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LECTURAS COMPLEMENTARIAS
Materiales Compuestos

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MATERIALES COMPUESTOS
Definición Se entiende por materiales compuestos aquellos formados por dos o más materiales distintos sin que se produzca reacción química entre ellos. En todo material compuesto se distinguen dos componentes: la MATRIZ, componente que se presenta en fase continua, actuando como ligante elREFUERZO, en fase discontinua, que es el elemento resistente.

Ejemplos sencillos y conocidos por todos de materiales compuestos son el hormigón y los neumáticos. Aquí, sin embargo, nos centraremos en el estudio de los llamados MATERIALES COMPUESTOS AVANZADOS, que son los que se utilizan para la fabricación de elementos estructurales. Clasificación Una primera clasificación es la que analiza eltipo de matriz, distinguiéndose los siguientes tipos: materiales compuestos de matriz METÁLICA o MMC (METAL MATRIX COMPOSITES), materiales compuestos de matriz CERÁMICA o CMC (CERAMIC MATRIX COMPOSITES), materiales compuestos de matriz de CARBON materiales compuestos de matriz ORGÁNICA o RP (REI NFORCED PLASTICS) y dentro de estos, son los más utilizados: los CFRP (CABON FIBER REINFORCED PLASTICS) omateriales compuestos de fibra de carbono con matriz orgánica, los GFRP (GLASS FIBER REINFORCED PLASTICS) o materiales compuestos de fibra de vidrio con matriz orgánica.

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En lo que a los refuerzos se refiere, los hay de dos tipos: FIBRAS, elementos en forma de hilo en las que la relación L/D > 100, CARGAS, el resto, utilizadas en elementos de poca responsabilidad estructural.

Tal y comose han resaltado, los materiales compuestos más utilizados son los de matriz orgánica y refuerzos en forma de fibras. En los siguientes apartados se analizan con más detalle ambos tipos de componentes. Matrices orgánicas Antes de describir los distintos tipos de matrices orgánicas, conviene repasar cuales son las funciones que debe cumplir la matriz. Estas son: Visual Graphics Group

Darestabilidad al conjunto, transfiriendo las cargas al refuerzo. Proteger al refuerzo del deterioro mecánico y químico. 2

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Evitar la propagación de grietas.

Para todo ello, se debe dar una buena adherencia entre la matriz y el refuerzo. Las matrices orgánicas (más vulgarmente conocidas como plásticos) pueden ser: TERMOPLÁSTICOS, usadas en aplicaciones de bajos requisitos, aunque se estánempezando a emplear termoplásticos avanzados para altas prestaciones. ELASTOMEROS, utilizadas en neumáticos y cintas transportadoras, DUROPLASTICOS o TERMQESTABLES, las más empleadas en materiales compuestos de altas prestaciones.

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Entre los duro plásticos, también denominados RESINAS (todos ellos necesitan un proceso de curado para alcanzar su estructura reticulada) encontramos los siguientestipos de materiales para matrices: - EPOXIS, que son las de uso más general en altas prestaciones, con una temperatura máxima de uso en torno a los 170'. Como ejemplo, podemos citar la M18 de CIBA (HEXCEL). - BISMALEIMIDAS (BMI), para altas temperaturas (hasta 250º), utilizada, por ejemplo en los bordes de ataque de las alas del Eurofighter-2000. o Ejemplo: 5250 de CYTEC.

- POLlAMIDAS (P1),también para aplicaciones de altas temperaturas, en el entorno de los 300º. - FENOLICAS, resistentes al fuego. Utilizadas, por ejemplo, en mamparas contra incendios y paneles interiores de aviones. - POLIÉSTERES, poco usados por sus bajas características mecánicas. mucha agua y se contraen al curar. Además, absorben

- CIANOESTERES, utilizadas en aplicaciones radioeléctricas (antenas), ya que presentanbaja absorción de humedad y buena "tangente de pérdidas" (característica radioeléctrica de los materiales). Ejemplo: RS3 de YLA. Fibras. Los principales tipos de fibras utilizados como refuerzo, en lo que al material que las compone se refiere, son: - FIBRAS DE VIDRIO, de gran resistencia a tracción, duras, resistentes al ataque químico y flexibles. Se elaboran a partir de la sílice (del 50%...