Materiales Compuestos: Tipos, Propiedades y Aplicaciones en la Industria

Materiales Compuestos

Los materiales compuestos se producen cuando dos materiales se unen para dar una combinación de propiedades que no pueden ser obtenidas en los materiales originales. Estos materiales pueden seleccionarse para proporcionar combinaciones poco usuales de rigidez, resistencia, peso, rendimiento a alta temperatura, resistencia a la corrosión, dureza o conductividad. Pueden ser: metal-metal, metal-cerámica, metal-polímero, cerámica-cerámica, o polímero-polímero. Los compuestos pueden clasificarse en tres categorías: con partículas, con fibras y laminares.

Materiales Compuestos Reforzados con Partículas

Las partículas de un material duro y frágil, dispersas de una manera discreta y uniforme, se rodean por una matriz más blanda y dúctil. Se pueden subdividir en dos categorías:

1. Compuestos endurecidos por dispersión.
2. Compuestos con partículas propiamente dichas.

Compuestos Endurecidos por Dispersión

El tamaño de la partícula en los compuestos endurecidos por dispersión es muy pequeño, con diámetros de 100 a 2500 micras. Debido a que las partículas obstaculizan el movimiento de las dislocaciones, producen un efecto pronunciado de endurecimiento. Solo se requieren pequeñas cantidades de material disperso. A temperaturas normales, los compuestos endurecidos por dispersión no resultan más resistentes que las aleaciones metálicas. La resistencia del compuesto decrece gradualmente conforme aumenta la temperatura. Por el contrario, la resistencia a la termofluencia es superior a la de los metales y las aleaciones.

Compuestos Particulados Verdaderos

Estos compuestos contienen grandes cantidades de partículas gruesas que no obstaculizan de manera efectiva el deslizamiento. Los compuestos con partículas incluyen muchas combinaciones de metales, cerámicas y polímeros, y su objeto es producir combinaciones poco frecuentes de propiedades, no mejorar la resistencia.

Materiales Compuestos Reforzados con Fibras

Estos mejoran la resistencia al esfuerzo, la resistencia a la fatiga, la rigidez y la relación resistencia-peso a través de la introducción de fibras fuertes, rígidas y frágiles dentro de una matriz más blanda y dúctil. El material de la matriz transmite la fuerza a las fibras y proporciona la ductilidad y la tenacidad, mientras que las fibras soportan la mayor parte de la fuerza aplicada. A diferencia de los compuestos endurecidos por dispersión, la resistencia del compuesto se incrementa tanto a temperatura ambiente como a temperaturas elevadas. Se emplea una enorme variedad de materiales reforzados con fibras.