la madera).
Estánformados por paneles unidos entre si por algún adhesivo u otra unión.

Por paneles (sandwich):
Poseen caras externas fuertes separadas por una capa de material menos denso o núcleo.
REFORZADAS CON FIBRAS
Estos compuestos mejoran la resistencia, carga de rotura, la rigidez, la relación resistencia/peso, por la introducción de fibras fuertes, rígidas y frágiles en una matriz blanda y dúctil.

Elmaterial de la matriz transmite los esfuerzos a las fibras y proporciona tenacidad y ductibilidad al compuesto, mientras las fibras soportan la mayor parte de la fuerza o tensión aplicada.



Fibras continuas unidireccionales
Fibras discontinuas al azar
Fibras ortogonales o tejidos
Fibras en capas múltiples
Características
Relación de aspecto.- las fibras continuas proporcionan mayor...