Materiales Compositos

Introducción
- Los materiales compósitos o compuestos son aquellos que están formados por combinaciones de metales, cerámicos y polímeros. Las propiedades que se obtienen de estas combinaciones son superiores a la de los materiales que los forman por separado, lo que hace que su utilización cada vez sea más imponente sobre todo en aquellas piezas en las que se necesitan propiedades combinadas,en la que un material (polímero, metal o cerámico) por sí solo no nos puede brindar. Las propiedades que se obtienen son un producto de la combinación de los refuerzos que se utilicen y de la matriz que soporta al refuerzo en los materiales compuestos, el cual también juega un papel importante en la aplicación por lo que resulta necesario hacer referencia a las propiedades que se obtienen alcombinar refuerzo-matriz.
- En general, la desventaja más clara de los materiales compuestos es el precio. Las características de los materiales y de los procesos encarecen mucho el producto. Para ciertas aplicaciones las elevadas propiedades mecánicas, tales como la alta rigidez específica, la buena estabilidad dimensional, la tolerancia a altas temperaturas, la resistencia a la corrosión, laligereza o una mayor resistencia a la fatiga que los materiales clásicos compensan el alto precio
- Además del refuerzo y la matriz existen otros tipos de componentes como cargas y adictivos que dotan a los materiales compuestos de características peculiares para cada tipo de fabricación y aplicación.
- Existen muchas aplicaciones para estos materiales y se utilizan diariamente sin que los usuariosestén conscientes del uso de dichos materiales, entre los cuales destacan, el concreto, el asfalto, la fibra de vidrio, las pastillas de frenos, etc.
Estructura de los materiales compuestos
Matriz:
- Es el volumen donde se encuentra alojado el refuerzo, se puede distinguir a simple vista por ser continuo. Los refuerzos deben estar fuertemente unidos a la matriz, de forma que su resistencia yrigidez sea transmitida al material compuesto. El comportamiento a la fractura también depende de la resistencia de la interfase. Una interfase débil da como resultado un material con baja rigidez y resistencia pero alta resistencia a la fractura y viceversa.
- Las matrices se pueden clasificar en: Matrices orgánicas y Matrices inorgánicas.
- Los materiales compuestos de matriz metálica (CMM)han sido destinados especialmente a aplicaciones estructurales en la industria automotriz, aeroespacial, militar, eléctrica y electrónica, las cuales usualmente exigen alta rigidez, resistencia y módulo específico. Para el caso de las aplicaciones en el sector eléctrico y electrónico, se requiere en el diseño de los materiales, propiedades termomecánicas y termofísicas con una máximatransferencia de calor.
- Los materiales metálicos de uso más común en CMM son las aleaciones ligeras de Al, Ti y Mg; siendo el Al el de mayor consumo debido a su bajo costo, baja densidad, buenas propiedades mecánicas, alta resistencia a la degradación ambiental y fácil manipulación. También se destaca el uso de aleaciones base Cu, al igual que se está investigando el uso de semiconductores,superaleaciones y compuestos intermetálicos.
Refuerzos:
- Los tipos de refuerzo se pueden clasificar en tres categorías: fibras, whiskers y partículas. Desde el punto de vista de propiedades mecánicas, se puede obtener una gran mejora mediante el uso de fibras continuas, reforzando en la dirección del esfuerzo aplicado; mientras que con whiskers y partículas se experimenta una disminución de resistencia perose obtiene una gran isotropía en el material.
- Fibras Continuas: En el caso de las fibras metálicas, los problemas de ataque químico por parte de la matriz, los posibles cambios estructurales con la temperaturaza, la posible disolución de la fibra en la matriz y la relativamente fácil oxidación de las fibras de metales refractarios (W, Mo, Nb), hacen que éste tipo de materiales sean poco...