Compuestos II

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PROCESADO DE COMPÙESTOS CON MATRIZ TERMOPLATICAS Estos materiales son plásticos que se caracterizan por tener en su matriz un polímero lineal no entrecruzado, a diferencia de las matrices termoestables que presentan una red tridimensional. Estas nuevas matrices presentan una mejora en las propiedades así tenemos: Mejora la resistencia al impacto Mejora la resistencia a los ambientes agresivos Mejora la tenacidad a la fractura METODOS DE FABRICACION PROCESOS CON PREIMPREGNADOS A. HOJAS PRECONFORMADAS Conformado hidrostático con molde de goma Conformado en prensa Conformado por rodillo Conformado por diafragma Prensado con moldes machihembrados B. CINTAS O MECHAS PREIMPREGNADAS Enrollamiento por filamentos Encintado automático Moldeo con esterillas ó tejidos Pultrusión Moldeo en autoclave Moldeo por diafragma Conformado en prensa PROCESOS CON MATERIA PRIMA POSTIMPREGNADA En estos procesos la fibra y la resina están en simple yuxtaposición física, una vez aplicadas las capas de refuerzo y matriz sobre el molde, son calentadas por encima del punto de fusión y con la aplicación de altas presiones se produce la impregnación y consolidación. El ciclo dura 2 horas y con presiones de 3.5-7 Mpa El moldeo se puede realizar de diferentes formas, así tenemos: Apilado de capas, se coloca en forma alternada la fibra y la resina. Tejido de fibra de carbón y termoplástico, la trama es fibra de carbón y la urdimbre es cintas de termoplástico. Hebras de fibra de carbón y termoplástico, tanto la trama como la urdimbre están formadas de cintas de carbón y termoplástico. Tejido impregnado con polvo termoplástico.

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PROCESADO DE COMPÙESTOS CON MATRIZ TERMOPLATICAS

Estos materiales son plásticos que se caracterizan por tener en su matriz un polímero lineal no entrecruzado, a diferencia de las matrices termoestables que presentan una red tridimensional. Estas nuevas matrices presentan una mejora en las propiedades así tenemos:

• Mejora la resistencia al impacto

• Mejora la resistencia a los ambientes agresivos • Mejora la tenacidad a la fractura

METODOS DE FABRICACION

PROCESOS CON PREIMPREGNADOS

A. HOJAS PRECONFORMADAS • Conformado hidrostático con molde de goma

• Conformado en prensa • Conformado por rodillo • Conformado por diafragma

• Prensado con moldes machihembrados

B. CINTAS O MECHAS PREIMPREGNADAS • Enrollamiento por filamentos • Encintado automático

• Moldeo con esterillas ó tejidos • Pultrusión • Moldeo en autoclave

• Moldeo por diafragma • Conformado en prensa

PROCESOS CON MATERIA PRIMA POSTIMPREGNADA

En estos procesos la fibra y la resina están en simple yuxtaposición física, una vez aplicadas las capas de refuerzo y matriz sobre el molde, son calentadas por encima del punto de fusión y con la aplicación de altas presiones se produce la impregnación y consolidación. El ciclo dura 2 horas y con presiones de 3.5-7 Mpa El moldeo se puede realizar de diferentes formas, así tenemos:

• Apilado de capas, se coloca en forma alternada la fibra y la resina. • Tejido de fibra de carbón y termoplástico, la trama es fibra de carbón y la

urdimbre es cintas de termoplástico.

• Hebras de fibra de carbón y termoplástico, tanto la trama como la urdimbre están formadas de cintas de carbón y termoplástico.

• Tejido impregnado con polvo termoplástico.

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PROCESOS CON MATERIA PRIMA EN FORMA DE LAMINA O PREFORMADA

En este proceso la materia prima se recibe del fabricante con la fibra totalmente embebida con la matriz termoplástica amorfa o semicristalina, estos materiales no poseen adaptabilidad ni pegajosidad solamente se puede formar laminados planos y su ciclo de fabricación es: fusión- conformado - consolidación

MATERIA PRIMA.

Estos materiales están formados por una matriz termoplástica amorfa o cristalina con una relativa alta proporción de fibra (generalmente 60% en volumen), normalmente en forma unidireccional continua o tejido.

En estado amorfo no existe ningún tipo de orden, ni siquiera a niveles próximos al diámetro de la cadena se corresponden con el grado de desorden existente en el estado líquido, es decir no contienen estructuras cristalinas.

En el estado semicristalino, la matiz presenta zonas no ordenadas o amorfas. La cantidad de la estructura cristalina depende del polímero que presenta una estructura regular, pudiendo llegar a ordenarse y alcanzar un grado de cristalinidad de hasta un 60% siendo afectadas las propiedades del polímero. Las matrices amorfas presentan una disminución de su rigidez cuando se llega a la temperatura de transición vítrea Tg. debido a la movilidad que adquieren las cadenas moleculares, Las matrices semicristalinas, el reblandecimiento de las zonas cristalinas se produce a la temperatura de fusión Tm y el de las zonas amorfas. Es decir que en la transición vítrea las zonas amorfas pasan del sólido rígido a la flexible y a la temperatura de fusión cristalina desaparecen las zonas ordenadas y cristalinas, pasando a un estado desordenado. Las matrices semicristalinas son las más usadas, siendo mas rígidas que las amorfas y mucho mas resistentes a ciertos disolventes. El control de la cristalinidad es muy importante ya que influye directamente en la calidad de los materiales, siendo los parámetros que regulan la perfección, tamaño y distribución de los cristales los siguientes.

• Velocidad de enfriamiento • Temperatura de templado

• Presión durante el enfriamiento • Heterogeneidad

La elongación, tenacidad, resistencia al impacto, resistencia a disolventes y absorción de humedad, son los parámetros que pueden modificarse con el grado de cristalinidad. Cuando la matiz se enfría desde el estado fundido, los cristales forman laminillas que generalmente nuclean de forma radial a partir de un punto central, a estas se les denomina esferulitas, Cuando se originan cristales columnares que nuclean perfectamente en forma perpendicular a las fibras de refuerzo, se le denomina morfología transcristalina.

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A. VELOCIDAD DE ENFRIAMIENTO Si se utilizan velocidades bajas de enfriamiento se obtienen un alto grado de cristalinidad, de acuerdo a estudios realizados se ha llegado a las siguientes conclusiones, la cristalinidad decrece de 40 a 30% para velocidades de enfriamiento incrementadas de 0.3° C/min a 10ºC/min. La cristalinidad está entre 25-30% para velocidades de enfriamiento en el intervalo de l0º C/min. a 60º C/min. Ver figura adjunta.

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B. TEMPLADO En ciertas circunstancias es conveniente realizar el templado para obtener un cierto grado de cristalinidad de los materiales amorfos, dependiendo de la temperatura a la que se realice y el tiempo. Así en distintos estudios realizados los recocidos durante 30 minutos a temperaturas de 200-300° C se obtuvieron cristalinidades de 22 a 27%.

C. PRESION La presión durante el enfriamiento hace que los cristalitos nucleen en mayor número es decir que aumenta 1a velocidad de cristalización.

D. HETEROGENEIDAD La heterogeneidad se produce en la matriz por la incorporación de la fibra, que hace que dependa de la relación fibra /resina La heterogeneidad hace que aumente la nucleación de los cristales en la superficie de las fibras, y las fibras hacen que disminuya el tiempo de cristalización, la presencia de cristales en la superficie de la fibra favorece la interacción matriz-refuerzo.

INFLUENCIA DE LA VELOCIDAD DE ENFRIAMIENTO Y CRISTALINIDAD

EN LAS PROPIEDADES DEL COMPUESTO 1. TEMPERATURA DE TRANSICION VITREA Tg.

No tiene influencia, por consiguiente no influye en la temperatura de servicio.

2. TENACIDAD Si se compara el comportamiento a tracción de la matriz termoestable apenas tienen deformación al llegar a la rotura (fractura frágil), mientras que los termoplásticos presentan una zona en la que no se observa deformación mayor al aumentar la carga, y se observan deformaciones al aumentar mas la carga (fractura dúctil). Esto se debe a que las moléculas de un termoplástico son lineales, confiriendo una elongación mayor antes de la rotura debido a que las cadenas tienden a desenredarse orientarse y fluir, es decir que las matrices termoplásticas son mas tenaces que las redes entrecruzadas y rígidas de los termoestables. La elongación en los termoplásticos es de 30 a 150% y termoestables de 1- 2%, en los polímeros se considera fractura frágil si el alargamiento es de 1%. En general se ha comprobado que existe una reducción de la tenacidad con el aumento de la velocidad de enfriamiento. Se puede sacar como conclusión que a mayor módulo elástico (rigidez) de la resina, menor tenacidad tendrá, o la alta cristalinidad produce incremento del módulo elástico, pero reduce la ductilidad de la matriz.

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PROCESOS CON HOJAS PREFORMADAS. Este proceso tiene los siguientes pasos:

1. CALENTAMIENTO. El calentamiento se puede realizar por radiación usando calefactores de cuarzo, por infrarrojos, por conducción o por convección, en este período la presión es baja no pasando los 70 psi ó 0,5 Mpa, para asegurar una buna transferencia de calor, el tiempo de calentamiento es función del espesor, y como tiempo máximo se toma 30 minutos. .

2. CONSOLIDACION Durante la consolidación se produce la disminución del espesor del laminado debido a que las capas se integran entre sí eliminando los espacios libres, y se produce adhesión entre ellas, la presión que se introduce crea una gradiente en el interior provocando un flujo de resina que facilita la adhesión.

3. ENFRIAMIENTO La velocidad de enfriamiento es muy importante ya que controla la morfología de la matriz, determinando las propiedades. Para un buen resultado se debe de tener en cuenta las siguientes consideraciones:

CONFORMADO.- Debido a que la fibra de carbón es inextensible, los procesos de conformado deben de acomodar el movimiento de las fibras, en este proceso se producen los siguientes mecanismos;

• Flujo transversal de resina • Esfuerzo intercapa causante del deslizamiento y puede ser transversal y

axial

• Esfuerzo entre capas que crea los deslizamientos entre capas, ver figuras.

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ENFRIAMIENTO.- Un enfriamiento demasiado rápido da lugar a un material amorfo y disminuye la resistencia a solventes, por el contrarío largos períodos por encima de la máxima velocidad de cristalinidad Tc da lugar a un material excesivamente cristalino y reduce la tenacidad, siendo necesario un tratamiento térmico. REPROCESAMIENTO. Una vez obtenido el laminado, cuando se realiza el conformado lo que estamos haciendo es un reprocesamiento del material y este puede que no sea el único por necesidades del proceso para obtener una estructura, en general se puede indicar que si el número de reprocesados aumenta, las perdidas de propiedades y el daño estructural crece, pero esto no es importante cuando el número de reprocesados es inferior a diez.

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DESCRIPCION DEL PROCESO

I. CONFORMADO HIDROSTATICO CON MOLDE DE GOMA Las láminas compuestas con un 40% de volumen de fibra de refuerzo y embebidas en matriz se utilizan en moldes con la aplicación de presión, mediante diafragma elastomérico con presión hidráulica o con un bloque de goma y presión mecánica, o también se usan moldes de metal. El calentamiento puede ser con infrarrojos, en hornos, o por resistencias. Las temperaturas de conformado son de 380-400°C, dependiendo del tipo de matriz y del proceso. Los moldes deben de tener su superficie bien pulida, para permitir el deslizamiento de la lámina durante el conformado, y es necesario que tengan unos agujeros de 0.75mm de diámetro para que salga el aire atrapado. Estos procesos se usan para profundidades de relieves limitados que permiten el acomodamiento de las fibras,

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II. CONFORMADO POR RODILLO

Este proceso se utiliza con mucha frecuencia en metales, pero también se usa para conformar láminas de compuestos, utilizando las láminas precalentadas en un horno de túnel con calentamiento de infrarrojos o aire caliente. Se recomienda como mínimo cinco rodillos para dar la forma a intervalos de 15cm, los rodillos deben de tener movimiento independiente. No se requiere lubricantes ni desmoldantes durante el conformado ya que la superficie suave y pulida de los rodillos fríos, no permiten la adhesión.

III. CONFORMADO CON MOLDES MACHIHEMBRADOS En este proceso se puede utilizar las prensas de platos calientes o prensas convencionales metálicas, el primer caso se utiliza para la fabricación de laminados planos o cuando la forma de la pieza permita que los moldes no tengan grandes espesores para facilitar el calentamiento y enfriamiento.

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IV. AUTOCLAVE/ BOLSA DE VACIO El conformado en vacío no tiene mucha diferencia con el conformado hidrostático o con diafragma. Generalmente la cavidad entre el pre impregnado y el molde está sometido a vacío a presión atmosférica, con el fin de crear una presión diferencial para conformar y consolidar la pieza Las técnicas habituales se adaptan para los materiales termoplásticos, la única diferencia es que ya no necesitan altas presiones, con 10 psi se puede consolidar y conformas la pieza.

V. CONFORMADO POR DIAFRAGMA

En este proceso se coloca un empilado plano, entre dos diafragmas deformables, los diafragmas se sujetan por los extremos y se calientan a la temperatura de

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procesado introduciendo presión a ambos lados del emparedado y luego se adiciona una presión diferencial presionando al diafragma contra el molde,

VI. ENCINTADO AUTOMÁTICO En este proceso continuo la cinta pre-impregnada es calentada a medida que va siendo planchada sobre la superficie y la presión es mantenida unos segundos mientras las cintas se enfrían y solidifican. Las capas subsiguientes son soldadas a las capas previas ya consolidadas mediante pasadas sucesivas del cabezal de encintado. Es interesante resaltar que la temperatura de la superficie que se está encintando debe de estar a mayor temperatura que la de fusión para asegurar una mejor soldadura y consolidación.

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VII. ENROLLAMIENTO POR FILAMENTOS. En este proceso se utiliza mechas planas de anchos de 3-6 mm, la mecha es calentada hasta el punto de reblandecimiento e inmediatamente se procede al bobinado en el mandril, La preparación de los laminados para posteriormente ser conformados se puede hacer en forma manual o por máquina.

MECANIZADO DE MATERIALES COMPUESTOS

En el mecanizado de los materiales compuestos se debe tener en cuenta las siguientes consideraciones:

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A. - Los compuestos de matriz orgánica deben de ser maquinados teniendo en cuenta los rangos de temperatura aceptables en general no deben de sobrepasar los 70°C.

B.- Las resinas tienen diferente comportamiento así las epóxicas tienen mejor facilidad que las fenólicas y poliéster,

C.- El tipo de fibra tiene influencia en el mecanizado de acuerdo a sus características físicas,

D.- La diferencia de coeficientes térmicos y de expansión de la matriz y refuerzo, favorece la formación de esfuerzos residuales que pueden influir en la calidad dimensional

E.- Debido a la baja conductividad térmica de los materiales compuestos la disipación del calor durante el mecanizado debe de hacerse a través de la herramienta utilizada,

F.- La fibra y rellenos producen abrasión en las herramientas por lo que deben de ser seleccionadas para tal efecto.

G.- La absorción de fluidos puede producir cambios en las propiedades físicas de los materiales, por lo que se debe de seleccionar los refrigerantes,

Para determinar la mecanización de un conjunto, herramientas a utilizar, velocidades de avance, alimentación se debe de tener en cuenta los siguientes criterios:

1. Es esencial conocer las características individuales de las fibras, ya que la modalidad de falla de cada una es diferente, así por ejemplo la fibra de vidrio y carbono tienen una falla frágil y el kevlar es dúctil, por lo que las herramientas serán diferentes.

2. El orden de apilamiento de las capas y la textura hay que considerar ya que el mecanizado de un laminado unidireccional es más fácil que uno en 0º y 45º

3. El tipo de resina, así las resinas curadas a alta temperatura se mecanizan mejor.

4. El espesor del laminado necesita los siguientes requerimientos;

• Control de la temperatura en el área de trabajo • La vida de las herramientas de trabajo es limitada, por lo que se les

cambiaran cuando: o Rechinen o Astillen los bordes o Produzcan sobrecalentamientos o Bordes sin filo o poco abrasivos

• Apoyar el mecanizado con el fin de eliminar posibles delaminaciones • Utilizar herramientas que mecanicen por abrasión, salvo para el kevlar • Utilizar siempre la herramienta apropiada

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• Utilizar ligera presión sobre la herramienta durante el mecanizado y velocidades lentas.

• Estudiar tipo, configuración y responsabilidad del conjunto para la utilización de refrigerante.

Los procesos mas empleados en el mecanizado de los materiales compuestos son:

I.- Los métodos convencionales de arranque de viruta con las precauciones ya indicadas. II.- Mecanizado con chorro de agua ó con chorro de agua con abrasivo. III - Mecanizado por rayos láser IV.- Mecanizado por ultrasonido Los materiales que se utilizan para la fabricación de herramientas (brocas, fresas cortadores etc.) por lo general están echas de:

• Herramientas de acero rápido HSS, que son aceros de alto carbono y aleados con cromo, wolframio y vanadio, estas herramientas se les recubre con TiN, dándoles una vida mucho más larga.

• Herramientas de carburos cementadas, o carbides estas herramientas se les obtienen por pulvimetalurgia, en general son una mezcla de carburos y polvo metálico, estas herramientas tiene mucha mayor duración que las anteriores.

• Materiales superduros, estas herramientas están hechas de diamante poli cristalino CBN, ( nitruro de boro cúbico) el PCD diamante de carbón, estos se les obtiene por sinterización a altas presiones, con un ligante de cobalto.

Los materiales hechos con fibra de carbón o vidrio, se maquinan con PCD, CBN, o carbide grano extrafino, los compuestos formados con kevlar se maquinan con, HSS, carbide, o con TiN.

PROBLEMAS DE MECANIZADO

Los criterios que se consideran para determinar el comportamiento del desgaste:

• Calidad superficial alcanzable, sin rugosidad • Tonalidad de la superficie , resistencia a la temperatura generada

• Formación y forma de la viruta • Calidad de la arista de corte y los daños apreciados son:

o Delaminaciones, pueden ser superficiales tanto en las capas de entrada y salida de la herramienta o internas, cuando se separan las capas intermedias.

o Desprendimientos y desportillados, desgarros producidos en la resina y en las paredes del borde mecanizado.

o Deshilachados, aparición de hilachas durante el mecanizado.

MECANIZADO

o CORTE.- el corte se puede realizar por uno de los procedimientos siguientes:

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a.- Serrado, sierras de banda, sierras circulares, sierras manuales b. - Chorro de agua c. - Rayos láser

o RECANTEO.- en esta operación se realizan las configuraciones geométricas finales de los perímetros exteriores como la apertura de registros, con el uso de diferentes maquinarias

o FRESADO.- en esta operación se da acabados finales a la pieza con diferentes maquinarias

o TALADRADO, AVELLANADO Y ESCARIADO.- estas operaciones con my importantes para el ensamblado y montaje de estructuras, tornillos, remaches, broches etc.

o SEGURIDAD E HIGIENE.- durante el mecanizado se debe de tener en cuenta lo siguiente:

� Proteger los ojos con lentes � Usar mascaras anti polvos � Debe de haber adecuadas instalaciones extractoras � Los equipos eléctricos deben de estar en buenas condiciones.

MATERIALES COMPUESTOS DE MATRIZ METÁLICA

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MATERIALES COMPUESTOS DE MATRIZ METALICA CON FIBRAS CONTINUAS DE BORO

El boro es la fibra de refuerzo de más alto módulo y de mayor resistencia, y se realizan compuestos con matriz de aluminio y titanio. El proceso de fabricación de las fibras de boro es el proceso químico de deposición de vapor CVD, que se muestra en la figura adjunta:

El módulo consiste en un tubo de vidrio que está dotado de unas entradas y salidas de gas, una fuente variable de corriente continua conectada a dos electrodos, un sistema de fijación del substrato de tungsteno y una unidad de obtención del filamento de boro. El filamento de tungsteno de espesor 12.5 micras de diámetro es movido a lo largo del rector y calentado mediante la fuente de energía eléctrica continua. Una mezcla de tricloro de boro e hidrógeno se introducen por la parte superior del reactor, a la temperatura de 1300ºC un manto de boro se deposita sobre el tungsteno.

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PROCESO DE FABRICACIÓN DEL MATERIAL COMPUESTO

El proceso básico consiste en una compresión en caliente de las fibras ordenadas entre dos hojas de metal, a elevada presión el metal se deforma alrededor de las fibras adhiriendo a las fibras, como se observa en la figura siguiente:

MATERIALES COMPUESTOS DE MATRIZ METALICA CON FIBRAS CONTINUAS DE CARBURO DE SILICIO

El proceso de fabricación de las fibras de carburo de silicio, es mediante el proceso CVD o proceso químico de deposición de vapor, similar a la obtención del filamento de boro los gases que se utilizan son de silano e hidrógeno como se muestra en la figura siguiente:

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Los procesos de fabricación de estos compuesto pueden ser: fundición, moldeo en caliente y difusión -adhesión. La fundición consiste en verter metal fundido sobre un molde que contiene los refuerzos de carburo de silicio.

El moldeo en caliente es análogo al moldeo en autoclave de grafito-epoxi, el molde es cerámico que se calienta en forma automática y contiene el perfil de la pieza final, una preforma con proyección de plasma de aluminio se coloca en el molde y se calienta hasta una temperatura cercana a la fusión del aluminio y se introduce presión mediante una bomba de vacío en la autoclave como se observa en la figura adjunta:

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CONCRETOS

El concreto es un compuesto particulado en el cual tanto las partículas como la matriz son materiales cerámicos, la arena gruesa la arena fina se unen mediante el cemento, esto se produce mediante una reacción entre el agua y los componentes del cemento con buena resistencia a la compresión. El cemento es de tamaño muy fino, y es el aglutinante que está compuesto de minerales tales como: 3CaO.AI203, 2CaO.Si02, 3CaO.Si02, 4CaO.Al203.Fe203 entre otros, al agregar agua al cemento se produce reacciones de hidratación formando un gel sólido que une las partículas de agregados.

Para que todas las partículas sean cubiertas por el cemento debe de añadirse suficiente cantidad, que es alrededor del 15% del volumen de los sólidos dentro del concreto. La composición del cemento influye en velocidad de curado y resistencia, por ejemplo el 3CaO.A1203 y el 3CaO.SiO, producen un curado rápido pero sus resistencia son bajas en cambio el 2CaO.A1203, reacciona más lentamente durante la hidratación y se obtiene resistencias más altas como se ve en la figura adjunta. Actualmente se utilizan varios tipos de cementos:

COMPOSICION APROXIMADA DE LOS CONCRETOS

3C.S 2C.S 3C.A 4C.A.F CARACTERISTICAS

Tipo I 55 20 12 9 Uso general

Tipo II 45 30 7 12 Baja generación de calor Resistencia moderada a sulfatos

Tipo III 65 10 12 8 Curado rápido

Tipo IV 25 50 5 13 Muy bajo calor producido

Tipo V 40 35 3 14 Buena resistencia a sulfatos

Donde: C=CaO, S=SiO2, A=Al2O3, F=Fe2O3

Las densidades de los componentes son:

CONSTITUYENTE DENSIDAD Cemento 3.15 gr/cm3

Arena 2.65gr/cm3 Grava 2.65gr/cm3 Agua 1.0gr/cm3

La proporción agua cemento afecta el comportamiento del concreto es decir en su resistencia a la compresión.

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Se debe de agregar al cemento un mínimo de agua que asegure la reacción de hidratación, ya que si agregamos muy poca agua baja la resistencia, pero la facilidad de trabajo del concreto obliga a subir el porcentaje de agua. Una mayor relación agua-cemento mejora la trabajabilidad del concreto es decir que puede llenar los espacios más rápidamente, el atrapamiento de aire por una pobre trabajabilidad produce una baja de la resistencia y durabilidad del concreto, la trabajabilidad se puede medir mediante la prueba del asentamiento, un buen índice agua-cemento es de 0.4 en peso que nos permite asentamiento de una a seis pulgadas, mayores asentamiento se usan para estructuras angostas. Si se usa una proporción alta agua-cemento incrementa la contracción del concreto durante el curado creando riesgos de agrietamiento, una buena relación agua-cemento es de 0.45 a 0.55 para obtener una buena trabajabilidad.

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MATERIALES COMPUESTOS DE MATRIZ CERAMICA.

Los procesos de fabricación de los materiales cerámicos mas utilizados son los siguientes:

Fabricación de materiales compuestos cerámicos reforzados con fibras y sus correspondientes procesos

proceso Material compuesto Comentarios

Compresión en caliente

W-vidrio, Ni-vidrio Mo-torio Mo-alúmina-W-cerámica Acero inoxidable-alúmina C -vidrio C-vidrio cerámicos C -Mgo C-Al2O3 ZrO-MgO ZrO2-ZrO2 SiC-Vidrio SiC- vidrio-cerámica Al2O3- vidrio C-Si3N2 Ta-Si3N4

Las fibras y los polvos de la matriz son mezclados juntos y presionados en caliente para producir materiales compuestos de baja porosidad con matrices sin fracturas, si se adecuan los coeficientes de expansión térmica. Los materiales compuestos con fibras continuas y alineadas pueden tener muy altas resistencias.

Compresión en frio y

sinterizado

C-vidrio Fibra metálica - Cerámica

Las fibras y la matriz se mezclan, se aplica compresión en frío y se realiza la sinterización. Decepcionantes resultados debido a que el elevado encogimiento de la matriz durante la sinterización produce materiales compuestos agrietados

desvitrificación C-vidrio-Cerámica SiC-Vidrio-Cerámica

Las fibras y los polvos de la matriz se comprimen en caliente a relativamente bajas temperaturas para dar lugar a un vidrio reforzado. Además, el tratamiento térmico a elevadas temperaturas es utilizado para desvitrificar el vidrio a un vidrio-cerámica. Los sistemas de C-vidrio dan decepcionantes bajas resistencias, probablemente porque el volumen cambia durante la desvitrificación. El sistema SiC vidrio-cerámica obtiene buenos resultados.

Adhesión por reacción

Si3N4 reforzado Las fibras se incorporan en una llama pulverizada de silicio que es seguidamente sinterizada en nitrógeno

fundición Fibra cerámica-sílica fundida

Las fibras cerámicas se incorporan en papeletas de sílica fundida finamente dividida y quemada. El aumento de la porosidad, que es debido a la presencia de fibra, normalmente da lugar a una degradación de las propiedades.

Pulverización de plasma

Mo-Al2O3 W- Al2O3

Los polvos de alúmina son pulverizados en forma de plasma, el proceso es muy lento

Infiltración química de

vapor y deposición

Fibras de SiC en SiC Fibras de C en SiC

La integridad de la fibra puede ser conservada mediante la perdida de movimiento mecánico y procesos a relativamente baja temperatura

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