Materiales compuestos

MATERIALES

COMPUESTOS

Materiales Compuestos
Todos los materiales son de alguna u otra manera
materiales compuestos..
Definimos como material compuesto,a aquella
mezcla o combinación de dos o más micro o
macroconstituyentes que difieren en la forma y la
composición y que no forman una solución.
Las propiedades de los materiales compuestos en
general son superiores a las de loscomponentes en
forma individual.
Ejemplos:Plasticos refordados
PRFV;concreto,asfalto
madera terciada

Materiales Compuestos
reforzados con Fibra
Las FIBRAS DE VIDRIO como reforzantes de plasticos
,generan un mat.compuesto de mejor resistencia a la
tracción, superior estabilidad dimensional,resistencia a la
corrosión y menor costo.
Clase de fibras de vidrio.
‘E’ Glass : 52-56% SiO2, +12-16% Al2O3, 16-25% CaO + 813% B2O3
Resist. Tracción = 3.44 GPa, E = 72.3 GPa
‘S” Glass : Usado para aplicaciones aeroespaciales.
65% SiO2 + 25% Al2O3 + 10% MgO
Resist. Tracción = 4.48 GPa, E = 85.4 GPa

Producción de Fibra de Vidrio
Producido a partir de monofilamentos a partir de un horno y
finalmente formar una hebra.
La hebras se forman con las fibras y resina ligante.Propiedades:densidad
y resist. a la tracción
son menores,,que
las fibrasde C y
aramida.
Mayor elongación.
Menor costo y
mayor volumen
usado.
Figure 11.2

FIBRAS DE CARBONO

•

Liviano muy alta resistencia a la tracción y alta rigidez..
7-10 micrometros de diámetro.
Producido a partir del polyacrylonitrile (PAN)
Pasos:
Etabilización:Las fibras de PAN son estiradas y
oxidadas a unos 2000°CCarbonización:Estabilizadas las fibras son
calentadas en atmosfera inerte entre 1000 y 1500
*C.;esto implica la eliminación de O;H y N
Grafitización: Producida a 1800*C de temp.en esta
etapa se aumenta el Modulo E a expensas de la resist.
a la rotura
Tensile strength = 3.1-4.45 GPa, E = 193-241 GPa, density =
1-7-2.1 g/cc.

Mat Compuestos con fibra de Aramida
Aramida = fibras obtenidas apartir de
poliamida aromatica.
Nombre comercial: Kevlar
Kevlar 29:- Baja densidad,alta resist. A la tracción;usadas
para cuerdas y cables
Kevlar 49:- Baja densidad,alta resist. A la tracción;usadas
en sist aeroespaciales y automotriz.
Table 11.1
Figure 11.7

Enlaces por puentes de H
• Gran resistencia longitudinal

Comparación de las Propiedades Mecánicas
Las fibras de C entregan lamejor combinación de
propiedades.
Debido a las propiedades favorables, el carbono y aramida
como compuestos reforzados han sustituido el acero y el
aluminio en aplicaciones aeroespaciales.

Figure 11.8

Figure 11.9

Materiales matriz
Poliéster y resinas epoxi; son los dos mas importantes
materiales matriz, de materiales compuestos.
Resinas poliéster: más baratas, que las resinasepoxi.
Aplicaciones: cascos de barcos, automóviles y aeronaves.
Resinas epoxídicas: Buena resistencia, bajo encogimiento.
comúnmente utilizando materiales de matriz de carbono y
fibra de aramida-compuesto.

PRFV

Materiales Compuestos:Plásticos
reforzados con fibra.
Poliéster reforzado con fibra de vidrio:
El mayor contenido en peso de f. de vidrio, hacen
más fuerte el plástico reforzado.Alineación no paralelas de fibras de vidrio reducen
la fuerza a la tracción.
Fibra de carbono reforzada con resinas epoxídicas:
La fibra de carbono contribuye a la rigidez y la
fuerza mientras que la matriz epoxi contribuye a
la fuerza del impacto.
Poliamidas,sulfuro de polifenileno también se
utilizan.
Excepcionales propiedades de fatiga.
La fibra de carbono/epoxy es laminada paracumplir
los requisitos de resistencia a la tracción.

Propiedades de Plásticos Reforzados
Table 11.3

PRFV

Table 11.4

(Carbon y fibras epoxy

Plásticos Reforzados:Carácteristicas a la fatiga

Laminación
Figure 11.12

Figure 11.11

Módulo Elástico de Mat.Compuestos Laminados
Condición de isodeformación: Carga en el compuesto
uniforme sobre todos las capas.
Pc = Carga en
Pc...