Fibra de carbono

Páginas: 8 (1871 palabras) Publicado: 28 de junio de 2013
LA FIBRA DE CARBONO

En la actualidad la fibra de carbono está mucho más presente en la vida cotidiana de lo que uno puede pensar, pero sobretodo es en la industria del automovilismo o aeronáutica donde mayor partido se saca a esta fibra de tan magnificas propiedades.


Tela de fibra de carbono


Caracterización del Material

La facultad del átomo de carbono para enlazarsefuertemente consigo mismo, es la base de todos los productos orgánicos. Sin el enlace carbono-carbono, la vida, como la conocemos hoy, no podría existir. Pero ahora, incrustando varias fibras basadas en cadenas de carbono en una matriz apropiada, los tecnólogos están creando materiales compuestos que aprovechan la fortaleza del enlace de carbono. Volumen por volumen, estos súper-materiales sintéticos sontan fuertes como el metal, pero mucho más livianos y se pueden diseñar por ordenador.
La demostración más dramática de la robustez del enlace carbono-carbono, se ve cuando los átomos de carbono están dispuestos como un cristal de diamante, la más dura de las substancias conocidas. Pero cuando los átomos de carbono están dispuestos para producir un cristal de grafito los átomos se hallan en capas, yaunque el cristal no es especialmente resistente a la fuerza en ángulo recto con las capas, es muy fuerte cuando aquella se ejerce paralelamente a esas capas.
El primer desafío para los ingenieros químicos que inventaron la fibra de carbono, fue orientar diminutos cristales individuales de un compuesto de la cadena de carbono. Un método de alineación de las fibras, consistía en estirarlas demodo que todos los cristales fueran sometidos a la tracción en la misma dirección. Pero más tarde se descubrió que las fibras producidas mediante tratamiento térmico de un compuesto de la cadena de carbono, el pliacrilonitrilo (PAN), se alineaban de modo natural en determinada dirección , y el grado de alineación obtenido por este método químico era mayor del que podía obtenerse por tracción.
Sinembargo, el paso crucial sobre el que se basa ahora la mayor parte de la producción de fibra de carbono, era combinar la tendencia del PAN a alinearse naturalmente con la tracción mecánica aplicada durante una fase intermedia del proceso de producción de PAN.



Fibra de PAN


Las fibras de PAN son muy fuertes y extraordinariamente rígidas. Sin embargo, para obtener de esas característicasun aprovechamiento práctico, los ingenieros químicos tuvieron que encontrar un procedimiento para combinar las fibras con un material matricial apropiado para formar un compuesto. De este modo, los finísimos filamentos individuales de 7 a 8 micrómetros de diámetro, se enlazan entre sí, permitiendo que se transfieran las cargas por toda la matriz de fibra a fibra en orden a lograr un rendimientomecánico útil.

Una propiedad especial de los compuestos de fibras, es que son anisótropos: su fortaleza difiere de conformidad con la dirección en que se aplica una fuerza respecto de la dirección de las fibras. Por ejemplo, si se tira del material en paralelo a la dirección de las fibras tendrá una inmensa fortaleza, pero si se aplican fuerzas a 90º de la alineación de la fibra la resistenciadel compuesto depende casi exclusivamente de la matriz de resina relativamente endeble.




OBTENCION Y ELABORACION DE LA FIBRA DE CARBONO

Podemos ubicar las primeras fibras de carbono en la época de Thomas Edison, quien las preparó gracias a un proceso de carbonización, que logró por el empleo de filamentos de otras fibras (bambú, celulosa). Las mismas fueron posteriormente utilizadas parala preparación de otros filamentos, como en las lámparas incandescentes. Sin embargo, fue recién en 1960 cuando la Union Carbide pudo desarrollar un proceso industrial consistente en la obtención de este material y con la utilización de un carbono de alto módulo de Young. Seis años después se obtuvieron fibras de PAN, es decir, de poliacrilonitrilo y se desarrollaron muchas otras a partir del...
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