2.5 Compuestos - Unidad resumida sobre las propiedades, proceso de obtención y nomenclatura PDF

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Unidad resumida sobre las propiedades, proceso de obtención y nomenclatura de los compuestos....

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CONCEPTOS Compuestos o compósitos: Son materiales producidos cuando 2 o más materiales o fases son usadas juntas para obtener una combinación de propiedades que no podrían obtenerse de otro modo. Matriz: Usualmente, es la fase continua del compósito, por lo que un término como “matriz metálica” indica que el material metálico utilizado forma una fase continua. Refuerzo: comúnmente se le llama así a la fase dispersada dentro de la matriz de un compósito. NOMENCLATURA Los compósitos pueden ser colocados en tres categorías: particulados, fibras, y laminados (basado en la forma de los materiales). El concreto, una mezcla de cemento y grava, es un material particulado; la fibra de vidrio, con tiene fibras de vidrio incrustadas en un polímero, por lo que es un compósito reforzado con fibra; la madera contrachapada, teniendo capas alternadas de chapas de madera, es un compósito laminado. ESTRUCTURA MOLECULAR DE LOS COMPUESTOS Compósitos particulados Estos están diseñados para producir combinaciones inusuales de propiedades más que mejorar su resistencia. Los compósitos particulados contienen grandes cantidades de partículas gruesas que no bloquean el deslizamiento efectivamente.

Los carburos cementados, o cermentos, contienen partículas cerámicas dispersadas en una matriz polimérica. Los abrasivos pueden usados en las ruedas de corte o molienda y usualmente se componen de alumina (Al2O3), carburo de silicio (SiC), y nitruro de boro (CBN). Para proveer dureza, las partículas abrasivas son enlazadas a una matriz vítrea o polimérica. Los abrasivos de diamante son típicamente enlazados con una matriz metálica. Conforme las partículas duras se desgastan, se fracturan o desbastan de la matriz, exponiendo nueva superficie de corte. Los contactos eléctricos son materiales usados en apagadores y relés, por lo que se espera que presenten una buena combinación de resistencia al desgaste y conductividad eléctrica. De otro modo, los contactos se erosionan, causando contacto pobre y arqueado.

Los compósitos de metal fundido particulado contienen partículas cerámicas en una matriz polimérica, por ejemplo, las fundiciones de aluminio con partículas dispersadas de SiC.

Compósitos reforzados con fibra La mayoría de los compósitos reforzados con fibras proveen una mejora en la resistencia a la fatiga y fuerza, módulo de Young, y a en la relación peso-fuerza por la incorporación de fibras rígidas pero quebradizas en una matriz más suave y dúctil. Una mayor fracción de fibras incrementa la fuerza y dureza del compósito. El volumen máximo de la fracción es alrededor del 80%, después de esta las fibras no pueden ser completamente rodeadas por la matriz. Las fibras de aspecto pequeño orientadas aleatoriamente son fácilmente introducidas en la matriz y ofrecen comportamiento relativamente isotrópico en el compósito. Las fibras largas, o incluso los arreglos unidireccionales continuos producen propiedades anisotrópicas, particularmente con buena dureza y rigidez paralela a las fibras. Orientaciones unidireccionales de las fibras proveen propiedades pobres si las cargas son perpendiculares a las fibras.

PROCESOS DE OBTENCIÓN DE LOS COMPUESTOS Las fibras metálicas, fibras de vidrio, y muchas fibras poliméricas (incluyendo el nylon, aramida, y poliacrilonitrilo) pueden ser formadas por un proceso trefilado (reducción en el diámetro de un alambre).

Los compósitos son normalmente formados por la mezcla de las fibras con un líquido o matriz polimérica, posteriormente usando técnicas convencionales como moldeo por inyección para los compósitos basados en polímeros o fundición para los compósitos de matriz metálica. Sin embargo, se han diseñado técnicas especiales para producir compósitos usando fibras continuas, ya sea en alineaciones unidireccionales, recubiertas, o textiles. En resumen, en estas técnicas las cintas, recubiertas, y textiles son colocados contra una forma, saturadas con una resina polimérica, enrollada para asegurar buen contacto y libertad de porosidad, y finalmente curadas.

Las cintas y textiles pueden ser colocadas en un dado y ser formadas por una bolsa de moldeo.

PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DE LOS COMPUESTOS, Y SUS APLICACIONES Si las partículas de refuerzo se encuentran uniformemente distribuidas, los compósitos particulados presentan propiedades isotrópicas; los compósitos de fibras pueden ser isotrópicos o anisotrópicos; los compósitos laminados siempre presentan comportamiento anisotrópico....