Investigacio N Materiales Compuestos Superligeros




Materiales compuestos superligeros y sus aplicaciones



I N V E S T I G A C I Ó N



Que para la evaluación del segundo parcial de la materia:

DISEÑO DE MATERIALES II


P R E S E N T A N:

Chavarría Elías Felipe de Jesus
Esquivel De La Rosa Juan Manuel
González Garduño Daniel
Rojas García Jorge Alberto
Sandoval Vázquez Omar


PROFESOR:

Dr. Alberto Sandoval Jiménez


México,D.F., Enero 2015
Índice
Materiales Compuestos 3
Fibras y Matriz 3
Fibras o Refuerzos 3
Matriz 4
Elastómeros 6
Pruebas mecánicas de polímeros de espuma rígidos 7
Características de los Materiales Compuestos 7
Aplicaciones de los Materiales Compuestos 7
Materiales Poliméricos 9
Polímeros Termoplásticos 9
Polímeros Termofijos 9
Selección de Polímeros Para Aplicaciones de Diseño 10
Propiedades Básicasdel Material 10
Parámetros de desempeño 10
Condiciones de Carga y Configuraciones Geométricas 11
Disponibilidad de Materiales 11
Artículos digitales sobre materiales superligeros modernos 12
“El nuevo material más ligero del mundo” 12
“MATERIAL MAS SOLIDO QUE EL ACERO Y MAS LIGERO QUE EL AGUA” 14
“Materiales 10 veces más ligeros que los compuestos de fibra de carbono” 15
Polímeros reforzados confibra de carbono, losCFRP 16
Bibliografía 18











Materiales Compuestos

Un material compuesto, como su nombre lo indica, es un material que es diferente a los materiales homogéneos comunes. Actualmente el término se refiere a materiales que contienen fibras resistentes, continuas o discontinuas, rodeadas de una matriz hecha de un material menos resistente. La matriz sirve para distribuir lasfibras y para transmitir la carga externa hacia éstas. Las características principales de los materiales compuestos son: heterogeneidad y anisotropía, es decir, que sus cualidades varían según la dirección en que son examinados.

Fibras y Matriz

La unión entra las fibras y la matriz ocurre durante la fase de manufactura del material compuesto. Esto influye de manera fundamental en laspropiedades mecánicas del material compuesto.
Fibras o Refuerzos
Son materiales resistentes que se introduce en una matriz para mejorar sus propiedades mecánicas. Los refuerzos, como regla general, deben tener alta resistencia, alta rigidez y baja densidad. Las fibras más importantes y con más aplicación en la rama de los materiales compuestos son el Carbón, el Boro y algunos polímeros de alta densidadcomo el Kevlar o alguno de sus isótopos.
Las fibras consisten de miles de filamentos, cada uno con un diámetro entre 5 y 15 micrómetros, lo que les permite ser producidos con máquinas textiles. Sus principales características son un alto módulo de elasticidad, una alta resistencia a la fluencia, asi como un diámetro uniforme. Los principales materiales utilizados para la fabricación de fibrasson:
Vidrio
Kevlar
Carbón
Boro
Carburo de Silicio


Matriz
Una matriz es una estructura hecha de un material menos resistente que las fibras. La función de la ésta es acomodar al refuerzo (que usualmente se presenta en forma de fibras) en una orientación y distribución deseadas y, además, transferir las cargas externas hacia éste mediante la interfaz de matriz.el cual tiene la función de mantenerunidas a éstas últimas y proteger sus superficies de daños que podrían ser ocasionados por un mal manejo o durante la vida de servicio del material compuesto. La matriz también se encarga de dispersar las fibras y separarlas dentro de cierto rango para evitar la propagación catastrófica de fallas internas y la posterior falla del material compuesto. Cabe destacar que es un requisito indispensableque la matriz sea químicamente y térmicamente compatible con las fibras a largo plazo.
A la matriz se le agrega un material reforzante para mejorar las características de desempeño del material compuesto. Por lo general, la matriz tiene poca resistencia y poca rigidez en comparación con el refuerzo. Para materiales compuestos poliméricos, se suelen usar resinas termoplásticas y termofijas....