MATERIALES COMPUESTOS



1. Estructura
2. Clasificación
2.1. Materiales compuestos reforzados con partículas
2.2. Materiales compuestos reforzados con fibras
2.3. Materiales compuestos estructurales
3. CMM: Propiedades y comportamiento


1.ESTRUCTURA

Los materiales compuestos son aquellos que están formados por combinaciones de metales, cerámicos y polímeros. 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 .
La desventaja más clara de los materiales compuestos es el precio. Las características de los materiales y de los procesos encarecen mucho el producto. Para ciertas aplicaciones las elevadas propiedades mecánicas, tales como la alta rigidez específica, la buena estabilidad dimensional, la tolerancia a altas temperaturas, la resistencia a la corrosión, la ligereza o una mayor resistencia a la fatiga que los materiales clásicos compensan el alto precio.
Aunque existe una gran variedad de materiales compuestos, en todos se pueden distinguir las siguientes partes:

Refuerzos à Es una fase de carácter discreto y su geometría es fundamental a la hora de definir las propiedades mecánicas del material. Desde el punto de vista de propiedades mecánicas, se puede obtener una gran mejora mediante el uso de fibras continuas, reforzando en la dirección del esfuerzo aplicado;

· Matriz à Es el volumen donde se encuentra alojado el refuerzo, se puede distinguir a simple vista por ser continuo. Los refuerzos deben estar fuertemente unidos a la matriz, de forma que su resistencia y rigidez sea transmitida al material compuesto.



2.CLASIFICACIÓN

Los materiales compuestos se pueden dividir en tres grandes grupos:

Materiales Compuestos reforzados con partículas.
Materiales compuestos reforzados con fibras
Materiales compuestos estructurales


2.1.Materiales compuestos reforzados con partículas

Estos materiales están compuestos por partículas de un material duro y frágil dispersas discreta y uniformemente, rodeadas por una matriz más blanda y dúctil
El uso de partículas como material reforzante, tiene una mayor acogida en los CMM, ya que asocian menores costos y permiten obtener una mayor isotropía de propiedades en el producto

2.2 Materiales compuestos reforzados con fibra

En términos de fuerza, las fibras (responsables de las propiedades mecánicas) sirven para resistir la tracción, la matriz (responsable de las propiedades físicas y químicas) para resistir las deformaciones, y todos los materiales presentes sirven para resistir la compresión, incluyendo cualquier agregado.
Un componente suele ser un agente reforzante como una fibra fuerte: fibra de vidrio, cuarzo, kevlar, Dyneema o fibra de carbono que proporciona al material su fuerza a tracción, mientras que otro componente (llamado matriz) que suele ser una resina como epoxy o poliéster que envuelve y liga las fibras, transfiriendo la carga de las fibras rotas a las intactas y entre las que no están alineadas con las líneas de tensión.

2.3Materiales estructurales

Están formados tanto por composites como por materiales sencillos y sus propiedades dependen fundamentalmente de la geometría y de su diseño. Los más abundantes son los laminares y los llamados paneles sandwich.



3. CMM: PROPIEDADES Y COMPORTAMIENTO


Bajo condiciones ideales, el material compuesto muestra un límite superior de propiedades mecánicas y físicas definido generalmente por la regla de las mezclas. Es posible sintetizar material compuestos con una combinación de propiedades específicas de la aleación (tenacidad, conductividad eléctrica y térmica, resistencia a la temperatura, estabilidad ambiental, procesabilidad) con las propiedades específicas de los cerámicos reforzantes (dureza, alto módulo de Young, bajo coeficiente de expansión térmica).
Propiedades mecánicas àLas propiedades mecánicas que exhiben los CMM son consideradas superiores con respecto a los materiales que los componen de manera individual, como ya se ha señalado anteriormente. Dicho aumento en propiedades, depende de la morfología, la fracción en volumen, el tamaño y la distribución del refuerzo en la aleación base. Además dichos factores controlan la plasticidad y los esfuerzos térmicos residuales de la matriz.
Propiedades térmicas àLas propiedades térmicas fundamentales a considerar en los CMM son el CET y la conductividad térmica (CT) Dependiendo de la fracción de volumen de refuerzo, su morfología y su distribución en la aleación base, se obtienen diferentes valores de ambas propiedades. Ambos pueden ser modificados por el estado de precipitación de la matriz y por el tipo de aleación de la matriz.

Lidia calvo fernandez

torsión

ENSAYO DE TORSIÓN
La torsión en si se refiere a un desplazamiento circular de una determinada sección transversal de un elemento cuando se aplica sobre una fuerza que produce un momento torsor al rededor del eje.

Da informacion directamente del comportamiento a cortadura del material y de su comportamiento a tracción se puede deducir facilmente.

La deformacion plastica alcanzable con estos ensayos es mucho mayor que los de tracción (estricción) o en los de compresión (abarrilamiento, aumento de sección).

IBEREST produce las maquinas de ensayo de torsión en su serie TIB...W, dotandolas de un sistema de programación, mando y control coputerizado que mediante un paquete de software propio bajo Windows, permite obtener informes completos de ensayo:

• Fecha/referencia del ensayo/referencia de la probeta


• Diametro y longitud de la probeta


• Tipo de ensayo (en un solo sentido de giro o alternativo)


• Número de vueltas en cada sentido


• Velocidad de ensayo en cada sentido (rpm o Nm/s)


• Par máximo de ensayo (Nm)


• Tensión cortante (Mpa, p.s.i)

Maquina de ensayo.








Aida Valle Colchero

Ensayo de flexión

Método para medir el comportamiento de los materiales sometidos a una carga de viga simple. Para algunos materiales, también se denomina ensayo en viga transversal.La probeta es soportada por dos yunques como una viga simple y una carga se aplica en su punto medio. El esfuerzo máximo de fibra y la deformación máxima se calculan para incrementos de carga. Los resultados se trazan en un diagrama esfuerzo-deformación y el esfuerzo máximo de la fibra en el punto de ruptura es la resistencia a la flexión. La resistencia de flexión en el punto de fluencia se reporta para aquellos materiales que no se rompen.

El litio

EL LITIO ¿ EL FUTURO?

El litio es un metal poco común en la superficie terrestre.Este mineral, cuyas mayores reservas se encuentran en Bolivia, Chile y Argentina, es utilizado en la elaboración de:

- Baterías.

-Aleacciones de aluminio.

-Aplicaciones nucleares.

-Medicamentos antidepresivos.

A diferencia de otros materiales usados en baterías, el litio no contamina.

Por si fuera poco , la batería desarrollada por Bollaré, tiene una vida aproximada de 200 mil kilómetros. BMW y Toyota, también están trabajando en vehículos impulsados por baterías de litio. Bollaré no es la única compañía que intenta alcanzar acuerdo con el gobierno boliviano, puesto que las compañias Mitsubishi y Sumitomo en Japón también han tenido acercamiento.

Una tonelada de litio cuesta alrededor de tres mil dolares actualmente,casi diez veces más que los 350 dolares que costaba en 2003.

Sergio Camarena Muñoz.

Frank Gehry

ARQUITECTURA deconstructivista:

Frank Gehry

Estadounidense, reconocido por los innovadores y peculiares formas que le otorga los edificios Frank Owen Gehry, (Toronto Canadá, 28 de febrero de 1929), es un arquitecto que diseña. Siendo hoy, el máximo exponente de este movimiento arquitectónico
Nació con el nombre de Ephraim Goldberg en Toronto, Canadá, pero adoptó más tarde la nacionalidad norteamericana. Se graduó en 1954, comenzó a trabajar en el estudio de Víctor Gruen y asociados en Los Ángeles. Admitido a la Escuela de Diseño en la Universidad de Harvard para estudiar urbanismo. A su regreso a Los Ángeles se incorporó nuevamente al despacho de Gruen.
Se trasladó con su familia a París, donde trabajó en el estudio de André Rémonder. La educación francófona que había recibido en Canadá le fue de gran ayuda para desenvolverse en París. Permaneció un año, durante el cual estudió las obras de Le Corbusier y otros arquitectos franceses y europeos, así como las iglesias románicas existentes en Francia.
Abrió su propio despacho de arquitectura. En los años siguientes fue desarrollando su estilo arquitectónico personal y ganando reconocimiento nacional e internacional. Su arquitectura es impactante, realizada frecuentemente con materiales inacabados. En un mismo edificio incorpora varias formas geométricas simples, que crean una corriente visual entre ellas. Sus diseños no son fáciles de valorar para el observador inexperto, ya que una buena parte de la calidad de diseño se encuentra en el juego de volúmenes y en los materiales empleados en las fachadas, preferentemente el metal, en todo lo cual sólo el entendido reconoce enteramente la armonía y el diseño estructural.

Gehry es uno de los arquitectos contemporáneos que considera que la arquitectura es un arte, en el sentido de que una vez terminado un edificio, éste debe ser una obra de arte, como si fuese una escultura. Sin abandonar otros aspectos primordiales de la arquitectura, como la funcionalidad del edifico o la integración de éste en el entorno.
Filosofía deconstructivista
El camino principal de la filosofía deconstructivista a la teoría arquitectónica transcurre a través de la influencia del filósofo Jacques Derrida sobre Peter Eisenman. Eisenman trazó las bases filosóficas del movimiento literario de la deconstrucción, y colaboró directamente con Derrida en algunos proyectos, como la participación en el concurso del Parque de la Villette, documentada en Choral Works. Tanto Derrida y Eisenman, como Libeskind estaban preocupados con la «metafísica de la presencia», y este es el sujeto principal de la filosofía deconstructivista en la teoría arquitectónica. La presuposición realizada es que la arquitectura es un lenguaje capaz de comunicar el sentido y ser tratado por los métodos de la filosofía del lenguaje. La dialéctica de la presencia y la ausencia, o lo sólido y lo vació, aparece en muchos proyectos de Eisenman. Tanto Derrida como Eisenman creían que el, o el lugar de la presencia, es arquitectura, y se encuentra la misma dialéctica de la presencia y la ausencia en la construcción y la deconstrucción.
Cualquier deconstrucción arquitectónica necesita de la existencia de un arquetipo de construcción particular, una expectativa convencional fuertemente establecida sobre la que jugar con la flexibilidad de las normas . El diseño de la propia residencia de Frank Gehry en Santa Mónica(desde 1978), ha sido citado como una variación prototípica alrededor de un tema estándar: empezando con una casa ordinaria en un vecindario ordinario, Gehry alteró su masa, su envolvente espacial y sus planos en una subversión juguetona.
Deconstructivismo, también llamado deconstrucción, es una escuela arquitectónica que nació a finales de la década de 1980. Se caracteriza por la fragmentación, el proceso de diseño no lineal, el interés por la manipulación de las ideas de la superficie de las estructuras y, en apariencia, de la geometría no euclídea, (por ejemplo formas no rectilíneas) que se emplean para distorsionar y dislocar algunos de los principios elementales de la arquitectura como la estructura y la envolvente del edificio. La apariencia visual final de los edificios de la escuela deconstructivista se caracteriza por una estimulante impredecibilidad y un caos controlado. Tiene su base en el movimiento literario también llamado deconstrucción. El nombre también deriva del constructivismo ruso que existió durante la década de 1920 de donde retoma alguna de su inspiración formal.
Algunos acontecimientos importantes en la historia del movimiento deconstructivista fueron el concurso internacional del parisino Parc de la Villette (especialmente la participación de Jacques Derrida y Peter Eisenman y el primer premio de Bernard Tschumi), la exposición de 1988 del Museo de Arte Moderno de Nueva York Deconstructivist Architecture, organizada por Philip Johnson y Mark Wigley, y la inauguración en 1989 del Wexner Center for the Arts en Columbus, diseñado por Peter Eisenman. En la exposición de Nueva York se exhibieron obras de Frank Gehry, Daniel Libeskind, Rem Koolhaas, Peter Eisenman, Zaha Hadid, y Bernard Tschumi.
Desde dicha exposición muchos de los arquitectos asociados al deconstructivismo se han distanciado del término. Sin embargo esta denominación cuajó y su uso actual abarca una tendencia general de la arquitectura contemporánea.

Algunos seguidores de la corriente deconstructivista estaban también influidos por la experimentación formal y los desequilibrios geométricos de los constructivistas rusos. Hay referencias adicionales en el deconstructivismo a varios movimientos del siglo XX. la interacción modernismo/postmodernismo, expresionismo, cubismo y el arte contemporáneo. El intento del deconstructivismo es liberar a la arquitectura de las reglas modernistas, que sus seguidores juzgan constrictivas, como «la forma sigue a la función» El deconstructivismo incluye ideas de fragmentación, procesos no lineales, procesos de diseño, geometría no euclídea, negando polaridades como la estructura y el recubrimiento. La apariencia visual de los edificios de este estilo se caracteriza por un caos controlado. Muchos críticos del deconstructivismo ven esto como un mero ejercicio formal con poco significado social.


Cristina Carou, Carmen Calvo.

MATERIALES METALICOS

Podemos decir que los materiles metálicos son muy resistentes y conductivos, de gran utilidad en la industria y se obtiene a través de minas. Al estar mezclados con otros materiales, hay que triturar la roca extraida para separar el mineral metálico del resto de materiales. Este proceso de localización y extracción se conoce como minería. Como características de ellos podemos decir:

- Son materiales con mucho brillo.

- Son más densos y pesados que otros materiales.

- Gran resistencia a esfuerzos, presiones y golpes.

- Dureza.

- Conducen el calor y la electricidad.

- Posibilidades de trabajo, como doblar, cortar, estampar, fundir o moldear.

Una vez llegados a la localización y extracción del material comienza la fabricación de este con diferentes procedimientos:

1. Fundición y moldeo.

Para llegar a piezas concretas se utilizan moldes rellenados de metal fundido.



2. Deformacion.

Algunas piezas metálicas se obtienen obligandolas a adaptarse a una forma determinada mediante una fuerte presión.



3. Corte y mecanizado.

Para dar forma a la pieza quitando el metarial sobrante.



Aqui se muestra un ejemplo de fundicion y moldeo.

Andres Moreno

Mercedes Guerra

Ensayo de dureza VICKERS

Este ensayo se utiliza cuando el grosor del material es pequeño o cuando su dureza es muy grande para que una bola de acero deje marca. En este caso el penetrador es una pirámide de diamante con base cuadrada y ángulo en el vértice de 136°.
Se divide el valor de la fuerza entre la superficie dejada por el penetrador, expresada en función de las distancias dejadas en una superficie formada por cuatro triángulos.
En la escala Vickers también se indica el valor resultante de dividir la fuerza entre la superficie en kp/mm², y la expresión normalizada consiste en escribir este valor, las iniciales HV (Hardness Vickers) y luego la fuerza aplicada en kp: 700 HV 30.



Andres Moreno Cabello