Materiales Compuestos reforzados con partículas

TEMA10Matriz:

Sirve Como sustancia de aglutinamiento.

Fasedispersa:

Material De refuerzo. Las propiedad del material compuesto depende de las propiedades de Las fases que lo conforman, sus cantidades relativas y la geometría de la fase Dispersa. El conocimiento de sus carácterísticas y Comportamiento permite el DISEÑO de NUEVOSmateriales con mejores propiedades, Especialmente: tenacidad, rigidez, resistencia al medioambiente y a las altas Temperaturas. También es importante la densidad.

Matriz:

Preferentemente Metálica, polimérica y, a veces, cerámica. Determina latemperatura máxima de Servicio (se degrada a temperatura menor que la fibra)
.Funciones:* Mantener las Fibras o las partículas unidas.* Medio para transmitir y distribuir entre las Fibras el esfuerzo aplicado.* Proteger a las fibras del daño superficial (abrasión mecánica o reaccionesquímicas con el medio ambiente).* Barrera para La propagación de grietas en las fibras.* Debe ser dúctil y menos elástica que las fibras.* Uníón fibra-
matriz fuerte para minimizar Desprendimiento de fibras ymaximizar transmisión del esfuerzo de la matriz a Las fibras (más resistentes).Tipos de matrices poliméricas:* Poliésteres.* Resinas epoxi (termoestables).* Termoplásticas.

Matricespoliméricas:

Resina De Poliéster insaturado. Por reacción con estireno, metacrilato de metilo y Un agente de curado de tipo radical libre(peróxidos) se produce el Entrecruzamiento. Formación de materiales termoestables. Entre las aplicaciones De los compuestosde matriz poliéster se encuentran* cascos de buques* paneles De construcción* paneles estructurales para automóviles,aeronaves y accesorios.Resinas Epoxi: Las resinas epoxis son las más caras, pero tienen una mejor Resistencia a la humedad ymejores propiedades mecánicas. Pueden entrecruzarse Con un reactivo de curado. Formación de entramado tridimensionalestrechamente Entrelazada, sólidorígido duro. Las resinas epoxi tienen ventajas especialescomo Son* unas buenas propiedades de resistencia atracción,* y una menor contracción Después delproceso de curado que las resinas poliéster.Las resinas epoxi Normalmente se empleancomo materiales matriz para materialescompuestos de fibra De carbono y aramida.

MatricesMetálicas:

Compuesta por un metal dúctil o Aleaciones.Tipos refuerzo:* Partículas.* Fibras continuas (carbono, carburo Silicio, boro, alúmina, metales refractarios).*
Fibras discontinuas (whiskers de carburo silicio, fibras troceadas de Alúmina y carbono ypartículas de carburo de silicio y alúmina).Aplicaciones:* Componentes motor y otros elementos de automóviles: aleación de Aluminioreforzada con fibras alúmina y carbono. Ventajas: material ligero, Resistedesgaste y distorsión térmica.* Industria aeroespacial: Trasbordadores espaciales, Telescopio Hubble. Matrizaluminio con fibras de refuerzo de boro o grafito.* Turbinas para turborreactores: Aleaciones basadas en Ni y Co con fibras demetales refractarios (W).

Matrices Cerámicas:

Matriz:* Alúmina.Tipos de refuerzo también cerámicos:*Partículas (ZrO2).*Fibras.*Whiskers (SiC, Si3N4).Aplicaciones:* Herramientas de corte. Aumenta vida útil.

Compuestos reforzados por Partículas:

Compuestos reforzados con partículas grandes: La Fase dispersa es más dura y más rígida que la matriz. La fase dispersa restringe El movimiento de la matriz. La matriz transfiere parte del esfuerzo aplicado a Las partículas, que soportan una fracción de la carga. Puede ser metálica, polimérica o cerámica. Las dimensiones de las partículas deben Ser uniformes y no demasiadograndes. Uniformemente distribuidas.Cermet:es Un material compuesto formado por materiales metálicos y cerámicos.Como matriz Se utiliza el metal, usualmente níquel, molibdeno, o cobalto, y la fase Dispersa está constituida por carburos refractarios, óxidos, boruros oalúmina. Los Cermets están diseñados para combinar la resistencia al desgaste, resistencia a La oxidación y dureza de los materiales cerámicos con la ductilidad y Conduccióntérmica y eléctrica de los metales.La tenacidad de este material ha Mejorado.Ahora, las aplicaciones de los insertos de cermetvan mucho más allá Del acabado.Compuestos reforzados por dispersión:Matriz: Metal o Aleación metálica.Fase dispersa: dispersión de partículas finas material duro e Inerte, generalmente unóxido. En los compuestos endurecidos por dispersión el Tamaño de las partículas es muypequeño, con diámetros de 100-2500 ÅPropiedades: Aumento de la resistencia y la dureza incluso a temperaturaselevadas.* La fase Dispersa, generalmente un óxido duro y estable, debe ser un obstáculo Efectivopara el deslizamiento.* El material disperso debe tener un tamaño, Forma, distribución y cantidad óptimos.* El material disperso debe tener baja solubilidad En el material que refuerza, no debenexistir reacciones químicas, como sucede En la alúmina respecto al aluminio que refuerza.* Se debe lograr una buena Uníón material dispersante-matriz, es decir una correctainterfase entre el Refuerzo y el material, lo que se logra con una pequeña solubilidad.* La Resistencia disminuye al aumentar la TAplicaciones: Poleas, ruedas dentadas, Camisas de cilindros (motores).