compuestos -...
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COMPUESTOS
Julio Alberto Aguilar Schafer
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En los compuestos, la
unión entre la matriz y el
refuerzo, es una unión
física y no química
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MATERIALES COMPUESTOS
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Matrices y Refuerzos
Matrices
• Metálicas
• Cerámicas
• Poliméricas
-fenólicas
-uréicas
-melaminas
-poliésteres
-epoxídicas
Refuerzos
• Partículas
-submicroscópicas
-microscópicas
-macroscópicas
• Fibras
-tejido
-lineales
-fraccionadas
• Laminares
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Comparación de los tres tipos de materiales compuestos.
a) Con partículas. b) Con fibras. c) Laminares
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Materiales compuestos de matriz orgánicareforzados con fibras
Fibras de carbono. Morfologí
Fibras de módulo intermedio
Fibras de módulo estándar
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•Matriz de Resinas termoestables: epoxídicas(resinas base)
Generalmente consisten en una molécula intermedia que
contiene almenos dos grupos reactivos epoxis.
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Estereomicrografía de un compuesto biodegradable
de almidón y sisal Procesamiento
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Tipos de compuestos
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Tipos de compuestos reforzados
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Ejemplo de compuestos naturales en una matriz de metal
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Propiedades mecánicas de compuestos con refuerzo de fibras
Relación
resistencia/dureza
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Fibra discontinua Fibras de carburo de silicio
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Turbinas
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0° 30°
45°
60°
90°
40.000
(200.000)
30.000
(150.000)
20.000
(100.000)
10.000
(50.000)
0 10.000 20.000 30.000 40.000
(50.000) (100.000) (150.000) (200.000)
Modulo de elasticidad (ksi)
o
Resistencia a la tensión (psi)
Modulo de
elasticidad
(ksi)
o
Resistencia a
la tensión (psi)
Modulo de elasticidad (ksi)
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(a)
(b)
(c)
(d)
Varias morfologías de compuestos reforzados con fibras. (a) fibras
continuas unidireccionales, (b) fibras discontinuas orientadas al azar,
(c) fibras ortogonales, (d) fibras en capas.
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MATERIAL A
MATERIAL B
MATERIAL A
( a ) ( b ) ( c )
Comparación de los tres tipos de materiales
compuestos. (a) con partículas (b) reforzado con fibras
(c) laminar
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Compuesto de cerámico en matriz de metal
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Modelo del comportamiento de cerámico en una matriz metálica
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Partículas de polvos metálicos
Atomizado con gas Atomizado con agua
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Los compósitos conductores de cobre-
polimetacrilato de metilo (PMMA),
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COMPUESTOS DE
MACROPARTÍCULAS
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PULVOMETALÚRGIA
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Proceso y preparación:
• Producción de Polvos
• Mezcla
• Compactado
• Sinterizado
• Maquinado y Acabado
Producción de Polvos
• Triturado
• Atomizado
• Molienda Continua
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Triturado
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Atomizado
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Molienda Continua
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Metal en Polvo
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Mezclado de polvos
Mezcladoras
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Compactación
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Sinterización
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Maquinado y Acabado
Herramientas Médicas Rotores
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Maquinado y Acabado
Piezas de Latón Cerraduras
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Ventajas y desventajas
VENTAJAS • No se desperdicia material.
• Precisión dimensionas y buen acabado.
• Tiempo de fabricación corto.
• Porosidad controlada
• Tolerancias reducidas y acabado superficial de alta calidad
• No se requieren operarios con alta capacitación
DESVENTAJAS • Los polvos son caros y difíciles de almacenar.
• Alto costo del equipo.
• Solo es factible para producción es serie.
• Existen algunas dificultades térmicas en el proceso de sinterizado, especialmente con los materiales de bajo punto de fusión.
• Algunos polvos de granos finos presentan riesgo de explosión, como aluminio, magnesio, zirconio y titanio.
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Blindaje en un carro de combate
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FIBRAS CON METAL
REFORZADO (FML)
• Aplicaciones Militares
• Más livianos
• Fibra de carbono
• Láminas
metal/compuesto
• Resistencia fatiga,
corrosión, impacto
• Propiedades
dependen de la fibra
de refuerzo
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GLARE
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PROCESO DE
MANUFACTURA GLARE
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PROPIEDADES ESTÁTICAS
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Evolución de los compuestos
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Propiedades mecánicas de compuestos reforzados con
fibras
a) Modulo de tensión b) Tensión de carga
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Compuestos de partículas en
una matriz metálica
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Figure 5: Numerical Simulation of the infiltration of metal foam with the aluminium alloy A356
(flow velocity 1m/s – fs = 0,6). The high pressure results from the increasing shear-stress in the
semi-solid material in course of the infiltration.
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Compuesto laminar
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Compuesto laminar con fibras de
cerámicos
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COMPUESTO LAMINAR (NEUMATICOS)
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NOMENCLATURA DE NEUMATICOS
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Ordenamiento y características de las fibras de celulosa en la madera
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