Materiales Compuestos: Tipos, Propiedades, Refuerzo y Aplicaciones

Explorando los Materiales Compuestos: Fundamentos y Aplicaciones

Tipos de Compuestos Combinables

Los materiales compuestos pueden formarse a partir de diversas combinaciones:

• Metal-metal
• Metal-cerámico
• Metal-polímero
• Cerámico-polímero
• Cerámico-cerámico
• Polímero-polímero

Objetivos de los Materiales Reforzados

Con los materiales reforzados se pretende conseguir un aumento en los valores normales de algunas propiedades físicas, pero sobre todo, de aquellas inherentes a características mecánicas y térmicas.

Componentes de los Materiales Compuestos

Los compuestos constan de dos elementos principales:

• Matriz: Material aglutinante que acoge el refuerzo.
• Material Reforzador: Elemento que aporta las propiedades de refuerzo.

Criterios de Efectividad para Materiales Reforzados

Para que un material reforzado sea efectivo, el módulo de elasticidad del compuesto debe ser superior al que pueda tener la matriz.

Clasificación de los Tipos de Refuerzo

Existen dos tipos principales de refuerzo:

• Refuerzo por Dispersión:
  • Por dispersión propiamente dicha.
  • Por precipitación de partículas.
• Refuerzo por Fibra.

Diferencia entre Refuerzo por Dispersión y por Precipitación de Partículas

La diferencia entre el refuerzo por dispersión propiamente dicha y el de dispersión por precipitación de partículas es que las partículas en el refuerzo por precipitación son de un tamaño aproximadamente 10 veces mayor.

Tipos de Fibras Utilizadas en el Refuerzo

En el refuerzo con fibra, se utilizan principalmente:

• Fibras continuas
• Fibras discontinuas

Comportamiento ante Tensiones en Compuestos Reforzados con Fibras Continuas

Al aumentar la tensión, es previsible que la fibra y la matriz no alcancen simultáneamente el límite elástico. Mientras la fibra se encuentra todavía en el período elástico, la matriz ya estará deformándose en el rango plástico.

Clasificación de Fibras según su Composición

Las fibras pueden clasificarse atendiendo a su composición en:

• Fibras no metálicas
• Fibras metálicas
• Whiskers o triquitas

Materiales Comunes para la Formación de Matrices

Los materiales más utilizados para la formación de matrices son:

• Polímeros
• Metales
• Cerámicos

Procesos de Fabricación de Materiales Compuestos con Matriz Polimérica

Cuatro procesos de fabricación comunes para materiales compuestos con matriz polimérica son:

• Entramado
• Trenzados
• Devanado
• Encofrado

Ejemplos de Materiales Laminares o Laminados

Algunos ejemplos de materiales laminares o laminados incluyen:

• Madera contrachapada
• Vidrio de seguridad

Aplicaciones de los Bimetales

Los bimetales pueden actuar como interruptores de circuito, así como termostatos. Si una corriente muy alta circula a través de la tira, el calentamiento provoca una deflexión que abre el circuito.

Características de los Metales Empleados en Bimetales

Los metales utilizados en bimetales deben poseer las siguientes características:

• Coeficientes de dilatación muy diferentes.
• Características de dilatación reversibles y repetibles.
• Un alto módulo de elasticidad, de modo que el dispositivo pueda funcionar eficazmente.

Clasificación de Materiales Compuestos Aglomerados

Los materiales compuestos aglomerados incluyen:

• Cemento
• Concreto
• Asfalto