7/24/2019 Aleaciones Ultrligeras y Compuestos

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Aleaciones ultraligeras

Los ingenieros buscan constantemente materiales ligeros y fuertes que se puedan usar enautomviles, aviones y otros vehculos a fin de mejorar la eficiencia en el consumo decombustible. Su objetivo es desarrollar materiales estructurales con una alta resistenciaespecfica, la cual se define como la resistencia o fortaleza de un material dividida por sudensidad. n otras palabras, la resistencia especfica mide cu!nta carga puede soportar unmaterial por unidad de peso.

"nos investigadores de la "niversidad de #arolina del $orte en stados "nidos handesarrollado una nueva t%cnica para crear aleaciones ligeras de magnesio que son m!s fuertesy que tienen aplicaciones potenciales en la industria aeroespacial y en la del automvil.

l equipo de Suveen &athaudhu y 'untian (hu ha orientado sus esfuerzos a las aleaciones demagnesio porque %ste es muy ligero. )or s solo, sin embargo, no es un material muy fuerte. $oobstante, estos investigadores han conseguido fortalecer el material mediante la estrategia deintroducir *imperfecciones* nanom%tricas en la estructura cristalina de la aleacin. stas*imperfecciones* aslan cualquier defecto en dicha estructura. sto aumenta la resistenciageneral del material en apro+imadamente un -- por ciento.

ste material no es tan robusto como el acero, pero como es mucho m!s ligero, su resistencia

especfica de hecho es mucho mayor. n teora, se podra usar una cantidad de esta aleacinde magnesio que fuese el doble de la cantidad usada de acero y an as su peso sera la mitaddel peso de este ltimo.

)or sus prometedoras prestaciones, esta aleacin tiene muchas probabilidades de acabarsustituyendo al acero o a otros materiales en algunas aplicaciones, en especial en el sector deltransporte.

&ateriales compuestos

n ciencia de materialesreciben el nombre de materiales compuestosaquellos materialesque se forman por la unin de dos materiales para conseguir la combinacin de propiedadesque no es posible obtener en los materiales originales. stos compuestos pueden

seleccionarse para lograr combinaciones poco usuales de rigidez, resistencia, peso,rendimiento a alta temperatura, resistencia a la corrosin, dureza o conductividad. /Losmateriales son compuestos cuando cumplen las siguientes caractersticas0

st!n formados de dos o m!s componentes distinguibles fsicamente y separables

mec!nicamente.

)resentan varias fases qumicamente distintas, completamente insolubles entre s y

separadas por una interfase.

Sus propiedades mec!nicas son superiores a la simple suma de las propiedades de

sus componentes 1sinergia2.

$o pertenecen a los materiales compuestos, aquellos materiales polif!sicos3 como las

aleaciones met!licas, en las que mediante un tratamiento t%rmico se cambian lacomposicin de las fases presentes.

stos materiales nacen de la necesidad de obtener materiales que combinen las propiedadesde los cer!micos, los pl!sticos y los metales. )or ejemplo en la industria del transporte sonnecesarios materiales ligeros, rgidos, resistentes al impacto y que resistan bien la corrosin yel desgaste, propiedades %stas que rara vez se dan juntas.A pesar de haberse obtenido materiales con unas propiedades e+cepcionales, las aplicacionespr!cticas se ven reducidas por algunos factores que aumentan mucho su costo, como ladificultad de fabricacin o la incompatibilidad entre materiales.La gran mayora de los materiales compuestos son creados artificialmente pero algunos, comola maderay el hueso, aparecen en la naturaleza

jemplos de materiales compuestos4

)l!sticos reforzados con fibra0 #lasificados por el tipo de fibra0

&adera 1fibras de celulosa en una matriz de lignina y hemicelulosa2

)l!stico reforzado de fibra de carbono o #56) o

)l!stico reforzado con vidrio176), 756) o, informalmente, *fibra

http://es.wikipedia.org/wiki/Ciencia_de_materialeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Material_compuesto#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Interfasehttp://es.wikipedia.org/wiki/Sinergiahttp://es.wikipedia.org/wiki/Maderahttp://es.wikipedia.org/wiki/Pl%C3%A1stico_reforzado_con_vidriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Material_compuesto#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Interfasehttp://es.wikipedia.org/wiki/Sinergiahttp://es.wikipedia.org/wiki/Maderahttp://es.wikipedia.org/wiki/Pl%C3%A1stico_reforzado_con_vidriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciencia_de_materiales

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de vidrio*2

#lasificados por la matriz0

8ermopl!sticos reforzados por fibra larga.

8ermopl!sticos tejidos de vidrio.

#ompuestos termoformados o termoestables.

#ompuestos de matriz met!lica o &s0

#ermet1cer!mica y metal2. 5undicin blanca.

&etal duro 1carburo en matriz met!lica2

Laminado metal9intermetal.

#ompuestos de matriz cer!mica0

:ormign;#oncreto

#arbono9carbono reforzado 1fibra de carbono en matriz de grafito2.

:ueso 1matriz sea reforzada con fibras de col!geno2

Adobe1barro y paja2

#ompuestos de matriz org!nica;agregado cer!mico

&adreperla o n!car

#oncreto asf!ltico

&adera mejorada

#ontrachapado

8ableros de fibra orientada1efinicin y propiedades

"n cermet es un metal duro con partculas duras de base de titanio. l nombre cermet viene de

combinar las palabras cer!mica y metal. para mejorar la resistencia al desgaste.

#rean un material compuesto met!lico que flota

Aplicado a barcos, evitara que estos se hundan aunque sufran daos en su estructura

Investigadores de la Escuela de Ingeniera de la Universidad Politcnica de Nueva York

http://es.wikipedia.org/wiki/Cermethttp://es.wikipedia.org/wiki/Hormig%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Hormig%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Adobehttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%A1carhttp://es.wikipedia.org/wiki/Contrachapadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Oriented_strand_boardhttp://es.wikipedia.org/wiki/Oriented_strand_boardhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Pycrete&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Cermethttp://es.wikipedia.org/wiki/Hormig%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Adobehttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%A1carhttp://es.wikipedia.org/wiki/Contrachapadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Oriented_strand_boardhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Pycrete&action=edit&redlink=1

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(NYU, EEUU) han creado un nuevo compuesto de matriz metlica !ue es tan ligero !uepuede "lotar en el agua# $dems, es mu% resistente# Por todo, podra ser ideal paraaplicaciones en automoci&n % aeronutica# Un 'arco "a'ricado con este materialcompuesto, por eemplo, no se hundira aun!ue su"riese daos en su estructura#

El compuesto de matriz metlica creado es tan ligero que puede flotar, lo suficientemente fuertecomo para soportar los rigores de un entorno marino, resistente al calor, lo que lo convierteen un candidato ideal como componente de autom!viles embarcaciones" #uente$ %&'

(oltechnic )chool of Engineering"n ciencia de materialesreciben el nombre demateriales compuestosaquellos que se formanpor la unin de dos materiales para conseguir propiedades que no es posible obtener enmateriales originales. "n ejemplo son los materiales compuestos de matriz met!lica,habitualmente utilizados en la industria aeron!utica y automotriz.

Ahora, un equipo de investigadores de la scuela de Bngeniera de la "niversidad )olit%cnicade $ueva 'orC 1$'", ""2 ha creado un nuevo compuesto de matriz met!lica que es tanligero que puede flotar en el agua.

n el terreno de la aeron!utica antes mencionado, por ejemplo, este material podra servir parafabricar barcos que no se hundiran aunque sufriesen da?os en su estructura. n automocintambi%n sera til, pues su peso ligero ayudara ahorrar en combustible.

*enos denso !ue el agua

l material en cuestin es una espuma sintctica, esto es, un material compuestode partculassintetizadas con metal. Aunque este tipo de espumas e+isten desde hace muchos a?os, este esel primer desarrollo con una matriz de metal ligero, informa la $'" en un comunicado.

La caracterstica se logr gracias al refuerzo de una aleacin de magnesio 1la matriz delmaterial2 con partculas huecas de carburo de silicio. La densidad del material resultante es deslo -,D gramos por centmetro cbico, es decir, menor que la del agua 1que tiene / gramo porcentmetro cbico2. A pesar de su baja densidad, sin embargo, el material es lo suficientementefuerte como para soportar las rigurosas condiciones del medio marino.

)or otra parte, las partculas huecas de carburo de silicio utilizadas pueden soportar una quesera cien veces la presin m!+ima que soporta una manguera de bomberos3 y tambi%n ofrecena la espuma sint!ctica proteccin contra impactos, ya que cada una de ellas acta absorbiendoenerga.

)or ltimo, este material compuesto puede ser dise?ado con una densidad y con otraspropiedades variables 1a medida2 mediante la adicin de m!s o menos partculas huecas decarburo de silicio en la matriz de metal. l mismo concepto tambi%n se puede utilizar con otrasaleaciones de magnesio que no son inflamables.

+isponi'le en tres aos

n los ltimos a?os, se han llevado a cabo importantes esfuerzos por desarrollar materiales

compuestos de matriz polim%rica de peso ligero, para reemplazar componentes basados enmetales pesados de automviles y embarcaciones marinas.

La tecnologa ahora creada est! bastante madura, y podra aplicarse a prototipos de prueba enun plazo de tres a?os. )or ejemplo, por su peso ligero y su alta flotabilidad y resistencia, podrausarse para vehculos anfibiosque pueden operar tanto en tierra como el mar.

http://es.wikipedia.org/wiki/Ciencia_de_materialeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Material_compuestohttp://es.wikipedia.org/wiki/Material_compuestohttp://engineering.nyu.edu/press-release/2015/05/12/metal-composite-will-literally-float-your-boathttp://engineering.nyu.edu/press-release/2015/05/12/metal-composite-will-literally-float-your-boathttp://es.wikipedia.org/wiki/Veh%C3%ADculo_anfibiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciencia_de_materialeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Material_compuestohttp://engineering.nyu.edu/press-release/2015/05/12/metal-composite-will-literally-float-your-boathttp://es.wikipedia.org/wiki/Veh%C3%ADculo_anfibio