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En ciencia de materiales reciben el nombre de
materiales compuestos aquellos materiales que
se forman por la unión de dos materiales para
conseguir la combinación de propiedades que
no es posible obtener en los materiales
originales. Estos compuestos pueden
seleccionarse para lograr combinaciones poco
usuales de rigidez, resistencia, peso,
rendimiento a alta temperatura, resistencia a la
corrosión, dureza o conductividad
Los materiales compuestos que
cumplen las siguientes características:
•Están formados de 2 o más componentes distinguibles físicamente
y separables mecánicamente.
•Presentan varias fases químicamente distintas, completamente
insolubles entre sí y separadas por una interface.
•Sus propiedades mecánicas son superiores a la simple suma de las
propiedades de sus componentes (sinergia).
•No pertenecen a los materiales compuestos aquellos materiales
polifásicos, como las aleaciones metálicas, en las que mediante un
tratamiento térmico se cambian la composición de las fases
presentes
Estos materiales nacen de la necesidad de obtener
materiales que combinen las propiedades de los
cerámicos, los plásticos y los metales. Por ejemplo en la
industria del transporte son necesarios materiales ligeros,
rígidos, resistentes al impacto y que resistan bien la
corrosión y el desgaste, propiedades éstas que rara vez se
dan juntas.
A pesar de haberse obtenido materiales con unas
propiedades excepcionales, las aplicaciones prácticas se
ven reducidas por algunos factores que aumentan mucho
su costo, como la dificultad de fabricación o la
incompatibilidad entre materiales.
La gran mayoría de los materiales compuestos son
creados artificialmente pero algunos, como la hueso,
aparecen en la naturaleza. madera y el
METALES
POLIMEROS
ELASTOMERO
S
VIDRIOS
COMPUESTO
S
Clases de materiales a partir de los cuales
se
puede fabricar un material compuesto.
Metal se usa para denominar a los
elementos químicos caracterizados por ser
buenos conductores del calor y la
electricidad, poseen alta densidad y son
sólidos en temperaturas normales (excepto
el mercurio); sus sales forman iones
electropositivos (cationes) en disolución.
Las funciones que tiene la matriz
metálica en los compuestos son las
siguientes
•Proteger las fibras o partículas del ambiente exterior (aire, humedad.)
•Propiciar la unión solidaria de los elementos que constituyen el refuerzo:
unir las fibras entre ellas, pero separarlas para evitar la transmisión
de grietas a través del compuesto, sobre todo en el caso de un refuerzo con
fibras continuas.
•Repartir y transmitir las cargas de los elementos de refuerzo. En general,
para que la transmisión sea óptima, la matriz debe deformarse
plásticamente para tensiones netamente inferiores a las que está sometido
el compuesto, y que su deformación sea inferior a la correspondiente a la
rotura. La matriz no deberá tener un módulo de
elasticidad demasiado elevado.
Propiedades químicas de los metales
Sus átomos tienen 1, 2, o 3 electrones en su último nivel de energía. Los
elementos que forman los grupos IA, IIA, IIIA son metálicos, por lo tanto los
elementos del grupo IA tienen en su último nivel de energía un electrón, los del
grupo IIA tienen dos electrones y los del IIIA tienen tres electrones.
Sus átomos pueden perder los electrones de su último nivel de energía y, al
quedar con más cargas positivas forman iones positivos llamados cationes.
Sus moléculas son monoatómicas. Es decir, sus moléculas están formadas por
un solo átomo
(Al, Cu, Ca, Mg, Au).
Otras propiedades serían:
Maleabilidad: capacidad de los metales de hacerse láminas al ser
sometidos a esfuerzos de compresión.
Ductilidad: propiedad de los metales de moldearse en alambre e hilos
al ser sometidos a esfuerzos de tracción.
Tenacidad: resistencia que presentan los metales a romperse o al
recibir fuerzas bruscas (golpes, etc.)
Resistencia Mecánica: capacidad para resistir esfuerzo de tracción,
comprensión, torsión y flexión sin deformarse ni romperse.
Suelen ser opacos o de brillo metálico, tienen alta
densidad, son dúctiles y maleables, tienen un punto de
fusión alto, son duros, y son buenos conductores (calor y
electricidad).
La ciencia de materiales define un metal como un material
en el que existe un traslape entre la banda de valencia y la
banda de conducción en su estructura electrónica (enlace
metálico). Esto le da la capacidad de conducir fácilmente
calor y electricidad, y generalmente la capacidad de reflejar
la luz, lo cual le da su peculiar brillo.