MATERIALES COMPUESTOS
Los materiales COMPUESTOS se forman cuando dos o más materiales o fases se utilizan juntas para dar una combinación de propiedades que no se pueden lograr de otra manera.
Los materiales COMPUESTOS se pueden seleccionar para obtener combinaciones no usuales de rigidez, peso, desempeño a altas temperaturas, resistencia a la corrosión, dureza o conductividad.
ALGUNOS EJEMPLOS MATERIALES COMPUESTOS NATURALES SON:
· La concha del adobe
· La madera
· El hueso
EJEMPLOS DE MATERIALES COMPUESTOS SINTETICOS
* El concreto que es una mezcla de cemento y de grava, es un material COMPUESTO PARTICULADO.
* La fibra de vidrio, con fibras de vidrio incrustadas en un polímero, es un material COMPUESTO REFORZADO CON FIBRAS.
* El triplay o madera contrachapada con capas alternadas de chapa de madera, es un material COMPUESTO LAMINAR.
CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES COMPUESTOS REFORZADOS CON FIBRAS
· Mayor resistencia
· Una mejor resistencia a la fatiga
· Mejor modulo de young
· Una mejor relación resistencia a peso al incorporar fibras resistentes
· Rígidas aunque frágiles
· Es una matriz mas blanda y mas dúctil
MATERIALES COMPUESTOS AVANZADOS
Se basan en matrices de polímeros, metales, cerámicos, utilizan fibras echas de boro, carbono, polímeros, materiales cerámicos que proporcionan un refuerzo excepcional.
APLICACIONES
*Aluminio-Borsic
Aspas de ventilador de motores, Industria aérea, aeroespacial.
*Poliéster-Kevlar
Industrial aérea, aeroespaciales, artículos deportivos, palos de golf, raquetas.
*Polímero-Grafito
Industrias aéreas, automotrices y artículos deportivos.
*Polímero-Vidrio
Automotrices ligeras, aplicaciones marinas, resistentes a la corrosión, componentes de aeronaves.
MATERIALES COMPUESTOS LAMINARES
Comprenden recubrimientos muy delgados, superficies protectoras más gruesas, revestimientos, materiales bimetalitos, laminados y todo un conjunto de otras aplicaciones producidos en forma de cintas o de tejidos.
Diseñados para:
· Mejorar la resistencia a la corrosión
· Bajo costo
· Peso ligero o elevada resistencia
· Resistencia al desgaste
· Mejor apariencia
· Expansión térmica
Los compuestos laminados son capas de materiales unidas por un adhesivo orgánico. En el vidrio plástico, como el polivinilo butiral; el adhesivo impide que los fragmentos de vidrio salgan disparados al romperse la pieza.
APLICACIONES
· Aislamiento en motores
· Para engranes,
· Circuitos impresos
· Elementos decorativos
· Formica
Los materiales COMPUESTOS se forman cuando dos o más materiales o fases se utilizan juntas para dar una combinación de propiedades que no se pueden lograr de otra manera.
Los materiales COMPUESTOS se pueden seleccionar para obtener combinaciones no usuales de rigidez, peso, desempeño a altas temperaturas, resistencia a la corrosión, dureza o conductividad.
ALGUNOS EJEMPLOS MATERIALES COMPUESTOS NATURALES SON:
· La concha del adobe
· La madera
· El hueso
EJEMPLOS DE MATERIALES COMPUESTOS SINTETICOS
* El concreto que es una mezcla de cemento y de grava, es un material COMPUESTO PARTICULADO.
* La fibra de vidrio, con fibras de vidrio incrustadas en un polímero, es un material COMPUESTO REFORZADO CON FIBRAS.
* El triplay o madera contrachapada con capas alternadas de chapa de madera, es un material COMPUESTO LAMINAR.
CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES COMPUESTOS REFORZADOS CON FIBRAS
· Mayor resistencia
· Una mejor resistencia a la fatiga
· Mejor modulo de young
· Una mejor relación resistencia a peso al incorporar fibras resistentes
· Rígidas aunque frágiles
· Es una matriz mas blanda y mas dúctil
MATERIALES COMPUESTOS AVANZADOS
Se basan en matrices de polímeros, metales, cerámicos, utilizan fibras echas de boro, carbono, polímeros, materiales cerámicos que proporcionan un refuerzo excepcional.
APLICACIONES
*Aluminio-Borsic
Aspas de ventilador de motores, Industria aérea, aeroespacial.
*Poliéster-Kevlar
Industrial aérea, aeroespaciales, artículos deportivos, palos de golf, raquetas.
*Polímero-Grafito
Industrias aéreas, automotrices y artículos deportivos.
*Polímero-Vidrio
Automotrices ligeras, aplicaciones marinas, resistentes a la corrosión, componentes de aeronaves.
MATERIALES COMPUESTOS LAMINARES
Comprenden recubrimientos muy delgados, superficies protectoras más gruesas, revestimientos, materiales bimetalitos, laminados y todo un conjunto de otras aplicaciones producidos en forma de cintas o de tejidos.
Diseñados para:
· Mejorar la resistencia a la corrosión
· Bajo costo
· Peso ligero o elevada resistencia
· Resistencia al desgaste
· Mejor apariencia
· Expansión térmica
Los compuestos laminados son capas de materiales unidas por un adhesivo orgánico. En el vidrio plástico, como el polivinilo butiral; el adhesivo impide que los fragmentos de vidrio salgan disparados al romperse la pieza.
APLICACIONES
· Aislamiento en motores
· Para engranes,
· Circuitos impresos
· Elementos decorativos
· Formica
MATERIALES COMPUESTOS PARTICUALDOS
Contienen grandes cantidades de partículas gruesas que no bloquean con eficacia el deslizamiento.
Están diseñados para producir combinaciones poco usuales de propiedades y no para mejorar la resistencia.
MATERIALES SEMICONDUCTORES
Los materiales con una conductividad inferior de 103 Ω pero superiores a 10-12 Ω se consideran semiconductores.
¿QUÉ ES UN SEMICONDUCTOR?
Un semiconductor es un elemento que no es directamente un conductor de corriente, pero tampoco es un aislante.
En los semiconductores se producen corrientes tanto por el movimiento de los electrones como las cargas positivas (huecos).
Los materiales semiconductores mas empleados para estos son el “ silicio ”y el “ germanio ”. Para incrementar el nivel de la conductividad se provocan cambios de temperatura, de la luz o se integran impurezas en su estructura molecular.
Los semiconductores son materiales cuya conductividad varia con la temperatura, pudiendo comportarse como conductores o como aislante.
Características generales de los semi- conductores
• Para temperaturas muy bajas, tienen una resistencia comparable con la de los cuerpos aislantes.
• Para temperaturas relativamente altas tienen una resistencia comparable a la de los cuerpos semiconductores.
• También el estado de pureza de un cuerpo semiconductor influye en su resistencia.
• En estado puro tienen una resistencia comparable a las de los materiales aislantes.
• Cuando contienen algunas impurezas (distintas para cada cuerpo semiconductor) su resistencia puede llegar a ser como la de un conductor.
• Su comportamiento eléctrico depende esencialmente de su estructura atómica.
• Una característica fundamental de los semiconductores es de poseer 4 electrones en su orbita.
• Los elementos como el silicio (Si) y el germanio (Ge) agrupan sus átomos formando una estructura reticular.
APLICACIONES
Todos los chips de cómputo dependen de los semiconductores.
Fabrican diodos, transitores, láser, y LED.
El silicio es el caballito de batalla para los circuitos integrados a muy grande escala.
Información: Capitulo 17, 18 del libro Ciencia de la Ingeniería de los materiales.
Autor: Donald R. Askeland
Libro Ciencia de los materialesAutor: Anderson
