materiales compuestos

Materiales Compuestos

MATERIALES COMPUESTOS
Materiales de ingeniería hechos de 2 o más componentes distinguibles
físicamente y separables mecánicamente.

Presentan varias fases químicamente distintas, completamente insolubles entre sí
y separadas por una intercara o interface
Sus propiedades son superiores a la simple suma de las propiedades de sus
componentes
MATRIZ: Componentecontinuo. Responsable de las propiedades físicas y químicas
REFUERZO: Componente discontinuo. Responsables de las propiedades mecánicas

EJEMPLOS
Plásticos reforzados con fibra
Madera (fibras de celulosa en lignina y
hemicelulosa)
Plástico reforzado de fibra de carbono o CFRP
Plástico reforzado de fibra de vidrio o GFRP

Compuestos de matriz metálica o MMCs
Cermet (cerámica y metal)Fundición blanca
Metal duro (carburo en matriz metálica)
Laminado metal-intermetal.

Compuestos de matriz cerámica

Concreto
Carbono-carbono reforzado (fibra de carbono en
grafito)
Hueso (matriz ósea reforzada con fibras de
colágeno)

Compuestos de matriz orgánica/ cerámico
Madreperla o nácar
Concreto asfáltico

CATEGORÍAS
Particulados
Materiales endurecidos por dispersión ycontienen partículas de 10 a 250 nm de diámetro
Grandes cantidades de partículas gruesas
Ciertas propiedades de un compuesto particulado dependen sólo de sus constituyentes,
regla de la mezclas (densidad, dureza, índice de refracción, etc.)

Reforzados con fibras

Mayor resistencia a la fatiga, mejor rigidez y una mejor relación resistencia-peso con fibras
resistentes y rígidas, aunque frágiles,en una matriz más blanda y dúctil.
Matriz transmite al fuerza a las fibras (soportan la mayor parte de la fuerza aplicada.)
Resistencia del compuesto puede ser alta a T ambiente y a temperaturas elevadas.
Regla de las mezclas: predice algunas de sus propiedades.

Laminares

Recubrimientos delgados, superficies protectoras, revestimientos metálicos, bimetálicos,
laminados y todo un conjuntode materiales con aplicaciones específicas.
Algunos compuestos reforzados con fibras (a partir de cintas o tejidos): parcialmente laminares.
Diseñados para mejorar la resistencia a la corrosión con bajo costo, alta resistencia o bajo peso.
Resistencia superior al desgaste o a la abrasión, mejor apariencia estética y características
de expansión térmica poco usuales.
Regla de las mezclas: sepueden estimar algunas de las propiedades, paralelas a la laminillas
de los materiales compuestos laminares. También densidad, conductividad eléctrica y térmica.

CATEGORÍAS

Fibras utilizadas para reforzar plásticos
Sintéticas: de vidrio, de carbono, aramídicas

Naturales

Vidrio: Elevada relación Resistencia /Peso
Estabilidad dimensional
Resistencia al frío y al calor
Resistentesa la humedad
Aislantes eléctricos
Facilidad de fabricación

Ventajas
Bajo costo
Baja densidad
Alta tenacidad
Bajo desgaste herramientas
Baja irritación
Renovables
Biodegradables

Bajo costo relativo
Carbono: Bajo peso
Muy elevada resistencia
Elevada rigidez
Industria aeroespacial

Desventajas
Alta absorción de humedad
Menor resistencia térmica
Compatibilidad con la matrizAramídicas: Baja densidad
Elevada resistencia
Elevada rigidez
Resistencia al daño
Resistencia a la fatiga
Protección balística
Industrias automotriz, marina, aeroespacial

Resistencia y rigidez
f (contenido de celulosa)

PROPIEDADES DE
FIBRAS
FIBRA DE CARBONO
Se obtienen a partir de una fibra "precursora", generalmente el PAN
(poliacrilonitrilo), que es sometida a diferentesprocedimientos de
transformación:
. Estirado (orientación)
. Oxidación
. Carbonización
. Grafitización
Pueden obtenerse dos tipos de fibra:
. Fibras HR (alta resistencia)
. Fibras HM (alto módulo)
Se distinguen por sus características específicas elevadas.
Particularmente, las fibras HM tienen un módulo específico 70 veces superior al
de las aleaciones de aluminio.
Además, tienen un...