Materiales compuestos y metalicos

Materiales compuestos

• Introducción

Se trata de un material de varias fases conseguido por la combinación artificial de diferentes materiales. La ingeniería de materiales busca propiedades útiles en estos. Existen una infinidad de estos con diferentes propiedades, al unir dos o más de estos conseguimos combinaciones de propiedades que no estaban en los materiales originales. Lo interesante son las combinaciones fuera de lo usual con propiedades resistencia, peso, rigidez, etc. Estos materiales nacen por necesidades específicas, por ejemplo, en la industria de transporte como la Aeronáutica son necesarios materiales de bajo peso, resistentes a impactos, desgaste, y a altas y bajas temperaturas. Las anteriores es un solo material.

• Composición química

Están formados por dos fases:

La primera es la matriz conocida como la fase continua, esta proporciona resistencia térmica y ambiental al material.

La segunda es una dispersa conocida como refuerzo; proporciona al material compuesto las propiedades mecánicas.

• Los materiales compuestos se clasifican dependiendo de su clasificación, hay cuatro grandes grupos:

1. Materiales compuestos reforzados con partículas:

Se combinan partículas de un material duro y frágil que está disperso rodeado por una matriz blanda.

1. Materiales compuestos endurecidos por dispersión:

A temperaturas normales estos materiales no son más resistentes que las aleaciones, pero estas no son tan resistentes al aumentar la temperatura. Estos materiales resisten más la termofluencia que los metales y sus aleaciones.

Esto se logra teniendo tamaños de partícula muy pequeños (entre 100 y 2500μ de diámetro).

Por lo general la fase es un oxido duro y estable, el agente y la fase no reaccionan químicamente.

1. Materiales compuestos reforzados con fibras:

En sus componentes esta un agente reforzante, por ejemplo: fibra de vidrio, fibra de carbono, kevlar. Y la matriz será una resina, por ejemplo: epoxy o poliéster. También en lugar de matriz se puede sustituir por un agregado.

1. Materiales compuestos estructurales:

Sus propiedades dependen de la geometría y el diseño, siendo los mejores hasta el momento el tipo laminar y los paneles sándwich.

Los laminares son paneles unidos por un isotrópico uniendo varias capas marcadamente anisótropas (adhesivo).}

Los paneles sándwich son láminas de materiales extremadamente duros separados por materiales de menos densidad y resistencia.

Estos materiales se utilizan en la industria Aeronáutica.

• Procesos de obtención:

Los procesos de fabricación de materiales compuestos se dividen en dos:

1.- Procesos de fabricación por molde abierto:

1. Moldeo por colocación manual

Es usado en la industria aeroespacial por su flexibilidad. Este proceso es muy lento, solo colocar las láminas lleva mitad del tiempo total. Las láminas se pueden colocar manualmente por la baja presión que es necesaria, aunque pueden aparecer arrugas, burbujas, y grietas.

1. Bobinado

También conocido como Filament winding, es un proceso de fabricación donde se enrollan refuerzos continuos a altas velocidades sobre un mandril rotando. La pieza debe ser de curvatura de revolución para poder extraerla después y así producir cilindros huecos de alta resistencia.

1. Procesado en autoclave

Este proceso utiliza temperatura y presión para consolidar y curar materiales compuestos poliméricos. El calor y presiones aplicados varían dependiendo el material a procesar.

• Procesos de fabricación por molde cerrado

1. Sheet moulding compounds SMC

Se moldea resina termoestable reforzada con fibra, saldrá una pieza de la polimerización de la resina por temperatura y presión. Entre sus características esta la buena estabilidad dimensional, buen acabado superficial, y buena resistencia.

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