Tarea de Investigación Materiales
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Tarea de Investigación
Fecha de entrega: 23 de Nov de 2015
Uriel Ruiz Reyes 120758
1. Propiedades de los compuestos laminares.
Los compuestos laminares están formados, como se puede pensar por su nombre,
de láminas apiladas las cuales son unidas mediante un material adhesivo que
comúnmente es un polímero que se endurece cuando es sometido a calor y
presión. Se caracterizan por tener una buena resistencia en todas las direcciones,
ligereza y costo relativamente bajo; pueden presentar propiedades térmicas
interesantes y son diseñados para que su resistencia a la corrosión y abrasión sea
buena. Las láminas que componen estos materiales pueden apilar en determinada
dirección
Un ejemplo común de los materiales laminados es el vidrio de seguridad, esta
clase de vidrio está compuesto por dos láminas de vidrio unidas por un adhesivo
plástico que impide que trozos de vidrio salgan despedidas cuando este vidrio se
estrella o rompe.
Se pueden utilizar materiales laminados para aislamientos térmicos, eléctricos y
sonoros, para proteger o darle estética a un material.
Podemos hablar de un tipo especial de materiales laminados, los composites
bimetálicos, que son utilizados en termostatos de aires acondicionados o
calefacciones, están compuestos por dos láminas rígidamente enlazadas de
metales con diferentes coeficientes de dilatación térmica. Cuando el sistema es
calentado el metal con el mayor coeficiente de dilatación jala al otro y el composite
se curva, ya que dicha curvatura depende de la temperatura se puede utilizar para
medirla, pero más comúnmente se puede utilizar como sensor para abrir o cerrar
el circuito que alimenta la resistencia calefactora de un equipo de calefacción.
2. ¿De que dependen las propiedades de los materiales
compuestos?
Las principales propiedades de los materiales compuestos se deben que la
combinación de distintos materiales que dan al material compuesto diferentes
propiedades que son imposibles de reunir en un material no compuesto.
Por ejemplo la industria aeronáutica solicita materiales resistentes y rígidos, que al
mismo tiempo sean ligeros y sean resistentes a la corrosión y altas temperaturas,
para ello se diseñaría un materia que sea capaz de reunir todas estas exigencias.
Los factores que dictan las propiedades de estos materiales podemos encontrar:
Propiedades de la matriz y del refuerzo: la matriz y el refuerzo son
las dos distintas fases, denominadas continua y dispersa respectivamente,
de las que están compuestos estos materiales, el refuerzo puede
proporcionar propiedades mecánicas y la matriz ofrece propiedades de
resistencia térmica o al ambiente.
Contenido del refuerzo
El material del que está compuesto puede proporcionarle propiedades
mecánicas como resistencia al desgaste, fuerza, soporte, etc/
Orientación del refuerzo: El material pude ser orientado dando
preferencia a una parte que necesita presentar propiedades de resitencia.
Método de producción del material compuesto: La forma en que el
material es fabricado también proporciona aditamentos a sus propiedades.
Por mencionar algunas propiedades que ofreces los materiales compuestos,
serian:
Resistencia mecánica
Rigidez
Resistencia a la corrosión
MatrizRefuerzos
Resistencia al desgaste
Ligereza
Resistencia a la fatiga
Aislamiento térmico y acústico
Estética
3. Ejemplos de aplicaciones en la industria automotriz,
aeronáutica, soporte de cargas y estructuras.
Industria automotriz:
Existe la fabricación de autos con materiales compuestos como lo son
las partes de autos fabricadas con resina poliéster y fibra de vidrio. En
los últimos años se ha intentado reducir el uso de las fibras de vidrio,
aramida o carbono por fibras naturales más económicas y livianas para
reducir el peso del automóvil. Con este fin se han utilizado estos
materiales en el interior de una gran cantidad de vehículos.
Industria aeronáutica:
Un uso de los materiales compuestos laminares en la industria
aeronáutica es la fabricación de fuselajes y planos estabilizadores de los
aviones, para ello se utilizan estructuras en panal, el material con que
son fabricadas es una aleación de aluminio ligera, el núcleo de dicha
estructura se obtiene pegando varias laminas corrugadas entre si las
cuales forman huecos hexagonales, cuadrados, sinusoidales entre
otros, este se pega a las láminas de aluminio llamadas piel o caras, de
mayor grosor. Este material ofrece gran resistencia con muy baja
densidad. Los huecos pueden ser llenados de espuma polimérica para
proporcionar aislamiento al ruido y a la vibración.
Estructuras:
El hormino o cemento son un material compuesto común en las estructuras,
también podemos encontrar el asfalto, y las paredes que entre ellas se encuentran
diversos conceptos de los materiales compuestos pueden considerarse
estructuras de materiales compuestos, por ejemplo tienen varillas de acero, grava
y yeso.
4. Propiedades de compuestos emparedados.
Las estructuras de emparedado o “sandwich” estan compuestas por dos laminas
externas resistentes las cuales son llamdas caras, en medio de las caras se
encuentra el nucleo que es un material menos denso y resistente. Comunmente
las caras estan compuestas de materiales duros como el acero, aleaciones de
aluminio, titanio, madera, plastico o papel carton, su principal motivo es el de
orecer resistencia a las fuerzas que actuan sobre el material y los esfuerzos de
flexion del mismo. Para el nucleo suelen utilizarse materiales mas ligeros como
polimeros espumosos, caucho, cementos, maderas; y sirve para mantener
separadas las caras evitando deformaciones perpendiculares, proporcionar
flexibilidad y evitar resistencia a la cizalladura.
Los materiales que se van a elegir dependen, como todos los compuestos, del uso
que se les desea dar. Un ejemplo de estos materiales es el cartón corrugado.
Entre las propiedades más notables podemos mencionar:
Ligereza.
Rigidez a flexión.
Aislamiento térmico.
5. ¿Qué es un material nanocompuesto? y ¿puede clasificarse
en los materiales compuestos a los aceros que contienen
ferrita y martencita?
Un material nanocompuesto o nanocomposite es aquel que se caracterizan por
presentar los mismos conceptos de los materiales compuestos pero a
dimensiones nanometricas (menores a los 100 nm). Estos materiales untilizan
nano partículas por ejemplo: las nanocerámicas, nanopartículas metálicas,
materiales carbonosos (fullerenos, nanotubos, grafenos, nanodiamante, etc.)
Los aceros con microestructura perlítica (por ejemplo: matriz de ferrita
proeutectoide con perlita) o las fundiciones grises (escamas de grafito en una
matriz de ferrita y perlita) se pueden considerar como materiales compuesto.
Fuentes:
1. Materiales compuestos o composites, http://www.acciona-infraestructuras.es/innovacion/innovamos-en-las-obras/materiales-compuestos-o-composites-.aspx
2. NANOCOMPUESTOS POLIMÉRICOS DE GRAFENO PREPARACIÓN Y PROPIEDADES, http://www.ehu.eus/reviberpol/pdf/ENE11/martinez.pdf
3. Tema 7. Materiales compuestos, http://webdeptos.uma.es/qicm/Doc_docencia/Tema7_CM.pdf
4. http://www.joseluismesarueda.com/documents/TEMA_8_001.pdf5. http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.mx/2011/07/materiales-
compuestos.html6. http://cvb.ehu.es/open_course_ware/castellano/tecnicas/materia_comp/
tema-1-introduccion-a-los-materiales-compuestos.pdf