Manofactura De Materiales No Metales
Enviado por ahome_ilil • 13 de Noviembre de 2012 • 1.266 Palabras (6 Páginas) • 600 Visitas
Unidad 4
TEMA: Manufactura de materiales no metálicos
Subtema: 4.2 Compuestos
La fibra de vidrio como material de refuerzo
Las fibras de vidrio se usan para reforzar matrices plásticas y asi formar materiales compuestos estructurales y productos de moldeo.
Los materiales compuestos reforzados por fibra de vidrio tienen las siguientes características favorables: Buena estabilidad dimensional, buena resistencia al peso, buena resistencia al calor, al frio, a la humedad y a la corrosión; buenas propiedades aislantes, facilidad de fabricación y costo relativamente bajo.
Las 2 clases más importantes de vidrio utilizadas para la fabricación de fibras de vidrio para materiales compuestos son: Los vidrios E(eléctricos) y los vidrios S(de alta resistencia).
Los vidrios E son los más utilizados en la fabricación de fibras continuas. Básicamente el vidrio E es un vidrio de boro silicato de calcio y aluminio con muy bajo o nulo contenido en potasio y sodio.
La composición básica de los vidrios E es de un 52-66% de óxido de Sílice (SiO2), 12-16% de óxido de Aluminio (Al2O3), 16-25% de óxido de Calcio (CaO) y de 8-13% de óxido de Boro (B2O3).
El vidrio E no modificado tiene una resistencia a la tracción de 500 k/pg2 y un módulo de elasticidad de 32.3 GPA.
Los vidrios S tienen una relación resistencia-peso muy alta y son más caros que los vidrios E. Estos vidrios son utilizados especialmente en productos militares y aeroespaciales. Su relación a la tracción esta sobre los 650 KSI y su módulo de elasticidad es de 85.4 GPA. Una composición usual de vidrio S es de aproximadamente de un 65% de óxido de Sílice, 25% de óxido de Aluminio y 10% de óxido de Magnesio.
Fabricación de la fibra de vidrio
Se producen estirando monofilamentos de vidrio provenientes de un horno que contiene vidrio fundido y reuniendo gran número de estos filamentos para formar un cordón de fibras de vidrio, estos cordones se usan para formar hilos de fibras de vidrio. Los hilos pueden darse en forma de cordones continuos o entrelazados (tejidos). Las mallas de fibra de vidrio de refuerzo están hechos de cordones tejidos químicamente pulidos a las mallas de cordones cortados.
Propiedades de la fibra de vidrio
Las fibras de vidrio tienen menor tensión y módulo de tracción que las fibras de carbono y aramida pero debido a su reducido precio y versatilidad son las fibras de vidrio las más utilizadas como fibras de refuerzo para plásticos.
La fibra de carbono como material de refuerzo
Los materiales compuestos formados por matrices de resinas plásticas tales como epoxis reforzados con fibras de carbono se caracterizan por dar una combinación ligera, de gran resistencia y consistencia estas propiedades hacen que su uso sea especialmente atractivo para aplicaciones aeroespaciales, sin embargo, es relativamente elevado su costo lo que limita su uso en algunas industrias como el automóvil.
Las fibras de carbono para estos compuestos provienen principalmente de 2 fuentes,
Poliacrilonitrilo y alquitrán que se conocen como precursores.
En general, las fibras de carbono se producen a partir de fibras precursoras en 3 etapas:
Estabilización, Carbonización y Desgrafitacion.
En la fase de estabilización, las fibras de acrilonitrilo son primeramente estiradas para alinear la red internamente, colocando cada fibra paralela a su eje. Después son oxidados al aire a una temperatura de 200-220°C mientras se mantienen en tensión.
La segunda fase en la elaboración de fibras de carbono de alta resistencia es la carbonización. Durante este proceso las fibras ya estabilizadas son piro lisadas (se calientan) hasta que se transforman en fibras de carbono, por eliminación de oxígeno, hidrogeno y nitrógeno de la fibra original. El tratamiento de carbonización mediante calor se lleva a cabo en una atmosfera inerte en el rango de temperaturas de 1000-1500°C. Durante el proceso de carbonización se forman hebras o cintas de estructuras estratificadas como el grafito dentro de casa fibra, aumentando enormemente la resistencia a la tracción del material.
Una tercera fase o tratamiento
...