ESCUELA POLITECNICA DEL EJÉRCITO

CARRERA DE ING MECANICA

CIENCIA DE MATERIALES II

Nombre: Edwin Logacho

Curso: 4to-“B”

1.-Malla electrosoldada mas espumaflex

Existen varios productos prefabricados que reemplazan al ladrillo y al bloque. Algunos de estos elementos comunes tienen que ver con el hormigón, otros no. Uno de estos es el Hormi 2, un sistema que utiliza planchas de poliestireno expandido (una especie de espumaflex) con mallas electrosoldadas de acero. Otro sistema usado en la ciudad sureña es el Hormypol. El principio básico es la combinación del poliestireno expandido (espuma) y un microhormigón vibroprensado -simple o reforzado- en el que se utilizan materiales pétreos y otros muy comunes en el mercado.

Todos los materiales se utilizan con un estricto control de la dosificación y la calidad de los áridos (arena), cemento, fibra, agua y mallas metálicas. Los materiales, asimismo, se procesan en condiciones de alta densidad por la acción mecánica incorporada a la mezcla.

Y se complementan con la utilización de formaletas sintéticas, para la obtención de superficies con cualquier textura, finura o acabado

La combinación de estos dos elementos, -espuma de poliestireno y microhormigón- permiten obtener cualquier elemento con una sustancial reducción de peso (menor a 1 g/cm³), sin que esto represente sacrificar las propiedades mecánicas (resistencia a los esfuerzos), estabilidad al paso del tiempo e impermeabilidad que brindan tanto el microhormigón como el poliestireno expandido.

2.-KEVLAR

El kevlar fue descubierto por la científica Stephanie Kwolek .El Kevlar es un polímero altamente cristalino, súper resistente y a la vez muy ligero. Llevó mucho tiempo encontrar alguna aplicación útil para el Kevlar, dado que no era soluble en ningún disolvente. Por lo tanto, su procesado en solución estaba descartado. No se derretía por debajo de los 500oC, de modo que también se descartaba el hecho de procesarlo en su estado fundido. El Kevlar, una fibra química famosa por su uso en los chalecos antibalas.

Estructura química

El Kevlar pertenece a la familia de las aramidas, las cuales, a su vez, pertenecen a una familia de nylons. Todos ellos son polímeros. Algunos otros polímeros sintéticos comunes son el Teflón, la Lycra, y el poliéster. Un polímero es una cadena hecha de muchos grupos moleculares similares, conocido como monómeros, que se enlazan juntos. Para conseguir entender mejor todo esto, imagínese que está mirando un tren de mercancías muy largo. Cada vagón idéntico podría representar un monómero y el tren en su conjunto representaría la cadena del polímero.

Una sola cadena del polímero de Kevlar podría tener desde cinco hasta un millón de monómeros enlazados juntos. Cada monómero de Kevlar es una unidad química que contiene 14 átomos de carbono, 2 átomos de nitrógeno, 2 átomos de oxígeno y 10 átomos de hidrógeno.

Químicamente se puede representar un monómero de Kevlar como esto:

El Kevlar es una poliamida, en la cual todos los grupos amida están separados por grupos para-fenileno, es decir, los grupos amida se unen al anillo fenilo en posiciones opuestas entre sí, en los carbonos 1 y 4. El Kevlar se muestra en la figura grande, en la parte superior de esta página.

Las aramidas se utilizan en forma de fibras. Forman fibras aún mejores que las poliamidas no aromáticas, como el nylon 6,6.

Las cadenas del polímero se pueden juntar aleatoriamente o se pueden orientar cuidadosamente de lado a lado en una fila. Resulta que la orientación de las cadenas del polímero es muy importante para ciertas características tales como flexibilidad, rigidez, y fuerza.

Una fibra de Kevlar es un arsenal de moléculas orientadas en paralelo como un paquete de espaguetis crudos. Esta colocación espacial es lo que proporciona las moléculas con estructura cristalina. La cristalinidad es obtenida por un proceso de fabricación que implica sacar la solución fundida del polímero a través de agujeros pequeños de la extrusora. La cristalinidad de los filamentos del polímero de Kevlar contribuye perceptiblemente a su fuerza y rigidez únicas.

Aplicaciones

El Kevlar 29, de baja densidad y alta resistencia, se utiliza principalmente para aplicaciones balísticas, cables y cuerdas.

El Kevlar 49, de baja densidad, alta resistencia y módulo elástico, se utiliza para reforzar plásticos de materiales compuestos para aplicaciones aeroespaciales, marina, automoción y otras aplicaciones industriales.

Sometido a presión hidrostática, el Kevlar es 20 veces más fuerte que el acero.

Estos cables de Kevlar se usan por la marina de ESTADOS UNIDOS para investigar como disminuir el ruido que hacen los submarinos y así poder evitar ser descubiertos por el sonar de otros barcos enemigos.

Este chaleco de protección antibalas y anti impactos está fabricado con una combinación de Kevlar

Esta vela de windsurf está fabricada con Kevlar. Este material proporciona una resistencia al viento inimaginable con otros materiales de igual ligereza.

3.-Fibra de carbono

Las fibras de carbono o fibras de carbón (FC) son sólidos que presentan una morfología fibrosa en forma de filamentos, o una trenza de éstos, y con un contenido mínimo en carbono del 92 % en peso. Las FC se obtienen por carbonización (1200–1400 ºC) de fibras orgánicas naturales o sintéticas, o de fibras procedentes de precursores orgánicos. En la mayoría de los casos, las fibras de carbono permanecen como carbón no grafítico. Por tanto en término de fibras de grafito solo está justificado cuando las fibras de carbono (siempre y cuando sean grafitizables) han sido sometidas a un tratamiento térmico de grafitización (2000–3000 ºC) que les confiere un orden cristalino tridimensional que puede observarse mediante difracción de rayos X.

Aunque existe una gran variedad de FC basadas en los distintos precursores, procesos químicos y tecnológicos, su preparación conlleva las siguientes etapas comunes: (i) Hilado de las fibras a partir de una disolución o fundido: (ii) Estabilización de las fibras hiladas mediante pre-oxidación o estabilización térmica, para evitar que la fibra se funda en el posterior proceso de carbonización (iii) Carbonización en atmósfera inerte (1200 – 1400 ºC).

Con estas etapas se obtienen las denominadas fibras de carbono de uso general (FCUG). Para obtener fibras de carbono de altas prestaciones (FCAP), fibras de carbono conductoras (FC) o fibras de grafito (FG) es necesario someter las FC a tratamientos térmicos adicionales a temperaturas que pueden variar entre los 2000 y los 3000 ºC. En muchos casos también es necesario someter las fibras a un tratamiento superficial para mejorar la adhesión a la matriz.

Atendiendo a sus propiedades mecánicas las FC pueden clasificarse en:

Fibras de ultra alto módulo (UHM). Son aquellas que presentan un módulo elasticidad superior a los 500 Gpa (i.e. < 50% del módulo elástico del monocristal de grafito, 1050 Gpa). Fibras de alto módulo (HM). Presentan un módulo de elasticidad superior a 300 Gpa, pero con una relación resistencia a la tracción/módulo de tensión menor del 1%. Fibras de alta fuerza (HT). Presentan valores de resistencia a la tensión superiores a 3 Gpa y con relaciones resistencia a la tracción/módulo de 0.015-20. Fibras de módulo intermedio (IM). Presentan valores del módulo de tensión superiores a 300 Gpa y relaciones de resistencia a la tracción/módulo del orden de 0.01. Fibras de bajo módulo. Son FC de estructura isótropa, con valores bajos del modulo y resistencia a la tensión. Se comercializan como fibras cortas. Las fibras de carbono activadas, se obtienen mediante carbonización y activación física o química de distintos precursores (breas, rayón, poli acetatos, resinas fenolicas, etc.). Se caracterizan por presentar una gran superficie específica, tamaño de poros muy uniforme y velocidades de adsorción/deserción unas 100 veces superior a la de los carbones activos. Estas fibras también se pueden obtener en forma de telas o fieltros. Las FC presentan un amplio rango de estructuras en lo que se refiere a la orientación de los planos grafíticos tanto en la dirección del eje de la fibra como perpendiculares a éste.

Algunas estructuras presentadas por las fibras de carbono

Estructura y propiedades

Cada hilo de filamento de carbono es un conjunto de muchos miles de filamentos de carbono. Uno de estos filamentos es un tubo delgado con un diámetro de 5.8 micrómetros y se compone casi exclusivamente de carbono. La primera generación de fibras de carbono (es decir, T300 y AS4) tenían un diámetro de 7.8 micrómetros. Más tarde, se alcanzaron fibras (IM6) con diámetros que son aproximadamente de 5 micras.

Tela de fibra de carbono

La estructura atómica de la fibra de carbono es similar a la del grafito, que consiste en láminas de átomos de carbono (láminas de grafeno) dispuestos siguiendo un patrón hexagonal regular. La diferencia radica en la forma en que se vinculan las láminas. El grafito es un material cristalino en el cual las láminas se apilan paralelas entre sí de manera regular. Las fuerzas intermoleculares entre las láminas son relativamente débiles (fuerzas de Van der Waals), dando al grafito sus características blandas y quebradizas.

Proceso de fabricación Cada filamento de carbono es producido a partir de un polímero precursor. El polímero precursor es comúnmente rayón, poliacrilonitrilo (PAN) o una resina derivada del petróleo. Para los polímeros sintéticos como el rayón o el PAN, el precursor es primeramente hilado en filamentos, mediante procesos químicos y mecánicos para alinear los átomos de polímero para mejorar las propiedades físicas finales de la fibra de carbono obtenida. Normalmente se mezcla el PAN con algo de metil acrilato, metil metacrilato, vinil acetato y cloruro de vinilo. Después de embutición o hilatura en húmedo (a veces también se emplea la técnica de hilado fundido), las fibras de polímero se calientan para eliminar los átomos que no sean de carbono (carbonización), produciendo la fibra de carbono final. Las fibras de carbono pueden ser sometidos a un tratamiento de mejorar las cualidades de manejo, luego son enrolladas en bobinas. Las bobinas se utilizan para suministrar a máquinas que producen hilos de fibra de carbono o tejido.

Aplicaciones

La fibra de carbono se utiliza principalmente para reforzar materiales compuestos, para obtener materiales conocidos como plásticos reforzados con fibra de carbono (PRFC). Las técnicas utilizadas para materiales poliméricos son: moldeo manual (hand lay up), espreado (spray lay up), pultrusión, bobinado de hilo, compresión, BMC, SMC, SCRIMP, RTM, etc. Los materiales no poliméricos también se puede utilizar

como matriz de las fibras de carbono. Debido a la formación de metal carburos metálicos y corrosión, el fibrocarbono ha tenido un éxito limitado en aplicaciones de compuestos de matriz metálica. El RCC (carbono-carbono reforzado) se compone de refuerzo de fibrocarbono con grafito, y se utiliza estructuralmente en aplicaciones de alta temperatura. La fibra también tiene uso en la filtración de gases a alta temperatura, como electrodo de gran superficie e impecable resistencia a la corrosión, y como un componente anti-estático.

Caña de pescar telescópica Aspas de molinos de viento

Notebook con carcaza de PRFC Velero con casco de fibra de carbono

4.-Fibra de vidrio

La fibra de vidrio se obtiene con la intervención de ciertos hilos de vidrio muy pequeños, que al entrelazarse van formando una malla, patrón o trama. Por otra parte, cabe mencionarse que estos hilos son obtenidos mediante el paso (que se lleva a cabo industrialmente) de un vidrio líquido a través de un elemento o pieza sumamente resistente, que además debe contar con diminutos orificios. A dicho elemento se lo conoce con el nombre de “espinerette”. Posteriormente a esta acción, se debe proceder a un enfriado, que es lo que permite solidificar el entelado, lo cual dará como resultado un producto que será lo suficientemente flexible como para poder realizar un correcto entretejado, es decir, una tela o malla. Asimismo, a esta fibra de vidrio se la puede emplear para producir otro tipo: la óptica.

En este caso, el material es utilizado para todo lo que tenga relación con el transporte de haces luminosos, rayos láser y también luz natural. Se trata también de un material muy requerido cuando se quiere transportar datos en empresas de internet o bien de telecomunicaciones. En cuanto a la densidad de la fibra de vidrio en sí, la misma es de 1,6, mientras que su resistencia en relación con el tema de la tracción oscila entre 400 y 500 N/mm.

Características de la fibra de vidrio

Para comprender más hondamente características de la fibra de vidrio, pasemos a señalar las propiedades del vidrio. El mismo tiene como rasgos distintivos su fragilidad, transparencia y también su alta dureza. Siempre y cuando se lo encuentre en un estado de fundición, entonces podrá ser maleable o manuable. Por otra parte, su temperatura ideal para ser fundido es de 1250ºC. En lo que respecta a su constitución, se trata de un material compuesto por el sílice –la arena y el cuarzo poseen vidrio en su composición –, por la cal y por el carbonato de sodio. Si hacemos un poco de historia, es pertinente mencionar que este material fue conocido desde tiempos muy antiguos. De hecho, no es secreto que los romanos estaban familiarizados con el sistema del soplado. Pero fue en la Edad Media cuando se obtuvo un importante logro: el manejo del material con suma precisión. A partir de entonces comenzaron a ejecutarse obras de relevantes magnitudes, en especial dentro de las catedrales, todas ellas decoradas a partir del uso de la técnica del vitreaux.

En el caso puntual de la fibra, su composición es la siguiente. La misma es el resultado de la unión de la malla de vidrio con una resina epoxi. Esta última es, a su vez, líquida en un comienzo, aunque luego pasa a solidificarse y a mantener la forma final o aquella que había sido adquirida previamente del molde utilizado. Sin embargo, para que esa resina se pueda solidificar en un periodo de tiempo fijo, hay que acelerar la reacción química. Esto se efectúa mediante el empleo de un catalizador, que puede resultar extremadamente tóxico, reactivo e incluso muy volátil. Por todos estos motivos es que se recomienda extremar los cuidados durante el uso del catalizador.

Tipos de fibras

Existen cinco grupos:• Tipo E: es el tipo de fibra más empleado, se caracteriza por sus propiedades dieléctricas, representa el 90% de refuerzo .• Tipo R: se caracteriza porque tiene muy buenas prestaciones mecánicas, demandándose en los sectores de aviación, espacial y armamento.• Tipo D: su principal característica es su excelente poder dieléctrico, de ello su aplicación en radares, ventanas electromagnéticas.• Tipo AR: posee un alto contenido en óxido de circonio, el cuál le confiere una buena resistencia a los álcalis.• Tipo C: se caracteriza por su alta resistencia a agentes químicos.

Usos de la fibra de vidrioAntes de proceder a determinar los distintos usos que se le da a la fibra de vidrio, es preciso señalar sus características más relevantes. Entre ellas podemos destacar que es un excelente

aislante térmico, al tiempo que es inerte a diversas sustancias como el caso de los ácidos.

Otros rasgos son su tendencia a la maleabilidad y su la resistencia a la tracción. Debido a todas esas importantes cualidades, es empleada en muchos ámbitos, aunque los principales son el industrial y el artístico. En el segundo caso se la emplea para la realización de productos de manualidad o de bricolaje. Sin embargo, también es muy común que se la utilice para la fabricación de piezas del mundo náutico, como las tablas de surf y wind-surf, las lanchas e incluso los veleros. Asimismo, se puede utilizar la fibra de vidrio para la realización de los cables de fibra óptica, que se usan en las áreas de telecomunicaciones para la transmisión de señales lumínicas, las cuales son producidas por un láser o por LEDs. Otro de los usos más comunes es el de reforzar el plástico mediante el empleo de la fibra, que tiene como finalidad muchas veces la construcción de tanques. Para esto, lo que hay que hacer son unos laminados de dicho material junto con la resina, mezcla que servirá para el armado del recolector de agua. Asimismo, se necesita un molde para el laminado y la aplicación de capas finas de vidrio lustrado.

5.-Grafeno

El grafeno no es un material compuesto. El grafeno es un material puro, en donde los electrones pueden circular libremente sin riesgo de colisión con impurezas, pudiendo dar lugar a la construcción de dispositivos impensables hasta la fecha. Puede existir un magnetismo intrínseco al grafeno, aunque aún se está investigando.Obtenido a partir del grafito y compuesto por átomos de carbono unidos en forma hexagonal, su disposición en el espacio, según describen los investigadores, es similar a un panal de abejas.Para más precisión detallan que miles de láminas de grafeno representan un milímetro y con un solo gramo se podrá cubrir un campo deportivo.Sus descubridores, los científicos de origen ruso Andre Geim (1958) y Konstantin Novoselov (1974), merecieron el pasado año el Nobel de Física por sus estudios sobre este revolucionario compuesto.El grafeno es un nuevo material, extremadamente delgado y resistente que, como conductor de la electricidad, se comporta como el cobre, y como conductor de calor, supera a cualquier otro conocido.

PROPIEDADES EXÓTICAS DEL GRAFENO:Entre las principales y más llamativas propiedades del grafeno, nos encontramos las siguientes:Puede llegarse a láminas de solo un átomo de espesor.

Tiene unos enlaces extraordinariamente rígidos. El hecho de que solo posea un elemento, evita la aparición de defectos estructurales como grietas que en otros materiales, son la causa de su rotura. Aspecto único en un material de estas características.

El grafeno es metálico, pudiéndose inducir electrones, teniendo movilidades electrónicas extraordinariamente altas en comparación con los conductores convencionales. Además independientemente de la temperatura, la movilidad electrónica se mantiene. Se ha alcanzado una movilidad de electrones de 10 elevado a 8 electrones por cm2.Es impermeable a todos los elementos, incluso al helio.

El grafeno es elástico, es un material bidimensional. Al producirse deformaciones, generan el mismo efecto que un campo magnético ficticio sobre los electrones del grafeno. Es decir, mueven las trayectorias de los electrones. Los reflectan de la misma forma que lo haría un campo magnético ficticio. Un efecto muy exótico, que ha sido comprobado experimentalmente. El hecho de poder cambiar de trayectoria a los electrones a partir de las tensiones aplicadas, puede ser utilizado para generar dispositivos electrónicos desconocidos hasta la fecha, e imposibles de construir con cualquier otro tipo de material.

Puede ser estirado de forma reversible hasta un20% sin sufrir ningún tipo de deformación.Tiene el record de conductividad térmica.

APLICACIONES:Las posibles aplicaciones del grafeno, abarcan prácticamente todo el ámbito tecnológico e industrial:Aislantes, composites, industria aeronáutica, secuenciación del ADN en biotecnología, almacenamiento de carga para super condensadores y baterías de muy poca masa, etc.

6.-Materiales compuestos utilizados a lo largo de la historia

Los materiales compuestos se desarrollan en paralelo con las matrices, ya que como hemos dicho las fibras ya eran conocidas y los ensimajes o tratamientos superficiales de las fibras para que tuvieran la adherencia necesaria para su combinación con las matrices no revistieron excesivas dificultades. Por lo tanto los primeros materiales compuestos eran fibras de vidrio combinadas con matrices fenólicas y poliésteres para aplicaciones eléctricas, embarcaciones y placa ondulada.

Aunque la Fibra de vidrio es muy antigua -era conocida por los Egipcios-, la historia de los materiales compuestos es la historia del siglo XX. En 1907, el químico belga Leo Baekeland obtuvo por primera vez una resina termoestable. Baekeland calentó y aplicó presión en un recipiente especial a un fenol y un formaldehido para obtener una resina líquida que polimerizó y tomó la forma del recipiente. Su nombre, la bakelita. A lo largo de las tres primeras decidas de este siglo se van incorporando el resto de las matrices: las fenolicas, que fueron las primeras en desarrollarse industrialmente para aplicaciones de aislamiento, armamento y bisutería, las poliester, las vinilésteres y las epoxis.

Los primeros métodos de fabricación fueron los moldeados por contacto a mano. En 1910, se estaban fabricando mediante este método un número elevado de estructuras donde los requerimientos mecánicos no eran elevados, pero había problemas de formas, peso o aislamiento

eléctrico y por lo tanto, este tipo de materiales comenzaba a ser una alternativa frente a los tradicionales, acero, hormigón, aluminio o madera.

La inyección con matrices termoestables data de 1940, como una variación de la inyección de materiales termoplásticos. En la década de los cincuenta aparecen las primeras máquinas con tornillo sinfín.

En 1951 aparecen las primeras patentes de métodos automatizados como la pulfrusión. La producción arranca en 1956. Desde entonces ha ido en aumento la producción de perfilería para una larga lista de sectores productivos. Por primera vez., se disponía comercialmente de materiales compuestos estructurales ya que la fiabilidad de este proceso, así como la elevada resistencia del perfil lo hacía idóneo para aquellos casos donde no solo era importante el peso n el aislamiento eléctrico sino también los requerimientos mecánicos.

En paralelo a la pulfrusión aparecen otros procesos utilizados hoy en día como el SMC (sheet tnouldmg compound), o preimpregnados de un compuesto por fibras de vidrio, resinas de poliester y cargas que se conforman mediante prensa en caliente. Tras su aparición a principios de los años cincuenta, sus primeras aplicaciones se realizaron en el sector eléctrico. A comienzos de la década de los setenta, se comenzaron a utilizar en nuromoción. También a mediados del siglo XX surge el enrollamiento filamentario y la mayoría de los procesos que tenemos hoy en día.

En los sesenta se comienzan a utilizar en Estados Unidos, fibras avanzadas: carbono, boro y aramida en la aviación militar. En ese momento, existían dos campos de materiales compuestos claramente diferenciados:

• El campo de la aeronáutica (elevadas prestaciones, costes muy altos y bajos consumos), donde se trabajaba fundamentalmente con carbono/epoxi y aramida/epoxi y se utilizaba casi exclusivamente el preimpregnado y el curado en autoclave. • El campo de la gran difusión (prestaciones bajas, costes razonables y elevados consumos), con aplicaciones en el sector eléctrico, marina, transporte terrestre y construcción.

Se utilizaba casi exclusivamente el vidrio/poliéster y como procesos el contacto a mano, la proyección simultanea, el enrollamiento continuo, la pulfrusión y el SMC.

Hoy en día, en los albores del siglo XXI, el panorama de los materiales compuestos es muy diferente, ya que no hay diferencias entre los dos campos salvo en el tema de normativa y control de calidad. En lo que se refiere a materiales y procesos, han aparecido nuevas tecnologías que han llenado el espacio entre los campos aeronáutico y de gran difusión y han difuminado las diferencias que existían entre las dos áreas hace cuatro décadas.

En este sentido hay que citar las fibras de carbono de bajo coste, que hace que su consumo se haya extendido a todos los sectores industriales, la aparición de nuevos procesos como es el RTM, cuya aplicación está completamente generalizada en los sectores aeronáuticos y no aeronáuticos, la disponibilidad comercial de materiales híbridos, la introducción de materiales preimpregnados de bajo coste y la aparición de procedimientos de curado alternativos al autoclave.

7.-Ultimos avances en materiales compuestos

Materiales Compuestos en aeronáutica

Palas del rotor de un helicóptero

Las palas del rotor de un helicóptero se comportan como pequeñas alas que producen el empuje vertical que la aeronave necesita para volar. Desde el punto de vista del diseño, lo que necesitamos es un material que se deforme poco (suficientemente rígido) y que tenga el menor peso posible. Los materiales compuestos se han venido utilizando en el diseño de palas de rotor desde los años 60.

Las palas tengan una alta rigidez a torsión para que puedan responder fiel y rápidamente a los cambios de ángulo de ataque impuestos por la base del rotor.Del mismo modo, la rigidez a flexión también debe ser elevada para que la punta del ala no se retrase respecto de su base y para que las palas no se curven hacia arriba por efecto del peso del helicóptero. En la figura puede apreciarse un croquis de una sección de pala.Las fibras de carbono orientadas a ± 45° respecto del eje de la pala le confieren la rigidez a torsión, mientras que la rigidez a flexión viene dada por las fibras de carbono y vidrio paralelas al eje. Esta configuración también proporciona a la pala una excelente resistencia a la fatiga, con lo que la vida de la pala alcanza las 10.000 horas.

2) Frenos de aviónLos frenos de un avión necesitan un conjunto tremendamente exigente de propiedades, que podemos citar a continuación: Buena estabilidad térmica y resistencia al choque térmico Baja densidad Buena resistencia a alta temperatura Alta capacidad térmica Alta conductividad del calor Buenas características de fricción Buena resistencia al desgaste

Freno de avión con pastillas de Carbono.

El material del disco debe tener una gran resistencia mecánica a alta temperatura y una excelente resistencia al choque térmico (capacidad de resistir elevadas diferencias de temperatura sin dañarse). Una buena conductividad térmica es básica para evitar el sobrecalentamiento de las superficies del disco. El carbono tiene una buena

conductividad y estabilidad a alta temperatura (sus dimensiones cambian poco con la temperatura).El carbono en forma de grafito sólido es un candidato, mucho más barato que un material compuesto de carbono/carbono (matriz y refuerzo de carbono), pero la resistencia y tenacidad del material compuesto son claramente superiores. Los discos se fabrican infiltrando fibras de carbono con una brea o una resina polimérica, calentando el conjunto a 1000 °C en ausencia de oxígeno para eliminar impurezas e ir dejando un esqueleto de carbono. El proceso se repite varias veces hasta alcanzar la densidad deseada y finalmente se calienta hasta unos 2500 °C para completar la grafitización.El peso de los frenos es un asunto muy relevante. Un avión de pasajeros normalmente lleva ocho frenos. Con un diseño convencional (discos de acero y discos de un material friccional), el conjunto alcanza un peso de más de 1000 kg, mientras que un conjunto de frenos de carbono/carbono pesa algo menos de 700 kg. Este ahorro de peso es equivalente a cuatro pasajeros, y a la larga significa un importante ahorro de combustible.La tecnología de frenos de carbono se introdujo en primer lugar en aviones de combate y en el Concorde, pero en la actualidad está presente en la mayoría de modelos de Boeing y Airbus.

8.-Densidad del tungsteno, Carburo de silicio, Titanato de bario

Densidad del tungsteno 19250 kg/m3

Densidad del carburo de silicio 3.210 kg/m3; 3.21 g/cm3

Densidad del Titanato de bario 1,25 g/cm3

9.-Los whiskersCristales filamentosos orientados según un solo eje, de metales (hierro, cobalto, aluminio, tungsteno, renio, níquel, etc), de materiales refractarios (zafiro, óxido de aluminio, carburo de silicio), carbono, boro, etc. (...) Se utilizan en la elaboración de estructuras compuestas con plásticos, vidrio o grafito de múltiples aplicaciones en industria aerospacial, en el que su elevada capacidad térmica y enorme resistencia son inapreciables, especialmente como agentes ablativos.

Además de las fibras comunes, hay materiales compuestos reforzados con whiskers. Esta microestructura son pequeños filamentos (prácticamente monocristales) producidos de tal forma que están casi libre de defectos. Whiskers monocristalinos de cerámicas tienen un tamaño de unos pocos milímetros de longitud y varias micras de diámetro. Tienen superficies muy planas y al estar libres de defectos las propiedades mecánicas son cercanas a las teóricas. Sin embargo, los costes de producción son altos y la unión con las matrices presentan dificultades técnicas. Hay whiskers de Al2O3, SiC, BeO, C grafito, etc.

BibliografíaInternet:

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Libros: Askeland, Donald R., Ciencia e Ingeniería de los Materiales, Cuarta Edición SMITH, WILLIAM Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales. Tercera Edición,

Editorial Mc Graw Hill