Fibras De Carbono

1. FIBRA DE CARBONO

La fibra de carbono es el término al cual se hace referencia a un material compuesto de índole no metálico y de la clase de los polímeros. La estructura atómica de la fibra de carbono es similar a la del grafito. El rasgo principal es su elevada resistencia a todo lo mecánico, ya que tiene la suerte de contar con un modulo elástico muy elevado, su baja densidad también es de gran importancia. Su precio es elevado, pero hoy en día, se usa en muchas aplicaciones en la industria aeronáutica, automotriz, entre otras.

1.1 ESTRUCTURA

El átomo de carbono tiene la facultad de enlazarse fuertemente consigo mismo, por esta razón es la base de todos los productos químicos. Sin el enlace carbono- carbono, la vida como la conocemos hoy no podría existir.”Las fibras de carbono se definen como incrustaciones de varias fibras basadas en cadenas de carbono que significan el 92 por ciento de su composición”1.

Su estructura es cristalina, amorfa o semi-cristalina, pero la estructura más generalizada es la cristalina que lleva la forma del cristal del grafito (ver figura 1), esta consiste en una hibridación de los átomos de carbono.

Ilustración 1. Estructura del Grafito

http://www.uned.es/cristamine/min_descr/clases/nativos.html

1 Fitzer, E. 1990. Carbon fibers filaments and composites. Dordrecht : Kluwer Academic, 1990. p. 3 . ISBN 978-0387158044.

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1.2 CARACTERISTICAS GENERALES

La unión entre capas es por medio de fuerzas de Var Der Waals, por lo que el carbono puede fácilmente deslizarse uno respecto al otro; el grafito es un aislante eléctrico y un aislante térmico. El grafito tiene un alto modulo de elasticidad paralelo al plano y un bajo modulo cuando es perpendicular a este, así el grafito es altamente anisotrópico.

El alto modulo de elasticidad proviene del hecho de que las capas del carbono, aunque no necesariamente planas, tienden a ser paralelas al eje de la fibra. Esta orientación preferida cristalográfica se conoce como textura de la fibra, consecuentemente una fibra de carbono tiene un modulo más alto cuando se está paralelo al eje de la fibra, que perpendicular a este (característica notable de un material anisotrópico).

1.3 TIPOS DE FIBRAS DE CARBONO

Las fibras de carbono se comercializan en tres categorías llamadas general- purpose (GP), high-performance (HP), y fibras de carbono activas (ACF).

1.3.1 Fibras general-purpose (GP): Las fibras GP tienen una estructura amorfa e isotrópica, baja resistencia a la tensión, bajo modulo de tensión y bajo costo.

1.3.2 Fibras high-performance (HP): Las fibras HP tienen un alto modulo elástico asociado con una gran proporción de grafito, por tal motivo su estructura es cristalina y son anisotrópicos.

1.3.3 Fibras de carbono activas (ACF):

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