procesamiento de materiales compuestos

Materiales

Compuestos

Dr. Angel Francisco Villalpando Reyna

Metales

PolímerosCerámicos

Compuestos Cerámico-Polímero

COMPÓSITOSInteracciones entre las 3 clases de materiales

• Compósitos o materiales compuestos:

▫ Es un sistema de materiales constituido de una mezcla o

combinación de dos o más nano, micro o macro

constituyentes que difieren en forma y composición química

y son insolubles uno en otro.

▫ Material multifásico que exhibe una proporción significativa

de las propiedades de las fases constituyentes de tal modo

que se logra una mejor combinación de propiedades.

• Ejemplos:

▫ SiC-Al, Fibra de vidrio en polímero, Al2O3-SiC, wollastonita

(CaSiO3)-Titania (TiO2)

W.F. Smith, W.D. Callister Jr.

Definiciones

• Los Materiales compuestos están formadospor dos componentes:

• MATRIZ: LA FASE QUE SE ENCUENTRA ENMAYOR (50% O MAYOR) PROPORCIONA ENEL MATERIAL, CONFIERE LASPROPIEDADES TERMICAS, SUPERFICIALESY DE RIGIDEZ.

• FASE DE REFUERZO: LA FASE QUE SEENCUENTRA EN MENOR PROPORCION (50%O MENOR) PROPORCIONA EN EL MATERIALPROPIEDADES ESPECIFICAS COMO:PROPIEDADES MAGNETICAS, RESISTENCIAA LA TRACCION, REACCION QUIMICA

Definiciones

• Los Materiales Compuestos, los podemos encontrar

en las llantas de automóvil, o en la construcción,

como en el concreto de los techos, asbesto o

texturizados, o en la fabricación de contenedores

especiales para resistencia química o mecánica.

• Existen además Materiales Compuestos mas

avanzados empleados como: herramentales de

corte, frenos de autos de carrera o materiales para

armamento bélico como: chalecos antibalas, vidrios

anti impacto o laminas antibombas etc, Aviones y

Naves Espaciales.

Definiciones

• Tipo de Reforzamiento

• Tipo de Matriz

Al

SiC Si

Microestructura típica de compósitos Al/SiCp

SiC

Al Alloy

Si

Clasificación de

los Materiales

Compuestos

W.D. Callister Jr.

Clasificación de los compósitos

Tipo de reforzamiento

Macro partículas Micro partículasdispersas

Reforzamiento con partículas

Continuos(Alineadas)

Alineadas Orientación aleatoria

Discontinuos(Cortas)

Reforzamiento con fibras

Laminados Sandwich de páneles

Estructurales

Compósitos

Nanopartículas

•Metálica

•Cerámica

•Polimérica

Matriz

•Met-Met W, Cr, Mo en una matriz dúctil

•Met-Cer WC en Co

•Met-Poli No aplica

•Cer-Met Al2O3-Al

•Cer-Cer Al2O3-SiC

•Cer-Poli No aplica

•Poli-Met Pintura de Al

•Poli-Cer Fibra de vidrio en polímero

•Poli-Poli Epóxico-Kevlar

R. A. Flinn

Propiedades de los Materiales Compuestos

dependerán directamente de las proporciones y

Propiedades de cada componente.

Adicionalmente, las Propiedades son

heterogéneas y dependerá de la orientación del

reforzante o fase minoritaria.

MojabilidadUno de los elementos de gran importancia es la

mojabilidad o el grado de contacto entre las

fases mezcladas.

Interfase

Es la zona de contacto que se forma después del

procesamiento, en donde puede existir o no

interacción química entre los componentes. La

mayoría de las propiedades Físicas y Químicas del

nuevo material, dependerán directamente de la

estabilidad mecánica y química de esta región deunión, y en caso de falla este será la región de inicio.

Interfase

Adicionalmente, podemos clasificar los

materiales Compuestos en Recubrimientos

(Coating), Laminares y Piezas en Volumen (Bulk

Materials)

Bulk Composite

Laminar Composite

Coating Composite

Coating Composite

Coating Composite

Químicas

Físicas

Mecánicas

Eléctricas

Magnéticas

Ópticas

Bioactividad

CERÁMICOS METALES

COMPÓSITOS POLÍMEROS

PROPIEDADES