Terminos basicos de materiales

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MATERIALES COMPUESTOS

1. Definición de material compuesto.

Se define como material compuesto todo sistema o combinación de materiales constituido a partir de una unión de dos o más componentes, que da lugar a uno nuevo con propiedades características específicas, no siendo estas nuevas propiedades ninguna de las anteriores.

Podemos identificar dos fases: una continua,constituida por la matriz, y otra fase discontinua, denominada refuerzo. Los componentes de un material compuesto no deben disolverse ni fusionarse completamente unos con otros. La identificación de los materiales y la de su interfase debe ser posible de distinguir por medios físicos. Las propiedades del nuevo material dependen, entonces, del tipo de interfase y de las características de loscomponentes.

1.2. Tipos de materiales compuestos

De las diferentes clasificaciones que podemos hacer de los materiales compuestos, quizás la más importante sea la que se refiere a su matriz, y en la cual podemos identificar tres grupos principales:
a. Materiales compuestos de matriz metálica
b. Materiales compuestos de matriz cerámica
c. Materiales compuestos de matriz poliméricaLos materiales compuestos de matriz metálica han sido desarrollados principalmente para componentes aeroespaciales y de motores de automoción. Poseen alta resistencia y muy bajo peso. Se clasifican en tres grandes grupos, de acuerdo con el tipo de refuerzo incorporado: reforzados con fibra continua, reforzados con fibras discontinuas y reforzadas con partículas. Así, encontramos comoejemplos de los materiales compuestos de matriz metálica las aleaciones de aluminio con refuerzos de fibras de boro, aleaciones de aluminio reforzados con partículas de alúmina y carburo de silicio, etc.

Los materiales compuestos de matriz cerámica son más recientes, y mejoran las propiedades mecánicas como la resistencia y tenacidad de los materiales cerámicos tradicionales, especialmenteen rangos de bajas temperaturas. También se clasifican de acuerdo con el tipo de refuerzo incorporado: reforzados con fibras continuas, reforzados con fibras discontinuas y reforzadas con partículas.

Las principales fibras de refuerzo que se combinan con las matrices cerámicas son las de carburo de silicio y las de óxido de aluminio, y en el caso de fibras discontinuas y partículas seutilizan como refuerzo agujas cerámicas de carburo de silicio.

En cuanto a los materiales compuestos de matriz polimérica, podemos definirlos como materiales con buenas propiedades mecánicas, resistentes a la corrosión y a los agentes químicos, y que dadas sus particulares características, pueden ser moldeados con absoluta libertada de formas. Son aquellos materiales en los cuales la matrizestá constituida por un polímero y el refuerzo es algún tipo de fibra, ya sea sintética o inorgánica.

Podemos destacar entre éstos los materiales compuestos termoestables, con sus principales grupos de matrices, las resinas poliéster, viniléster, epoxi. y fenólicas; y, como materiales de refuerzo, las fibras de vidrio, las aramídicas (kevlar) y las de carbono, tomando la forma de numerosostipos de estructuras textiles simples o combinadas. Por ser los materiales compuestos de matriz polimérica, y fundamentalmente los termoestables, los más utilizados en la construcción de embarcaciones, les dedicaremos este estudio.

1.3.- Macroestructuras.

Es la estructura del material a nivel microscópico donde la escala de longitud es de ~1000nm. entre las propiedades queconstituyen la macroestructura están la porosidad, los recubrimientos superficiales y las micro grietas internas o externas.

El recubrimiento relativamente grueso, como las pinturas en los automóviles y otras aplicaciones, se usan solo por estética, sino para dar resistencia en la corrosión.

1.4.- Materiales Aglomerados

Se denomina aglomerado a un material obtenido por agregación...
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