Ciencia de los materiales

1. Materiales
Compuestos
Dr. Angel Francisco Villalpando Reyna

2. Metales
PolímerosCerámicos
Compuestos Cerámico-
Polímero
COMPÓSITOS
Interacciones entre las 3 clases de materiales

3. • Compósitos o materiales compuestos:
▫ Es un sistema de materiales constituido de una mezcla o
combinación de dos o más nano, micro o macro
constituyentes que difieren en forma y composición química
y son insolubles uno en otro.
▫ Material multifásico que exhibe una proporción significativa
de las propiedades de las fases constituyentes de tal modo
que se logra una mejor combinación de propiedades.
• Ejemplos:
▫ SiC-Al, Fibra de vidrio en polímero, Al2O3-SiC, wollastonita
(CaSiO3)-Titania (TiO2)
W.F. Smith, W.D. Callister Jr.
Definiciones

4. • Los Materiales compuestos están formados
por dos componentes:
• MATRIZ: LA FASE QUE SE ENCUENTRA EN
MAYOR (50% O MAYOR) PROPORCIONA EN
EL MATERIAL, CONFIERE LAS
PROPIEDADES TERMICAS, SUPERFICIALES
Y DE RIGIDEZ.
• FASE DE REFUERZO: LA FASE QUE SE
ENCUENTRA EN MENOR PROPORCION (50%
O MENOR) PROPORCIONA EN EL MATERIAL
PROPIEDADES ESPECIFICAS COMO:
PROPIEDADES MAGNETICAS, RESISTENCIA
A LA TRACCION, REACCION QUIMICA
Definiciones

5. • Los Materiales Compuestos, los podemos encontrar
en las llantas de automóvil, o en la construcción,
como en el concreto de los techos, asbesto o
texturizados, o en la fabricación de contenedores
especiales para resistencia química o mecánica.
• Existen además Materiales Compuestos mas
avanzados empleados como: herramentales de
corte, frenos de autos de carrera o materiales para
armamento bélico como: chalecos antibalas, vidrios
anti impacto o laminas antibombas etc, Aviones y
Naves Espaciales.
Definiciones

8. • Tipo de Reforzamiento
• Tipo de Matriz
Al
SiC Si
Microestructura típica de compósitos Al/SiCp
SiC
Al Alloy
Si
Clasificación de
los Materiales
Compuestos

9. W.D. Callister Jr.
Clasificación de los compósitos
Tipo de reforzamiento
Macropartículas Micropartículas
dispersas
Reforzamiento conpartículas
Continuos
(Alineadas)
Alineadas Orientaciónaleatoria
Discontinuos
(Cortas)
Reforzamiento confibras
Laminados Sandwichdepáneles
Estructurales
Compósitos
Nanopartículas

10. •Metálica
•Cerámica
•Polimérica
Matriz
•Met-Met W, Cr, Mo en una matriz dúctil
•Met-Cer WC en Co
•Met-Poli No aplica
•Cer-Met Al2O3-Al
•Cer-Cer Al2O3-SiC
•Cer-Poli No aplica
•Poli-Met Pintura de Al
•Poli-Cer Fibra de vidrio en polímero
•Poli-Poli Epóxico-Kevlar
R. A. Flinn

11. Propiedades de los Materiales Compuestos
dependerán directamente de las proporciones y
Propiedades de cada componente.
Adicionalmente, las Propiedades son
heterogéneas y dependerá de la orientación del
reforzante o fase minoritaria.

14. Mojabilidad
Uno de los elementos de gran importancia es la
mojabilidad o el grado de contacto entre las
fases mezcladas.

15. Interfase
Es la zona de contacto que se forma después del
procesamiento, en donde puede existir o no
interacción química entre los componentes. La
mayoría de las propiedades Físicas y Químicas del
nuevo material, dependerán directamente de la
estabilidad mecánica y química de esta región de
unión, y en caso de falla este será la región de inicio.

16. Interfase

17. Adicionalmente, podemos clasificar los
materiales Compuestos en Recubrimientos
(Coating), Laminares y Piezas en Volumen (Bulk
Materials)

18. Bulk Composite

19. Laminar Composite

20. Coating Composite

22. Coating Composite

23. Coating Composite

25. Químicas
Físicas
Mecánicas
Eléctricas
Magnéticas
Ópticas
Bioactividad
CERÁMICOS METALES
COMPÓSITOS POLÍMEROS
PROPIEDADES