Materiales Compuestos

MATERIALES COMPUESTOS

Son aquellos materiales que se forman por la unión de dos materiales para conseguir la combinación de propiedades que no es posible obtener en los materiales originales. Estos compuestos pueden seleccionarse para lograr combinaciones poco usuales de rigidez, resistencia, peso, rendimiento a alta temperatura, resistencia a la corrosión, dureza o conductividad.
Losmateriales son compuestos cuando cumplen las siguientes características:
*Están formados de dos o más componentes distinguibles físicamente y separables mecánicamente.
*Presentan varias fases químicamente distintas, completamente insolubles entre sí y separadas por una interfase.
*Sus propiedades mecánicas son superiores a la simple suma de las propiedades de sus componentes (sinergia).
*No pertenecen alos materiales compuestos, aquellos materiales polifásicos; como las aleaciones metálicas, en las que mediante un tratamiento térmico se cambian la composición de las fases presentes
Estos materiales nacen de la necesidad de obtener materiales que combinen las propiedades de los cerámicos, los plásticos y los metales. Por ejemplo en la industria del transporte son necesarios materiales ligeros,rígidos, resistentes al impacto y que resistan bien la corrosión y el desgaste, propiedades éstas que rara vez se dan juntas.
A pesar de haberse obtenido materiales con unas propiedades excepcionales, las aplicaciones prácticas se ven reducidas por algunos factores que aumentan mucho su costo, como la dificultad de fabricación o la incompatibilidad entre materiales.
La gran mayoría de los materialescompuestos son creados artificialmente pero algunos, como la madera y el hueso, aparecen en la naturaleza.



Los compuestos pueden ser:
Metal-Metal. Bimetales, Acero cromado y niquelado.
Metal-cerámico. Herramientas de corte de carburo
Cementado. Cermet (cerámica y metal). Plástico
Reforzado de fibra de carbono
Metal-polímero. Neumáticos (Alambre y caucho)
Cerámico-polímero. Un composite de fibray carbono
Llamado Sílex (bicicletas)
Cerámico-cerámico. Hormigón (Cemento, arena y
grava)
Polímero-polímero. Madera (fibras de celulosa en una
matriz de lignina y hemicelulosa)

Los materiales compuestos se pueden dividir en:

*Materiales compuestos reforzados con partículas
Están compuestos por partículas de un material duro y frágil dispersas discreta y uniformemente, rodeadas por una matriz másblanda y dúctil.
Tipos:
-Compuestos endurecidos por dispersión: El tamaño de la partícula es muy pequeño (diámetro entre 100 i 2500 μ). A temperaturas normales, estos compuestos no resultan más resistentes que las aleaciones, pero su resistencia disminuye con el aumento de la temperatura. Su resistencia a la termofluencia es superior a la de los metales y aleaciones.
Sus principales propiedadesson:
-La fase es generalmente un óxido duro y estable.
-El agente debe tener propiedades físicas óptimas.
-No deben reaccionar químicamente el agente y la fase.
-Deben unirse correctamente los materiales.


*Materiales compuestos reforzados con fibras



Un componente suele ser un agente reforzante como una fibra fuerte: fibra de vidrio, cuarzo, kevlar, Dyneema o fibra de carbono que proporciona almaterial su resistencia a la tracción, mientras que otro componente llamado matriz, que suele ser una resina como epoxy o poliéster, envuelve y liga las fibras, transfiriendo la carga de las fibras rotas a las intactas y entre las que no están alineadas con las líneas de tensión. También, a menos que la matriz elegida sea especialmente flexible, evita el pandeo de las fibras por compresión.Algunos compuestos utilizan un agregado en lugar de una matriz.
En términos de fuerza, las fibras (responsables de las propiedades mecánicas) sirven para resistir la tracción, la matriz (responsable de las propiedades físicas y químicas) para resistir las deformaciones, y todos los materiales presentes sirven para resistir la compresión, incluyendo cualquier agregado.
Los golpes o los esfuerzos...