INTRODUCCIÓN

• De acuerdo con el diccionario Webster, los materiales son sustancias con las que algo está compuesto o hecho, aunque esta sea una definición muy amplia, desde la perspectiva de ingeniería trasciende el hecho de cómo son utilizados, de esta forma y con años de investigación se han logrado clasificar gracias al estudio microscópico de su estructura la composición de estos obteniendo así sus propiedades y dependiendo de ellas, la familia a la que pertenecen: Metales, cerámicos, polímeros, compuestos.

MATERIALES COMPUESTOS

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 • El REFUERZO, en fase discontinua, que es el elemento

resistente.

TIPO MATRIZ:

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 (REINFORCED PLASTICS).

Matrices orgánicas

CARACTERISTICAS:• Dar estabilidad al conjunto, transfiriendo las cargas al

refuerzo. • Proteger al refuerzo del deterioro mecánico y químico.• Evitar la propagación de grietas.

Las matrices orgánicas (más vulgarmente

conocidas como plásticos) pueden ser:

TERMOPLÁSTICOS, usadas en aplicaciones de bajos

requisitos, aunque se están empezando a

emplear termoplásticos avanzados para altas

prestaciones.

ELASTOMEROS, utilizadas en neumáticos y cintas

transportadoras.

DUROPLASTICOS o TERMOESTABLES, las más empleadas en materiales

compuestos de altas prestaciones.

• En general, el refuerzo se utiliza para incrementar la resistencia y rigidez mecánicas pero, también, se emplean refuerzos para mejorar el comportamiento a altas temperaturas o la resistencia a la abrasión

REFUERZO

Estos compuestos mejoran la resistencia, carga de rotura, la rigidez,

la relación resistencia/peso, por la introducción de fibras fuertes, rígidas y

frágiles, en una matriz más blanda y dúctil.

El material de la matriz transmite los esfuerzos a las fibras y proporciona

tenacidad y ductilidad al compuesto, mientras las fibras soportan la mayor parte de la fuerza o tensión aplicada.

reforzados con fibras

VIDRIO-E, para

aplicaciones generales.

- VIDRIO-C, para

estabilidad química.

- VIDRIO-M, para muy

alta rigidez.

- VIDRIO-D, para muy

baja constante dieléctrica

FIBRAS DE CARBONOtiene muy alta resistencia y rigidez, por la estructura cristalográfica del grafito.

- De alto módulo (400 GPa)

- De módulo intermedio (300 GPa)

- De alta resistencia (200 GPa)

FIBRAS CERÁMICAS, de cuarzo o sílice.

Flexibles y con muy bajo alargamiento y gran resistencia la choque térmico. Se utilizan

en estructuras radio transparentes

FIBRAS ORGÁNICAS, obtenidas a partir de polímeros.

- muy rígidas.

- coeficiente de dilatación térmica longitudinal nulo.

- baja densidad.

- radio transparente.

- con excelente resistencia al impacto.

Tal y como se 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.

CARGAS