Matematicos

Fundamento Teórico

1. Materiales Compuestos de Matriz Metálica (MCMM)
Los Materiales Compuestos de Matriz Metálica forman un grupo de materiales de los más estudiados en las dos últimas décadas. Una de las causas por la que se desarrollaron los materiales compuestos es la obtención de propiedades como por ejemplo, una alta rigidez o resistencia con mínimo peso o mínimo coste; o bien en eldiseño de propiedades termomecánicas una máxima transferencia de calor junto con una mínima distorsión térmica, o todas estas propiedades juntas.

2. MATRICES UTILIZADAS PARA LA FABRICACIÓN DE MATERIALES COMPUESTOS DE MATRIZ METÁLICA
Las matrices más utilizadas son metales con baja densidad ya que los materiales compuestos deben presentar propiedades específicas elevadas. Por ello los metalesmás utilizados son: aluminio, magnesio y titanio.

El Aluminio es el metal más utilizado debido a que es ligero y más barato que el magnesio y titanio. Su comportamiento frente a la oxidación es mejor que el del magnesio ya que se oxida la superficie y el óxido es tan compacto que impide que progrese la oxidación.
El Titanio tiene una densidad superior a la del magnesio y el aluminio pero suelevada temperatura de fusión permite utilizarlo a temperaturas más elevadas. Su principal desventaja es el precio.
El Magnesio destaca por ser el de menor densidad. Sus propiedades mecánicas son buenas pero es necesario protegerlo frente a la oxidación.
Las funciones que tiene la matriz metálica en los materiales compuestos son las siguientes:
Proteger las fibras o partículas del ambienteexterior (aire, humedad, etc.)
Propiciar la unión solidaria de los elementos que constituyen el refuerzo: unir las fibras entre ellas, pero separarlas para evitar la transmisión de grietas a través del compuesto, sobre todo en el caso de un refuerzo con fibras continuas.
Repartir y transmitir las cargas de los elementos de refuerzo. En general, para que la transmisión sea óptima, la matriz debedeformarse plásticamente para tensiones netamente inferiores a lasque está sometido el compuesto, y que su deformación sea inferior a la correspondiente a la rotura. La matriz no deberá tener un módulo de elasticidad demasiado elevado.

3. REFUERZOS EMPLEADOS EN MATERIALES COMPUESTOS DE MATRIZ METÁLICA

Las funciones que tiene un material de refuerzo en MMCM son las siguientes:

Soportar lastensiones que se ejercen sobre el compuesto.
Aumentar las características mecánicas de la matriz, su dureza y resistencia al desgaste (sobre todo en el caso del refuerzo con partículas).
Mitigar los fallos de estas características con el aumento de temperatura.
Frenar o detener la propagación de grietas a través del compuesto y el desarrollo de las fisuras.

Tipos de fibras de refuerzo

Fibrascontinuas
Las fibras metálicas se emplean poco a causa de su posible ataque químico por parte de la matriz, los cambios estructurales por la elevación de temperatura (en particular la recristalización), la posible disolución de la fibra en la matriz y la relativamente fácil oxidación de las fibras de metales refractarios (W, Mo, Nb, etc.).
Fibras Continuas de Boro
Los materiales compuestos dematriz metálica y fibra de boro destacan por su alto módulo y resistencia.
Fibras Continuas de Carburo de Silicio
La principal ventaja de las matrices metálicas con fibra continua de carburo de silicio es que se adhieren más rápidamente al metal y su precio es menor.
Fibras Continuas de Alúmina
Los Materiales compuestos con esta fibra son comúnmente usados por su estabilidad térmica y química.Partículas
El refuerzo de menor coste económico es la partícula, y es el que nos permite obtener una mayor isotropía de propiedades (como SiO2, TiO2, Zr02, MgO), carburos (como el TiC o el B4C) y nitruros (Si3N4). Los materiales más empleados son el grafito, la alúmina (AI2O 3) y el carburo de silicio (SiO).

Fibras Discontinuas/Whiskers
Las fibras discontinuas utilizadas normalmente...