MATERIALES COMPOSITOS

“Ademas de los metales, los ceramicos

y los polimeros, hay una cuarta

categoria y es la de los materiales

compuestos que de alguna forma son

los mas interesantes en ingeniería

porque su estructura es mas compleja

que la de los otros tres tipos”.

Mikell P.

Groover

DEFINICION DE MATERIALES COMPOSITOS Un material compuesto es un sistema de materiales formado por dos o mas fases

fisicas distintas, cuya combinacion produce propiedades cojuntas que son diferentes a las de sus constituyentes. La palabra composite se ha generalizado para aquellos compuestos de mas reciente aparicion y cuya matriz es polimerica.

El material compuesto no es una invencion humana, existe en la naturaleza como por ejemplo:

La madera: que esta compuesto con una especie de armadura de celulosa, envuelta en una matriz de resina naturales.

Tambien en el cuerpo humano existen materiales compuestos como los huesos: formados por una especie de cemento calcico y fibras de colageno.

Entre los compositos debido al hombre podemos encontrar Adobe (formado por barro y paja). Hormigon. Cemento.

TABLA DE MATERIALES COMPOSITESMENU

MATERIALES COMPUESTOS

DEFINICION DE MATERIALES COMPUESTOS

COMPONENTES DE LOS MATERIALES COMPOSITES

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES COMPUESTOS

BIBLIOGRAFIA

APLICACIÓN DE LOS COMPOSITES

CLASIFICACION DE LOS COMPUESTOS

MATERIALES COMPOSITOS

ENTRE LOS MATERIALES COMPOSITOS PODEMOS ENCONTRAR:

HORMIGON(CONCRETO): Es un material compuesto usado en construcciones civiles como puentes, edificios, presas, muros de retención.

Ventajas: flexibilidad de diseño, economia, dureza, resistencia al fuego, apariencia estatica y la posibilidad de producirlo en el lugar de trabajo.

Desventajas: baja resistencia a la traccion, baja ductilidad y considerable contraccion al secar.

ASFALTO: material derivado del petróleo con características parecidas a un polímero termoestable, este producto también puede ser obtenido de la roca del betún(roca asfáltica), de la brea y de depósitos superficiales.

PAVIMENTO: obtenido al mezclar asfalto y grava.

MADERA: con la madera también se pueden fabricar materiales compuestos, como madera plástico, aglomerados, papel, etc.

CLASIFICACION DE LOS MATERIALES COMPUESTOS

Los materiales compuestos se pueden clasificar en distintas formas: 1) Tradicionales: son aquellos que existen en la naturaleza o han sido

producido por antiguas civilizaciones, por ejemplo: la madera. 2) Compuestos sintéticos: son sistemas de materiales modernos, que se

producen primero en forma separada y luego se combinan bajo control para lograr la estructura, las propiedades y la geometría deseada.

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CATEGORÍAS PRINCIPALES

Los plásticos reforzados con fibra. Compositos de matriz metalica Compositos de matriz ceramica

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PLASTICOS REFORZADOS CON FIBRAS

Están constituidos por fibras en una matriz polimérica.Estas fibras presenta alta resistencia especifica(relacion de resistencia a peso) y rigidez especifica(relacion de rigidez a peso)

FIBRAS REFORZADAS

Fibras: son filamentos de material . son muy fuertes y rígidas.

Si en cierto tipo de fibra las propiedades mecánicas mejoran por el aumento de la longitud promedio se le conoce como fibras corta(discontinua) si no ocurre dicha mejora se llama fibra larga(continua).

TIPO DE FIBRAS REFORZADAS

FIBRAS DE VIDRIO: Se le conoce como plástico reforzado con fibra de vidrio, son las que mas se utilizan y las menos costosas y pueden contener entre 30% y 60% de fibra de vidrio en volumen.

FIBRAS DE GRAFITO: Se le conoce como plástico reforzado con fibra de carbono, aunque son mas costosas que as de vidrio, ofrecen una combinación de baja densidad, alta resistencia y alta rigidez.

FIBRAS DE BORO: Son deposito de boro sobre fibras de tungsteno o de carbono, estas tienen alta resistencia y rigidez tanto a la tensión como a la compresión, y resistencia a altas temperaturas.

FIBRAS DE ARAMIDA (KLEVAR): Nombre genérico de las fibras de poliamida, aromáticas, llamadas también kevlar, sus usos se encuentran en la protección balística, cuerdas y cables, combinan alta resistencia a la tracción, alto modulo elástico, baja densidad, alta elongación y buena resistencia al impacto.

FIBRAS DE CARBONO: se caracterizan por su alto peso, alta resistencia, gran consistencia y tenacidad .

FIBRA CONDUCTIVAS DE GRAFITO : Estas Fibras se producen para hacer posible que los componentes de los plásticos reforzados mejoren la conductividad eléctrica y térmica.

FIBRAS POLIMERICAS: Presentan resistencias especificas muy altas, pueden someterse a cierta deformación plástica antes de fracturarse y por ello tienen una tenacidad mas alta que las fibras frágiles.

La relación resistencia a peso es mas alta que todas las fibras y tienen altos costos.

MATRICES

La fase matriz o fase primaria puede ser de cualquiera de los tres tipos de materiales básicos: polímeros, metálicos y cerámicos.

Esta fase se encarga de proteger y soportar a la fase secundaria de las condiciones medio ambientales .

SIGUIENTE

FUNCIONES PRINCIPALES DE LAS MATRICES

Mantener las fibras en su lugar y transferir los esfuerzo a las mismas mientras soportan la mayor parte de la carga.

Proteger las fibras contra daños fisicos y del ambiente

Reducir la propagación de grietas en el composito por medio de mayor ductilidad y rigidez de la matriz plástica.

TIPOS DE MATRICESSe clasifican : Compuestos de matriz metalica: incluyen mezclas de cerámicos y de metales,

ejemplos: carburos cementados, aluminio o magnesio.se caracterizan por tener : un mayor modulo de elástico, tenacidad, ductilidad y mayor resistencia a temperatura elevada que las matriz poliméricas.Los compuestos utilizados para la matriz son aluminio, aleacion de aluminio y litio y los utilizados para la fibra son grafito, oxido de aluminio, carburo de silicio,boro y tungsteno.

Compuesto en matriz ceramica: son materiales como el oxido de aluminio y el carburo de silecio

Compuesto de matriz de polimeros: las resinas termofijas y las termoestables.

Compuesto en matriz ceramica: son materiales como el oxido de aluminio y el carburo de silicio.

Son fuerte, rígidas y resisten altas temperaturas pero por lo general carecen de tenaciadad.

CLASIFICACION DE LAS MATRICES

FASE DE RESFUERZO

La fase secundario se encarga de reforzar la fase primaria, las mas comunes son las fibras las partículas y las hojuelas.

FIBRAS PARTICULAS Y HOJUELAS

FIBRAS

LOS MATERIALES MAS UTILIZADOS PARA LA FIBRA SON:

Vidrio Carbono Boro Kevlar Ceramicos metal

POSIBILIDADES DE ORIENTACION DE LAS FIBRAS

PARTICULAS Y HOJUELAS Las particulas son una segunda forma de fase incorporadas en particulas,

la distribucion de particulas en la matriz es aleatoria, el mecanismo de reforzamiento depende del tamaño de las particulas, estas endurecen la matriz.

Las hojuelas son partículas bidimensionales como plaqueta pequeñas.

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES COMPUESTOS

Los materiales compuestos no tienen unas propiedades características sino que son una combinacion de propiedades de los materiales que lo conforman.

Estas propiedades se determinan por 3 factores. 1) los materiales usados como fases componentes en el compuesto. 2) la forma geometrica de los componentes y la estructura resultante del

sistema compuesto. 3) la manera en la cual las fases interactuan entre si.

APLICACIÓN DE LOS COMPOSITES

En los años 40 comienzan a utilizarse los composites en diversas industrias teniendo un amplio desarrollo en la aeronáutica de tal manera que en los años 60 ya todos los aviones tienen algún material composite. Luego en los años 80 se utilizaron en mayor proporción en otros campos de la industria .

Actualmente se aplican como se muestra en la siguiente figura.

UNA APLICACIÓN A LA EDIFICACION

Los sistemas y elementos constructivos en los que se estan usando los compositos son:

a)Cubiertas y tejados b)Paneles y fachadas

c) Rehabilitacion de fachadas d)Recercados de ventanas y proteccion

solar. e)Sanitario y mobiliario interior f)Impermeabilizacion de cubiertas

GRACIAS!!!