Están formados por dos o más componentes distinguibles físicamente y separables mecánicamente

Material compuesto

Tejido de fibra de carbono.

En ciencia de materiales reciben el nombre de materiales compuestos aquellos materiales que se forman por la unión de dos o más 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.1 Los materiales son compuestos cuando cumplen las siguientes características:

• Están formados por 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 a los materiales compuestos los materiales polifásicos, como las aleaciones metálicas, en las que mediante un tratamiento térmico se cambia la composición de las fases presentes.2

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 materiales compuestos son creados artificialmente, pero algunos, como la madera y el hueso, aparecen en la naturaleza.

Índice

  [ocultar] 

• 1Estructura
• 2Clasificación

• 2.1Materiales compuestos reforzados con partículas
• 2.2Materiales compuestos endurecidos por dispersión
• 2.3Materiales compuestos reforzados con fibras
• 2.4Materiales compuestos estructurales

• 3Ejemplos de materiales compuestos
• 4Procesos de fabricación
• 5Véase también
• 6Referencias
• 7Bibliografía
• 8Enlaces externos
• 9Commons

Estructura[editar]

Aunque existe una gran variedad de materiales compuestos, en todos se pueden distinguir las siguientes partes:

• Agente reforzante: es una fase de carácter discreto y su geometría es fundamental a la hora de definir las propiedades mecánicas del material.
• Fase matriz o simplemente matriz: tiene carácter continuo y es la responsable de las propiedades físicas y químicas. Transmite los esfuerzos al agente reforzante. También lo protege y da cohesión al material.

Clasificación[editar]

Los materiales compuestos se pueden dividir en cuatro grandes grupos:

Materiales compuestos reforzados con partículas[editar]

Están compuestos por partículas de un material duro y frágil dispersas discreta y uniformemente, rodeadas por una matriz más blanda y dúctil.

Tipos:

• Compuestos con partículas propiamente dichas.

Materiales compuestos endurecidos por dispersión[editar]

El tamaño de la partícula es muy pequeño (diámetro entre 100 y 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 propiedades son:

• 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[editar]

Un componente suele ser un agente reforzante como una te: fibra de vidrio, cuarzo, kevlar, Dyneema o fibra de carbono que proporciona al material 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 cíclicos pueden causar que las fibras se separen de la matriz, lo que se llama delaminación.

El módulo de un material compuesto(𝑬_𝒄) depende de la dirección en que están puestas las fibras(refuerzo) y el modo en que se aplican las tensiones Tensiones misma dirección que las fibras 𝐸_(𝑐||)=𝑉_𝑓 𝐸_𝑓+(1−𝑉_𝑓 ) 𝐸_𝑚 Dirección fibras perpendicular a las tensiones

...