materiales celulares
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
Materiales Materiales celularescelulares
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
Materiales celularesMateriales celulares
Los materiales celulares metlicos son materiales obtenidos a partir de un metal puro o una aleacin que puede formar una estructura de poros abiertos
Espumas metlicas: Las espumas tienen una estructura porosa cerrada
Esponjas metlicas: Las esponjas tienen una
estructura porosa abierta
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
Materiales celularesMateriales celularesLos materiales celulares son el resultado de combinacin de gases con metal. Estos gases forman burbujas que ocupan entre un 50 y un 90% de la estructura total.
Densidad: es muy baja 0,03-0,2 gr/cm3
Propiedades: se obtienen propiedades por un lado que son caractersticas del metal de que estn formadas y por otro propiedades derivadas de su estructura
Los materiales celulares son una clase de materiales que ofrecen una gran variedad de aplicaciones
estructurales y funcionales
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
Materiales celularesMateriales celulares
Se obtiene un material con interesantes Se obtiene un material con interesantes propiedades tpropiedades trmicas, mecrmicas, mecnicas y acnicas y acsticassticas
Rigidez, resistencia mecnica y capacidad de absorcin de energa bajo impacto.
Elevada temperatura de fusin.
Buena capacidad de absorcin de vibraciones.
Buena absorcin acstica
Elevada resistencia al fuego
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Materiales celularesMateriales celulares
Materiales celulares: Son cuerpos metlicos
que tengan vacos gaseosos dispersos en el.
Metales porosos: Los poros son generalmente redondos y aislados unos de otros
Espumas metlicas: Las espumas tienen una estructura porosa cerrada
Esponjas metlicas: Las espumas tienen una estructura porosa abierta
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Materiales celularesMateriales celulares
Slidos tridimensionales. a) Poliuretano de celda abierta, b) Polietileno de celda cerrada, c)Nquel, d) Cobre, e) Zirconia, f) Mullite, g) Vidrio, h) Espuma de poliester con celdas abiertas y cerradas
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Materiales celularesMateriales celulares
Los principales mtodos para producir metales celulares, los cuales en general pueden ser agrupados en 4 categoras de acuerdo al estado en que sea procesado la matriz metlica.
Procesamiento en estado gaseoso
Procesamiento en estado liquido
Procesamiento en estado slido
Procesamiento por va electroqumica
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Materiales celularesMateriales celulares
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Espumas metEspumas metlicas licas
Principales mtodos para producir espumas metlicas:
Espumado de lEspumado de lquidos por la inyecciquidos por la inyeccin de un gas: n de un gas: Este mEste mtodo es usado ampliamente para la todo es usado ampliamente para la obtenciobtencin de espumas de Al y sus aleaciones, utiliza n de espumas de Al y sus aleaciones, utiliza partpartculas cerculas cermicas de (micas de (SiC,MgO,TiBSiC,MgO,TiB
22
AlAl
22
OO
33
) para ) para aumentar la viscosidad y ademaumentar la viscosidad y adems acts actan como an como estabilizadores de la espuma. Luego se inyecta un estabilizadores de la espuma. Luego se inyecta un gas (airgas (air, arg, argn, nitrn, nitrgeno) de modo que genere geno) de modo que genere burbujas muy finas en el seno del liquido. En el caso burbujas muy finas en el seno del liquido. En el caso de las aleaciones de Al la temperatura de inyeccide las aleaciones de Al la temperatura de inyeccin n es alrededor de 700es alrededor de 70000C. C.
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Espumas metEspumas metlicas licas
Los parLos parmetros que tienen mayor influencia en la metros que tienen mayor influencia en la estructura celular final son: estructura celular final son: Las partLas partculas cerculas cermicas micas ( composici( composicin forma y taman forma y tamao), fraccio), fraccin volumn volumtrica trica de las partde las partculas, la composiciculas, la composicin del gas (su pureza), n del gas (su pureza), la composicila composicin de la aleacin de la aleacin, la velocidad angular y n, la velocidad angular y el diseel diseo del agitador, el flujo de presio del agitador, el flujo de presin, el tiempo n, el tiempo de agitacide agitacin, la viscosidad del fundido, el agente n, la viscosidad del fundido, el agente espumante utilizado y la temperatura de espumado. espumante utilizado y la temperatura de espumado.
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Espumas metEspumas metlicas licas
Espumado de lEspumado de lquidos por la inyecciquidos por la inyeccin de un gas:n de un gas:. .
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Espumas metEspumas metlicas licas
Espumado de lEspumado de lquidos por la inyecciquidos por la inyeccin de un gas:n de un gas:
Ventajas Ventajas
Bojo costo del mBojo costo del mtodo y produccitodo y produccin simplen simple
Buen control de la densidad y posibilidad de Buen control de la densidad y posibilidad de
obtener muy bajas densidadesobtener muy bajas densidades
TamaTamaos y capacidad de produccios y capacidad de produccin grades. n grades.
Proceso continuo Proceso continuo Bajo costo del material de partidaBajo costo del material de partida
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Espumas metEspumas metlicas licas
Espumado de lEspumado de lquidos por la inyecciquidos por la inyeccin de un gas:n de un gas:
Desventajas Desventajas
DifDifcil control del tamacil control del tamao de la celda o de la celda
Baja calidad de las espumas. No hay buen control Baja calidad de las espumas. No hay buen control
de la distribucide la distribucin de porosn de poros
Dificultades para el maquinado debido a la Dificultades para el maquinado debido a la
presencia de partpresencia de partculas cerculas cermicas micas
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Espumas metEspumas metlicas licas
Principales mtodos para producir espumas metlicas:
Espumado de lEspumado de lquidos aquidos aadiendo un agente adiendo un agente espumante: espumante: El agente espumante se descompone El agente espumante se descompone con el calor y libera un gas que proporciona el con el calor y libera un gas que proporciona el espumado. Se utiliza la adiciespumado. Se utiliza la adicin de calcio a la n de calcio a la fundicifundicin de Al para aumentar la viscosidad y luego n de Al para aumentar la viscosidad y luego se adiciona se adiciona TiHTiH
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como agente espumante que libera como agente espumante que libera el hidrogeno en el liquido viscoso el hidrogeno en el liquido viscoso espumandoloespumandolo. .
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Espumas metEspumas metlicas licas
Los parLos parmetros que controlan la porosidad y la metros que controlan la porosidad y la calidad de la espuma:calidad de la espuma:
La cantidad y la cinLa cantidad y la cintica de Htica de H
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generado, el espesor critico de ruptura de las generado, el espesor critico de ruptura de las paredes, la coalescencia de las celdas, el ciclo paredes, la coalescencia de las celdas, el ciclo ttrmico, la velocidad de enfriamiento la viscosidad y rmico, la velocidad de enfriamiento la viscosidad y el punto de fusiel punto de fusin del metal. n del metal.
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Espumas metEspumas metlicas licas
Espumado de lEspumado de lquidos aquidos aadiendo un agente adiendo un agente espumante.espumante.
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Espumas metEspumas metlicas licas
Espumado de lEspumado de lquidos por la inyecciquidos por la inyeccin de un gas:n de un gas:
Ventajas Ventajas
TamaTamao de los poros mo de los poros ms uniforme y con poros s uniforme y con poros mms peques pequeos y mos y ms homogs homogneos que en la neos que en la inyecciinyeccin de un gas n de un gas
Proceso relativamente sencillo para Proceso relativamente sencillo para Llevarlo a escala industrialLlevarlo a escala industrial
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Espumas metEspumas metlicas licas
Espumado de lEspumado de lquidos por la inyecciquidos por la inyeccin de un gas:n de un gas:
Desventajas Desventajas
Procesamiento mProcesamiento ms costoso con respeto a la s costoso con respeto a la inyecciinyeccin de un gasn de un gas
Dificultades controlar la densidad y el tamaDificultades controlar la densidad y el tamao de o de los poroslos poros
ContaminaciContaminacin del Al por la presencia n del Al por la presencia De calcio y titanio De calcio y titanio
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Espumas metEspumas metlicas licas
Principales mtodos para producir espumas metlicas:
Se aprovecha que en algunos metales lSe aprovecha que en algunos metales lquidos quidos forman un sistema forman un sistema euteutcticoctico
con el hidrcon el hidrgeno geno
gaseoso: gaseoso: La fusiLa fusin de estos metales en una n de estos metales en una atmatmsfera de hidrsfera de hidrgeno, se obtiene un bageno, se obtiene un bao o homoghomogneo cargado de hidrneo cargado de hidrgeno. Al enfriar se geno. Al enfriar se obtiene una espuma. obtiene una espuma.
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
Espumas metEspumas metlicas licas Se aprovecha que en algunos metales lSe aprovecha que en algunos metales lquidos quidos forman un sistema forman un sistema euteutcticoctico
con el hidrogeno con el hidrogeno
gaseoso:gaseoso: Se funde el material bajo una presin >50 atm, con el propsito de obtener buena solubilidad del gas en el metal fundido
Cuando el material solidifica, el gas escapa debido a la baja solubilidad del gas en el metal slido. Se produce una estructura porosa
Diagrama de fases metal- gas
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Espumas metEspumas metlicas licas
Se aprovecha que en algunos metales lSe aprovecha que en algunos metales lquidos quidos forman un sistema forman un sistema euteutcticoctico
con el hidrogeno con el hidrogeno
gaseoso:gaseoso:
Schematic depiction of a device for horizontal directional
solidification
of
a gassolid
eutectic structure
(GASAR
process)
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Espumas metEspumas metlicas licas
Espumado de lEspumado de lquidos por la inyecciquidos por la inyeccin de un gas:n de un gas:
Ventajas Ventajas
No requieren el uso de partNo requieren el uso de partculas estabilizantes culas estabilizantes
Se puede usar para diferentes tipos de metalesSe puede usar para diferentes tipos de metales
Control del tamaControl del tamao y direccio y direccin de los porosn de los porosy de la porosidad total y de la porosidad total
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Espumas metEspumas metlicas licas
Espumado de lEspumado de lquidos por la inyecciquidos por la inyeccin de un gas:n de un gas:
Desventajas Desventajas
Los poros obtenidos son relativamente bajosLos poros obtenidos son relativamente bajos
Se requieren altas presiones para el hidrogeno Se requieren altas presiones para el hidrogeno
Se requiere el uso de autoclaveSe requiere el uso de autoclave
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Espumas metEspumas metlicas licas
Principales mtodos para producir espumas metlicas:
FundiciFundicin de precisin de precisin: n: El mEl mtodo de produccitodo de produccin de n de esponjas, se parte de un modelo de esponjas de esponjas, se parte de un modelo de esponjas de poliuretano con las caracterpoliuretano con las caractersticas requeridas de la sticas requeridas de la pieza.pieza.
A la esponja se le ensambla un sistema de A la esponja se le ensambla un sistema de alimentacialimentacin y otras partes que requieren el n y otras partes que requieren el componente final mediante las tcomponente final mediante las tcnicas de moldeo cnicas de moldeo por inyeccipor inyeccin a la cera perdida dando lugar al molde n a la cera perdida dando lugar al molde
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Espumas metEspumas metlicas licas
Principales mtodos para producir espumas metlicas:
FundiciFundicin de precisin de precisin: n: Luego el molde se llena con Luego el molde se llena con una arcilla refractaria con una buena resistencia a la una arcilla refractaria con una buena resistencia a la temperatura temperatura
Se somete a un tratamiento tSe somete a un tratamiento trmico para eliminar la rmico para eliminar la cera y el molde de poliuretano cera y el molde de poliuretano
El metal fundido es colado en el molde precalentadoEl metal fundido es colado en el molde precalentado
Se obtiene la preforma cerSe obtiene la preforma cermicamica
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Espumas metEspumas metlicas licas
Principales mtodos para producir espumas metlicas:
FundiciFundicin de precisin de precisin con preforma de poliuretanon con preforma de poliuretano
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Espumas metEspumas metlicas licas
Principales mtodos para producir espumas metlicas:
Ventajas
Gran liberta de diseos Poros interconetados, alta densidad de poros
Muy reproducible, estructura homognea y
totalmente controlable Muy buena calidad metalurgia de la pieza
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Espumas metEspumas metlicas licas
Principales mtodos para producir espumas metlicas:
Desventajas
Costo elevado de la pieza
Sistema discontinuo y tamaos limitados
Gran nmero de etapas, tiempos de remocin de molde elevados
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Espumas metEspumas metlicas licas
Principales mtodos para producir espumas metlicas:
InfiltraciInfiltracin con moldes de rellenos removibles: n con moldes de rellenos removibles: Este Este procesos consiste en preparar un molde con procesos consiste en preparar un molde con partpartculas de relleno ya sean orgculas de relleno ya sean orgnicos o nicos o inorginorgnicos; luego se sinterizan y se enfrnicos; luego se sinterizan y se enfran, dando an, dando lugar a un molde con poros interconectados, la lugar a un molde con poros interconectados, la
preforma obtenida es infiltrada con el metal fundido preforma obtenida es infiltrada con el metal fundido
Por ultimo, el material obtenido es sometido a un Por ultimo, el material obtenido es sometido a un proceso de disoluciproceso de disolucin o a un tratamiento tn o a un tratamiento trmico que rmico que permita la remocipermita la remocin de la preforma para obtener una n de la preforma para obtener una esponja metesponja metlica.lica.
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Espumas metEspumas metlicas licas
InfiltraciInfiltracin con moldes de rellenos removibles:n con moldes de rellenos removibles:
Infiltracin de metal fundido en moldes solubles
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Espumas metEspumas metlicas licas
Principales mtodos para producir espumas metlicas:
Ventajas
Buena calidad de las esponjas Bajos costos de procesamiento
Posibilidad de obtener esponjas con regiones de
diferentes caractersticas y distribucin de tamao de poros de forma controlada
Permiten obtener espumas de tamao de poro muy
pequeo
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Espumas metEspumas metlicas licas
Principales mtodos para producir espumas metlicas:
Desventajas
Difcil de poder llevarlo a escalas de produccin grandes
Proceso lento con gran numero de pasos y mucho tiempo para una eficiente remocin de la preforma
Problemas de corrosin del metal cuando se usa
rellenos de sal.
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Espumas metEspumas metlicas licas
Las espumas tambiLas espumas tambin se pueden obtener a partir de n se pueden obtener a partir de polvos metpolvos metlicoslicos: : En este caso se empieza por hacer En este caso se empieza por hacer una mezcla de polvos con un agente espumante, una mezcla de polvos con un agente espumante, despudespus la mezcla se compacta. Luego se hace un s la mezcla se compacta. Luego se hace un tratamiento ttratamiento trmico a temperaturas prrmico a temperaturas prximas al ximas al
punto de fusipunto de fusin de los polvos, asn de los polvos, as
se produce la se produce la descomposicidescomposicin del agente espumante y se libera un n del agente espumante y se libera un gas que forma los poros. gas que forma los poros.
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Espumas metEspumas metlicas licas
Las espumas tambiLas espumas tambin se pueden obtener a partir de n se pueden obtener a partir de polvos metpolvos metlicoslicos::
Powder
compact melting
process
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Espumas metEspumas metlicas licas Propiedades de los materiales celularesPropiedades de los materiales celulares
En las Figuras se muestra el rango abarcado por cada propiedad de los slidos celulares comparada con el de los slidos convencionales.
Comparacin de la densidad y conductividad elctrica entre slidos celulares
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Espumas metEspumas metlicas licas Propiedades de los materiales celularesPropiedades de los materiales celulares
En las Figuras se muestra el rango abarcado por cada propiedad de los slidos celulares comparada con el de los slidos convencionales.
Comparacin de la densidad y conductividad elctrica entre slidos celulares y verdaderos
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
Espumas metEspumas metlicas licas Propiedades de los materiales celularesPropiedades de los materiales celulares
Dentro de las propiedades mecnicas se destaca la baja rigidez de estos materiales, lo cual los hace aptos para cumplir funciones de amortiguamiento
Soportan grandes deformaciones de compresin =0.7 por lo que pueden adsorber grandes cantidades de energa
Las espumas y los paneles de abeja son muy buenos aislantes trmicos ya que contienen en su interior grandes cantidades de aire.
Su elevada porosidad hace que posean buenas propiedades acsticas.
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Espumas metEspumas metlicas licas AplicacionesAplicaciones
a)Aislantes trmicos: Los slidos celulares poseen una baja conductividad trmica. Esta propiedad se debe al gran volumen de aire contenido en el cuerpo. Es por ello que son aptos para realizar investigaciones a altas y bajas temperaturas ya que al poseer poca masa requieren menores costos de enfriamiento y de calentamiento.
b)Embalaje: Dado que absorben una gran cantidad de energa se les utiliza como proteccin durante el transporte de objetos. Por otro lado su bajo peso especfico permite utilizarlos en diferentes medios de transporte (barco, aviones, etc.).
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Espumas metEspumas metlicas licas AplicacionesAplicaciones
c) Flotabilidad: Los slidos celulares de celda cerrada se utilizan para sustentar estructuras flotantes. Adems tienen una mayor resistencia a la corrosin, no se ven afectados por inmersiones prolongadas y las estructuras de celda cerrada mantienen la flotabilidad incluso despus de que se haya daado el material.
d) Aislamiento acstico: Esta propiedad se aprovecha para fabricar las fachadas de industrias que estn cerca de zonas habitadas, para prevenir la contaminacin por ruido que estas generan.
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Espumas metEspumas metlicas licas AplicacionesAplicaciones
http://www.youtube.com/watch?v=99dP06XsWgY&NR=1
http://www.youtube.com/watch?v=mI5ZzfOlbKA&feature=related
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
Procesamiento en Procesamiento en Estado SEstado Slidolido
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Powder blending and consolidation (mezcla de y compactacin de polvos) Los metales en polvo son mezclados con los refuerzos discontinuos y luego son unidos por un proceso que involucra una compactacin, desgasificacin y tratamiento termomecnico (prensado isosttico en caliente HIP)
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Metalurgia de polvos
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
Metalurgia de polvos
Etapas principales
Mezclado
Compactacin en fro
Desgasificacin
Consolidacin a alta temperatura
HIPSinterizadoExtrusin
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
Prensado isosttico en caliente
Las partculas se sinterizan bajo presin aplicada en mltiples direcciones a travs de un medio liquido o gaseoso y a elevada temperatura
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Sinterizado
Las partculas se consolidan mediante un proceso de sinterizado que consiste en calentarlas despus de haberlas compactado a altas temperaturas por debajo del punto de fusin, por tanto se produce una difusin entre las partculas adyacentes
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CompactaciCompactacin n isostisostticatica en frien fri: : Hasta 50% en una o dos Hasta 50% en una o dos etapas, garantizando estructura porosa interconectada etapas, garantizando estructura porosa interconectada
escape escape
de gases.de gases.DesgasadoDesgasado: Extraer restos de humedad de la matriz de polvos y : Extraer restos de humedad de la matriz de polvos y refuerzos.refuerzos.ConsolidaciConsolidacin: Por prensado n: Por prensado isostisostticotico en caliente. Temperatura en caliente. Temperatura seleccionada en funciseleccionada en funcin de estabilidad tn de estabilidad trmica de la matriz y rmica de la matriz y reduccireduccin de reactividadn de reactividad..
ReducciReduccin de interaccin de interaccin entre matriz y refuerzo cern entre matriz y refuerzo cermico.mico.Permite combinar refuerzos en el mismo compuesto.Permite combinar refuerzos en el mismo compuesto.Altas fracciones en volumen de refuerzoAltas fracciones en volumen de refuerzo..
VentajasVentajas::
Proceso costoso en comparaciProceso costoso en comparacin con estado ln con estado lquido.quido.Proceso complejo (segregaciProceso complejo (segregacin, preaglomeracin, preaglomeracin).n).Precauciones de seguridad por polvos reactivosPrecauciones de seguridad por polvos reactivos..
DesventajasDesventajas::
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DiffusionDiffusion BondingBonding
Es una tcnica comn de procesamiento en estado slido para unir metales disimiles.
La principal ventaja de esta tcnica para procesar una gran variedad de materiales compuestos de MMCs
y poder controlar la
orientacin de las fibras y su fraccin volumtrica
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
DiffusionDiffusion BondingBonding
Es un mtodo de fabricacin, en cual matriz en forma de laminas y la fase dispersa en forma de capas de fibras largas son apiladas y posteriormente se prensan a elevadas temperaturas
La
lamina final tiene una estructura de multicapas
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CALENTAMIENTO CARGA ATMSFERA
E. Radiante
Induccin
Resistencia directa o indirecta
Uniaxial(3-10Mpa)
Isosttica(100-200Mpa)
Gas inerte
Vaco
Aire
DiffusionDiffusion BondingBonding
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
DiffusionDiffusion BondingBonding
Mecanismo de unin mediante la interdifusin
de tomos en la
interfase
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
DiffusionDiffusion BondingBonding
Unin por Difusin
Parmetros
Tiempo
Presin aplicada
Temperatura
Mtodo calentamiento
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
DiffusionDiffusion BondingBondinga) Contacto inicial, se puede presentar una contaminacin inicial por xidos y otros compuestos
b) Fluencia final, algunas vacancias quedan con ciertas impurezas
c) Deformacin y fluencia lenta. Se reducen las cavidades y el espesor de la capa contaminante d) Difusin de vacancias, eliminacin de impurezas por adsorcin
e) Unin final
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
DiffusionDiffusion BondingBonding
Incremento del tiempo
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
DiffusionDiffusion BondingBonding
The metallographic structure at the bonding zone Ti6Al4V/Ti : (a) as-processed; (b) 800 C for 94 h; (c) 800 C for 206 h; (d) 800 C for 500 h; (e) 900 C for 73 h; (f)1000 C
for
40 h.
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
DiffusionDiffusion BondingBonding
Al-Cu-Al2
O3 y Al-Zn-Al2
O3
Intermediario
Favorece entre las superficies a unir al deformarse plsticamente
Favorece los procesos difusivos al crear un gradiente de concentracin
Reduce el tiempo de presin y la temperaturas necesarias para la formacin de la unin
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
DiffusionDiffusion BondingBonding
MMC Al-Si, lamina interna de Cu, 3mm, 550 0C
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
DiffusionDiffusion BondingBonding of matrix coated fibers
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
DiffusionDiffusion BondingBondingFFoil diffusion bondingoil diffusion bonding (Uni(Unin por difusin por difusin de laminas metn de laminas metlicas): licas): Capas de lamina metCapas de lamina metlica se intercalan con fibras largas lica se intercalan con fibras largas (correctamente orientadas y espaciadas), hasta lograr el espesor(correctamente orientadas y espaciadas), hasta lograr el espesor deseado. Entonces, una combinacideseado. Entonces, una combinacin de calor, presin de calor, presin y tiempo n y tiempo en vacen vaco, hace fluir la matriz alrededor de las fibras, o, hace fluir la matriz alrededor de las fibras, produciproducindose la unindose la unin entre las laminas metn entre las laminas metlicas y anclando el licas y anclando el refuerzo. refuerzo.
La uniLa unin por difusin por difusin se debe a la formacin se debe a la formacin de una interfase n de una interfase entre refuerzo y matriz.entre refuerzo y matriz.
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
DiffusionDiffusion BondingBondingWire/fiber Wire/fiber cowindingcowinding (co(co--embobinado alambreembobinado alambre//fibra): ES fibra): ES Proceso (ARC Inc.), consiste en embobinar una matriz de Proceso (ARC Inc.), consiste en embobinar una matriz de alambres metalambres metlicos con monofilamentos de licos con monofilamentos de SiCSiC..
VentajasVentajas::
Permite un espaciamiento mPermite un espaciamiento ms uniforme entre fibras.s uniforme entre fibras.Costo moderado respecto a otros procesos.Costo moderado respecto a otros procesos.
DesventajasDesventajas::
Requiere una matriz de alambres mRequiere una matriz de alambres ms finos para ser competitivo respecto a los s finos para ser competitivo respecto a los otros procesos.otros procesos.
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
DiffusionDiffusion BondingBonding
ProcesamientoProcesamiento secundario:secundario: Procesos subsecuentes para Procesos subsecuentes para modificar propiedades o dar acabado final. Depende del modificar propiedades o dar acabado final. Depende del tipo de refuerzo y matriz.tipo de refuerzo y matriz.
Modificacin Tratamientos termoquTratamientos termoqumicosmicosRecubrimientosRecubrimientos
Forja, laminaciForja, laminacin, extrusin, extrusinnMaquinadoMaquinadoUniUnin metaln metalrgicargica
Conformacin
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
DiffusionDiffusion BondingBonding
Ventajas
Alta calidad en las juntas
Propiedades mecnicas similares o mejores que los materiales base
Posibilidad de unir materiales muy dismiles
Alta precisin de los componentes y acabados
Buenas tolerancias dimensionales
A parte del alto costo inicial, bajo costo de manutencin y consumibles
Ambientalmente amigable
Desventajas
Alta calidad en la preparacin superficial (acabado y limpieza)
Limitaciones para produccin a gran escala y altos volmenes (largos tiempos)
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
Recubrimientos en fase vaporRecubrimientos en fase vaporPhysical vapor depositionPhysical vapor deposition (Deposito de vapor f(Deposito de vapor fsico): Fibras se pasan sico): Fibras se pasan por una espesa nube de metal vaporizado, producipor una espesa nube de metal vaporizado, producindose el deposito de ndose el deposito de una capa fina del metal. Finalmente, las fibras recubiertas se duna capa fina del metal. Finalmente, las fibras recubiertas se disponen en isponen en un arreglo y se consolida el material por prensado en caliente oun arreglo y se consolida el material por prensado en caliente o HIPHIP..
VentajasVentajas::
Es posible depositar un amplio rango de aleaciones.Es posible depositar un amplio rango de aleaciones.Poca o ninguna perturbaciPoca o ninguna perturbacin mecn mecnica en la interfase fibranica en la interfase fibra-- recubrimiento. recubrimiento. Altas fracciones en volumen de refuerzoAltas fracciones en volumen de refuerzo..
DesventajasDesventajas::
MMltiples variables (vaciltiples variables (vaci previo, gas, sustrato).previo, gas, sustrato).
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
Recubrimientos en fase vaporRecubrimientos en fase vaporDeposiciDeposicinn ququmicamica en face vapor en face vapor (CVD): (CVD): Se trata de una tcnica de sntesis de materiales en capa delgada mediante reaccin qumica en fase vapor partiendo de gases o lquidos precursores.
Chemical vapor deposition (CVD) of boron or silicon carbide on a tungsten
or
carbon
substrate.
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
Recubrimientos en fase vaporRecubrimientos en fase vaporDeposiciDeposicinn ququmicamica en face vaporen face vapor
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
Recubrimientos en fase vaporRecubrimientos en fase vaporDeposiciDeposicinn ququmicamica en face vaporen face vapor
(a) Transporte de los reactantes hacia la capa lmite(b) Difusin de los reactantes a travs de la capa(c) Adsorcin/difusin en la superficie del substrato y reaccin qumica(d) Nucleacin de la pelcula sobre el substrato(e) Desorcin de los subproductos(f) Transporte de los subproductos hacia el exterior.
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
InfiltraciInfiltracin en fase vapor n en fase vapor
Los gases reactantes se difunden entre los poros del refuerzo en la preforma
La matriz depositada es el resultado de la infiltracin en fase vapor o por reaccin con las fibras del refuerzo en la preforma
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
InfiltraciInfiltracin electroln electroltica tica
El mEl mtodo es basado en todo es basado en la modificacila modificacin de los n de los poros de la preforma y poros de la preforma y despudespus se realiza una s se realiza una infiltraciinfiltracin n
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
InfiltraciInfiltracin electroln electroltica tica
W/Cu
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
PowderPowder injectioninjection moldingmolding (PIM o MIM) (PIM o MIM)
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
PowderPowder injectioninjection moldingmolding (PIM o MIM) (PIM o MIM)
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ExplosiveExplosive shock shock consolidationconsolidation
Compactacin dinmica y la sntesis de polvos obtenidos por medio de grandes ondas de choque generadas o por los explosivos en contacto con el polvo o por alta velocidad de impacto de proyectiles
Ax
B+(C+D) {Ax
B+Cy
D}
http://www.youtube.com/watch?v=ldl6fIDGQ5E&NR=1
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MATERIALES COMPUE STOS DE MATRIZ METALICA
Procesos de fabricaciProcesos de fabricacin de n de MMCsMMCs
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