FIBRA CARBONO

Grado en Tecnologías Industriales
FUNDAMENTOS DE CIENCIAS
DE LOS MATERIALES II

MATERIALES COMPUESTOS
REFORZADOS CON FIBRA
DE CARBONO

FELIX MANUEL CHAMOSO POVEDA
07.8833.419-X

Fundamentos de Ciencia de los Materiales II

FELIX MANUEL CHAMOSO POVEDA

INDICE
1.-LA FIBRA DE CARBONO.....................................................................3

2.-CARACTERISTICAS YCOMPORTAMIENTO.............................6

3.-APLICACIONES.................................................................................7

4.-DETERIORO DE LA FIBRA DE CABONO......................................10

5.-CONCLUSIONES..............................................................................13

6.-REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS................................................14Grados en Ingeniería Mecánica y Tecnologías Industriales

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¿Qué es la fibra de carbono?
Las fibras de carbono fueron utilizadas por Edison en el siglo XIX como filamentos para
bombillas. La investigación que dio como resultado el uso de las fibras de carbono en los
materiales compuestos modernos, se atribuyea los trabajos de pricipios de los años sesenta de
Shindo en Japón, Watt en Inglaterra y Bacon y Singer en los Estados Unidos.
La fibra de carbono se incluye en el grupo de los materiales compuestos, es decir, aquellos
que están hechos a partir de la unión de dos o más componentes, que dan lugar a uno nuevo con
propiedades y cualidades superiores, que no son alcanzables por cada uno de loscomponentes
de manera independiente. Presenta una morfología fibrosa en forma de filamentos con un
contenido mínimo en carbono del 92% en peso.

Básicamente en la fibra de carbono, se combina un tejido de hilos de carbono (refuerzo),
el cual aporta flexibilidad y resistencia, con una resina termoestable (matriz), comúnmente
de tipo epoxi, que se solidifica gracias a un agente endurecedor yactúa uniendo las fibras,
protegiéndolas y transfiriendo la carga por todo el material; por su parte el agente de curado
ayuda a convertir la resina en un plástico duro. De la combinación de estos tres componentes,
se obtienen las propiedades mecánicas del nuevo material, pues aunque la malla de hilos de
carbono, constituye por sí sola un elemento resistente, necesita combinarse con la resina paraque la proteja de factores externos y esfuerzos físico
Aunque se ha investigado una gran cantidad de materiales como precursores de la fibra
de carbono, el poliacrilonotrilo (PAN), una mesofase del alquitrán y la celulosa (en orden
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decreciente de usoactual), son los precursores que actualmente se utilizan para fabricar las
fibras de carbono.
Fibras PAN (poliacrilonitrilo), es una fibra polimérica de origen textil.
Fibras PITCH, se obtienen de la brea de alquitrán de hulla o bien petróleo purificado.
Las fibras que están basadas en el PAN tienen diámetros que oscilan entre las 5 y 7 mm, y
aquellas cuyo precursor es el alquitrán estánentre las 10 y 12 mm.
Las primeras, son las más extendidas en la producción de fibras de carbono, mientras que
las fibras PITCH aportan mayor rigidez aunque son más frágiles (y se rompen con menores
elongaciones).
Cuando se calienta el PAN en correctas condiciones de temperatura, los átomos de carbono
se juntan mientras los demás elementos se separan, cambiando de distribución y formando
unaestructura estable de anillos fuertemente unidos que soportan los unos a los otros.
Mediante un nuevo calentamiento, los anillos se juntan en ‘listones’ de hexágonos de átomos
de carbono muy flexibles, a diferencia del grafito, cuya estructura permanece plana. La unión
flexible de los listones evita que se deslicen, como pasa en la estructura plana del grafito, lo que
resulta en un notable...