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Materiales fibrosos
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Materiales
Fibrosos
Descripción de los materiales
Desctipción del material
Un material fibroso obtenido al hacer fluir vidrio fundido a través de una pieza, de agujeros muy finos y al solidificarse tiene suficiente flexibilidad para ser usado como fibra.
Fibras de vidrio
A menudo se diseñan materiales compuestos reforzados con fibras con la finalidad de conseguir elevada resistencia y rigidez a baja densidad
Características
Características
Las fibras de un determinado material exhiben un mejor comportamiento desde el punto de vista de la rigidez y de su resistencia, que los mismos materiales en forma maciza.
Este hecho está demostrado por las fibras de vidrio que tienen una resistencia a la rotura por mucho más elevada que la del vidrio en forma de lámina.
Estructura interna
Los materiales compuestos provienen de uno, dos o más materiales, con el fin de crear materiales más rígidos y resistentes.
Estructura interna
Estuctura
La gran mayoría de los compuestos están hechos de dos materiales: la estructura, llamada fibra, y la base, que se conoce como matriz. La fibra es el elemento que mejora las características mecánicas del compuesto, como es la resistencia, rigidez, disminución del peso, entre otros. Las fibras pueden ser cortas, generalmente inyectadas durante el moldeado o bien pueden ser largas, con la longitud definida de acuerdo a la fabricación. También pueden ser continuas o discontinuas, unidireccionales o bidireccionales, trenzadas o con distribución aleatoria.
Las láminas representan el bloque fundamental de la estructura y consisten en fibras envueltas por la matriz. Entre las matrices más usadas destacan: las resinas (poliéster y epoxi), las minerales (carbono) y las metálicas (aleaciones de aluminio).En el caso de fibras unidireccionales, la lámina presenta elevada resistencia y Módulo de Elasticidad en la dirección de la fibra y valores más bajos en la dirección ortogonal a la fibra. El laminado o conjunto de láminas apiladas en diversas direcciones presentará mejor resistencia mecánica y propiedades físicas. La orientación de las fibras en varias direcciones y la secuencia de apilamiento de cada una de las láminas optimizarán la resistencia del laminado de acuerdo a la distribución de cargas.
“La microestructura de la fase dispersa incluye la forma, tamaño, distribución y orientación de las partículas. Cuando se dan las proporciones de material matriz y material disperso hay que distinguir claramente entre relaciones en peso o en volumen ya que las densidades de estas fases pueden ser muy diferentes. Por esto, concentraciones de material fibroso dispersado en una matriz del 50 % en volumen puede equivaler a una concentración muy diferente en % en peso.”
Estructura Microscópica
Fallas que se presentan
Tipos de fallas que puede presentar
los materiales compuestos pueden ser costosos, aunque se puede argumentar que los altos costos iniciales generalmente se compensan con los ahorros de costos a largo plazo.
Los incendios involucrados con materiales compuestos pueden liberar humos tóxicos y micropartículas al aire, causando riesgos para la salud. Las temperaturas superiores a 300 grados pueden causar fallas estructurales.
Debido a que los materiales compuestos no se rompen fácilmente, esto hace que sea difícil saber si la estructura interior ha sido dañada y esto, por supuesto, es la única desventaja más importante para el uso del material compuesto. Por el contrario, debido a que el aluminio se dobla y se abolla fácilmente, es bastante fácil detectar daños estructurales. Además, las reparaciones pueden ser mucho más difíciles cuando se daña una superficie compuesta, lo que en última instancia resulta costoso.
Ejemplos de materiales fibrosos
Ejemplos
- Lana de roca: Presenta variaciones rápidas por su inercia térmica (capacidad de absorber y perder calor), conforme aumenta la radiación sube de manera rápida su temperatura, y viceversa, lo que provoca más calor.
- Fibra de madera: tiene la desventaja de que puede afectar su salud. El formaldehído, utilizado en su producción se libera cuando la MDF se corta. Si entra en contacto con esta sustancia, la misma podría causar irritación en los ojos y los pulmones
- Hormigón (fibra gloss): el agrietamiento a edades tempranas aumentan su permeabilidad, dando lugar a que la humedad, sales y cloruros lleguen al acero estructural provocando acciones de corrosión.
- Fibra de vidrio: La inhalación de la fibra de vidrio es un problema grave, sus partículas pueden alojarse en los pulmones, causando daños y afectando la capacidad de respiración. Algunas láminas de fibra de vidrio contienen formaldehído, lo que aumenta el riesgo de padecer cáncer.
- Fibra de carbono: La fibra de carbono se rompe o se rompe cuando se comprime, se empuja más allá de sus capacidades de fuerza o expuestos a un alto impacto. Se agrietará si es golpeado por un martillo.
Propiedades Físicas
Los materiales clasificados como fibras son policristalinos o amorfos y tienen diámetros pequeños; los materiales fibrosos son generalmente polímeros o cerámicas (p.ej., aramida, vidrio, carbono, boro, óxido de aluminio y carburo de silicio).
Propiedades
Link de video
https://www.youtube.com/watch?v=6v52dHhkfPE