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Статті в журналах з теми "Materiales Compuestos de Matriz Cerámica":
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Hernández Moreno, Silverio. "Cerámica Reforzada con Fibras de Alúmina; Material para Aplicación en la Construcción." Acta Universitaria 16, no. 2 (August 1, 2006): 11–16. http://dx.doi.org/10.15174/au.2006.183.
Анотація:
El artículo presenta un estudio, el cual se desarrolló en el laboratorio un nuevo material de tipo compuesto, de matriz cerámica y reforzado con fibras de alúmina, las cuales también son de manufactura cerámica. El trabajo inició con el desarrollo de un método particular de selección y evaluación de materiales, para aplicaciones en la construcción de edificios, siendo este método la base principal del estudio, es decir, del desarrollo del nuevo material. Este nuevo material se decidió llamarlo Reforcer®, y como se ha señalado, es un material cerámico de tipo compuesto, que contiene como punto innovador, que está reforzado con fibras cerámicas de alúmina, lo cual hace que se mejoren muchas propiedades y características de las cerámicas tradicionales, sobre todo aspectos de resistencia mecánica, térmica y acústica; lo que nos permite utilizarlo en aplicaciones especiales y diversas en la construcción de edificios en México.
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Hernández, José G. Miranda, Miriam Vázquez Bustamante, Héctor Herrera Hernández, Carlos O. González Morán, Enrique Rocha Rangel, and Elizabeth Refugio García. "Tenacidad a la fractura de compuestos cermets 3Al2O3*2SiO2/Ag manufacturados por molienda de alta energía." Matéria (Rio de Janeiro) 21, no. 1 (March 2016): 243–51. http://dx.doi.org/10.1590/s1517-707620160001.0022.
Анотація:
La fabricación de materiales compuestos de matriz cerámica reforzados con partículas metálicas han propiciado la formación de nuevos materiales conocidos como compuestos CERMETS, materiales que debido a sus elementos precursores poseen propiedades distintas a las de los materiales convencionales. En este trabajo se establece la ruta de fabricación de materiales compuestos cermets base 3Al2O3*2SiO2 reforzados con partículas metálicas de Ag a partir de la formación de la composición química en peso de polvos de 3Al2O3*2SiO2 / 1% Ag en busca de un aumento en la tenacidad a la fractura con respecto al cerámico base. La composición química de polvos es sometida a un proceso de mezcla molienda de alta energía en seco en un molino tipo planetario por 2 horas a 200 rpm. Los polvos posteriormente son conformados en muestras cilíndricas de 20 mm de diámetro y 3 mm de espesor mediante la aplicación de carga uniaxial en frío de 200 MPa. Las muestras son sinterizadas a 1500°C y 1600°C por una y dos horas en un horno de resistencia eléctrica en atmósfera controlada de gas nitrógeno. Los compuestos fabricados son analizados microestructuralmente por microscopia óptica y electrónica de barrido. Se determina la densidad y las propiedades mecánicas de dureza y tenacidad a la fractura, las dos últimas por el método de indentación. Los resultados muestran la viabilidad de fabricación de materiales compuestos cermets así como los cambios en la densidad, la dureza y la tenacidad a la fractura, con respecto al cerámico 3Al2O3*2SiO2 sin refuerzo metálico.
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Giraldo Sánchez, Nestor Stiven, Juan David Valencia, Juan Manuel Meza Meza, and César Augusto Isaza Merino. "Estudio de las propiedades tribológicas de una aleación de magnesio AZ31B reforzado con nanotubos de carbono." Revista CINTEX 23, no. 2 (December 31, 2018): 54–60. http://dx.doi.org/10.33131/24222208.315.
Анотація:
Los materiales compuestos de matriz metálica han sido bastante estudiados en las dos últimas décadas debido a las buenas propiedades mecánicas que se pueden llegar a tener, las cuales se pueden obtener al combinar una matriz metálica reforzada, generalmente con un material cerámico. Varios autores han fabricado materiales metálicos livianos reforzados con macro y nanorefuerzos con el fin de obtener una muy buena relación resistencia peso la cual es muy atractiva para aplicaciones estructurales en ingeniería. Otras investigaciones se han centrado en la fabricación de materiales metálicos reforzados con nanotubos de carbono para aplicaciones estructurales, y en este estudio se usa la técnica tipo sándwich desarrollada recientemente para la fabricación de compuestos de matriz metálica, a cuyos materiales se le desean conocer las características tribológicas con el fin de explorar sus aplicaciones en implantes externos. El presente estudio se centra en las propiedades tribológicas del material compuesto en sistemas de contacto continuo o repetitivo con el fin de identificar el desgaste del material, el coeficiente de fricción promedio y los mecanismos de desgastes presentes en la interacción metal reforzado-metal.
4
Barona López, Gustavo, and Luis Efraín Velasteguí. "Materiales compuestos de matriz aleación de aluminio-silicio como alternativa en la fabricación de motores de combustión interna para la reducción de combustible." Ciencia Digital 3, no. 3.2 (September 2, 2019): 302–13. http://dx.doi.org/10.33262/cienciadigital.v3i3.2.758.
Анотація:
El presente artículo tiene por objetivo realizar un análisis entre los materiales de aleación aluminio-silicio, utilizados en la fabricación de blocks de motores de combustión interna, con los materiales compuestos de matriz metálica (MCMM); dando a conocer los problemas y beneficios que poseen las aleaciones de aluminio-silicio, al estar expuestos los cilindros del block a elevadas solicitaciones mecánicas con temperaturas que superan los 700 °C; así como las características y beneficios que presentarían los MCMM, si se los utilizaría en la manufactura de esta parte del motor. Además, se presenta, que los materiales compuestos de matriz aleación aluminio-silicio reforzada con materiales cerámicos, podrían ser una estrategia en el empleo de fabricación de blocks de motores, dando como resultado que la combinación razonada de la aleación aluminio-silicio con partículas cerámicas de carburo de silicio (SiC), para obtener el material compuesto (MC o composite), conjuga entre si propiedades de bajo peso, excelente transferencia de calor, alta resistencia a la tracción, gran tenacidad, resistente a procesos de desgaste y corrosión, lo que genera un alto rendimiento con un menor consumo de combustible. Un análisis entre las aleaciones de aluminio con los MCMM Al-Si reforzada con partículas cerámicas, muestran que los MC podrían ser una alternativa de material para la manufactura de blocks de automóviles, camiones y buses, ya que la característica del cerámico otorga estabilidad térmica al interior del cilindro, específicamente en la cámara de combustión (material no sufre de reblandecimiento), a elevadas temperaturas. La resistencia última y la dureza de un MCMM ANSI AA A359/SiC/20p-T6, con proceso de fabricación stir casting y colado por gravedad en molde de arena, es de 242 MPa y 120 HB; que respecto a una aleación de aluminio ANSI AA A356.0-T1, con proceso de fabricación en molde permanente, con valores de 207 MPa y 90 HB; muestra que el composite tiene mejores propiedades de resistencia y dureza, lo cual podría tener potenciales aplicaciones para la manufactura de todo tipo de blocks de motores de combustión interna, lo cual, si estos materiales pudieran ser utilizados, la reducción de combustible como objetivo, sería beneficioso para el impacto ambiental.
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Forn-Alonso, A., M. T. Baile-Puig, and E. Rupérez-de Gracia. "Propiedades tribológicas de los materiales compuestos de matriz de aluminio reforzados con partículas cerámicas." Revista de Metalurgia 41, Extra (December 17, 2005): 193–96. http://dx.doi.org/10.3989/revmetalm.2005.v41.iextra.1023.
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Portocarrero Hermann, Julián, John Darío Osorio, and Rafael Andres Robayo-Salazar. "Compuestos ablativos de matriz polimérica (resina poliéster) reforzada con materiales de desecho industrial y fibra de vidrio." Revista Ingenierías Universidad de Medellín 19, no. 36 (September 10, 2019): 223–37. http://dx.doi.org/10.22395/rium.v19n36a11.
Анотація:
Los materiales ablativos son la base de los sistemas de protección térmica de equipos o elementos recuperables que, en servicio, son expuestos a elevadas temperaturas. Generalmente, estos materiales son de difícil adquisición y alto costo, lo que dificulta su aplicación en países como Colombia. Esta investigación describe la obtención y caracterización de materiales compuestos de tipo ablativo basados en una matriz de resina poliéster reforzada con materiales particulados (60-70 % en peso) y fibra de vidrio corta (5 % en peso). Como particulados, se utilizaron residuos cerámicos y escoria de aluminio finamente molidos (˂75 μm), destacando que ambos materiales son subproductos industriales. Los compuestos desarrollados fueron sometidos al ensayo de llama directa con el fin de evaluar su desempeño ablativo. De esta manera, se simularon las condiciones térmicas (1.600-2.000 °C) a las cuales se expone la tobera de un cohete de órbita baja (tipo sonda). Complementariamente, se evaluó el efecto del ensayo ablativo sobre el nivel de agrietamiento y erosión (pérdida de peso) de los compuestos desarrollados. Como medida indirecta del desempeño mecánico residual de los compuestos, fue determinada la dureza de la zona térmicamente afectada. Los resultados obtenidos son considerados de suma importancia para la producción de sistemas de protección térmica o componentes de propulsión con materias primas de fácil adquisición y bajo costo en Colombia.
7
Robayo-Salazar, Rafael, Julián Portocarrero-Hermann, Ubaldo Díaz-Padrón, and Oscar Patiño-Castrillón. "Materiales compuestos ablativos de matriz polimérica y su aplicación en la fabricación de componentes de propulsión aeroespacial." Revista Facultad de Ingeniería 29, no. 54 (May 27, 2020): e10662. http://dx.doi.org/10.19053/01211129.v29.n54.2020.10662.
Анотація:
El desarrollo de sistemas de protección térmica y materiales compuestos de alta temperatura para la fabricación de componentes de propulsión de bajo peso representa un reto importante para la industria aeroespacial, especialmente en el campo de la cohetería. La cámara de combustión del cohete, propulsores y boquillas deben diseñarse para soportar temperaturas de trabajo superiores a los 1600-2000 °C en un ambiente ablativo severo. Esta investigación se enfoca en la obtención y caracterización de materiales compuestos ablativos basados en una matriz de resina poliéster (30%) reforzada con materiales particulados (fillers) (67%) y fibras cortas de vidrio (3%); destacando que los fillers corresponden a residuos o subproductos industriales tipo escoria siderúrgica, escoria de aluminio, escoria de fundición y residuo cerámico. Los compuestos fueron caracterizados físico-mecánicamente y sometidos a un ensayo ablativo de llama directa (~1600-2000 °C, 120 segundos), reportando niveles de aislamiento térmico de entre 72.6-92.9%, con temperaturas máximas en la cara opuesta a la llama de entre 141.6-548.8 °C, y pérdidas de peso posteriores al ensayo ablativo de entre 8.5-13.2%. Con base en los resultados obtenidos, se eligieron los compuestos óptimos y su aplicación fue validada en la fabricación de componentes de propulsión tipo toberas de motor-cohete, las cuales fueron sometidas a una prueba estática de combustión real utilizando un propelente sólido tipo Candy KNSu (65%KNO3-35%Sucrosa). Los resultados obtenidos demostraron la posibilidad de producir compuestos ablativos y sistemas de protección térmica a partir de materiales de fácil adquisición y altos contenidos de subproductos industriales; aplicaciones que se consideran de suma importancia para desarrollar el campo aeroespacial colombiano en la construcción de cohetes de sondeo con fines científicos, tecnológicos y militares.
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Maldonado Villa, Jorge, Julián Portocarrero Hermann, César Rodríguez Adaime, Juan José Valbuena Cocunubo, and Marlon Efrén Acuña Lizarazo. "Evaluación del comportamiento térmico de materiales compuestos de matriz polimérica en prototipos de toberas para cohetes de órbita baja." Revista Científica General José María Córdova 12, no. 13 (January 30, 2014): 275. http://dx.doi.org/10.21830/19006586.163.
Анотація:
Se consolidó un método para el desarrollo de prototipos de tobera para cohetes de órbita baja, compuesto de dos zonas de matriz polimérica (termófijas y elastoplásticas), reforzadas de acuerdo con su desempeño: una zona térmica (ZT) con características ablativas, endurecida por dispersión con polvo cerámico tipo I o II, y una zona estructural (ZE) con características de resistencia mecánica, con fibrorrefuerzo híbrido y con de fibras de carbono, vidrio y pizarra. Se estudian los requisitos ablativos y de resistencia estructural de 12 prototipos de tobera con diversas configuraciones, a través del tiempo de vuelo (90 y 120 segundos), es decir, las diferencias de temperatura y la pérdida de peso y espesor de los prototipos. Adicionalmente, se les evaluó el desempeño mediante simulación de las condiciones reales de operación en ensayos de tracción y de impacto por llama de oxicorte para determinar pérdida de peso, de espesor, diferencial de temperatura y cambio de propiedades mecánicas, etcétera, lo que llevó a encontrar un positivo comportamiento del sistema. La matriz que presentó el mejor desempeño térmico fue la elastoplástica endurecida por dispersión con el polvo cerámico tipo II; sin embargo, el mejor desempeño estructural lo ofreció el prototipo 9, el cual posee también una matriz polimérica.
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Durmuş, Hülya, Canser Gül, Nilay Çömez, and Melis Yurddaşkal. "Investigación sobre el comportamiento al desgaste de los compuestos Alumix321/SiC envejecidos y fabricados por prensado en caliente." Revista de Metalurgia 55, no. 3 (August 19, 2019): 148. http://dx.doi.org/10.3989/revmetalm.148.
Анотація:
La industria aeroespacial y del automóvil están necesitadas de materiales que combinen varias características, tales como bajo peso, elevada resistencia mecánica, alta resistencia a la corrosión y al desgaste. Las propiedades de las aleaciones de aluminio se pueden mejorar enormemente mediante el refuerzo utilizando partículas cerámicas. El objetivo de este estudio es analizar el efecto del envejecimiento por precipitación en el endurecimiento y el porcentaje de masa de partículas de SiC en la dureza y resistencia al desgaste de los compuestos de matriz de aluminio 6061, fabricados mediante prensado en caliente. Los compuestos se trataron en solución a 530 °C durante 1,5 h y luego se envejecieron artificialmente a 160 °C durante 18 h. La prueba de desgaste mediante un disco de bola se llevó a cabo con una carga 2 N y utilizando una bola de alúmina. La densidad de los compuestos se determinó de acuerdo con el principio de Arquímedes. La porosidad aumentó a medida que se incrementó el refuerzo de SiC. La dureza y la resistencia al desgaste mejoraron con las partículas de SiC y el envejecimiento. La dureza máxima y la pérdida de desgaste mínima se obtuvieron en muestras tratadas térmicamente que contenáin un 20% en peso de refuerzo de SiC.
10
Fuentes, R., E. Rubio, E. Ramos, S. Jiménez, and V. M. Castaño. "Modificación de Probetas de Aluminio Mediante Inmersión en Soles de Zirconio." Acta Universitaria 11, no. 3 (December 1, 2001): 22–27. http://dx.doi.org/10.15174/au.2001.294.
Анотація:
Es posible recurrir a la pulvimetalurgia, llamada también metalurgia de polvos, y al proceso sol-gel para obtener materiales compuestos de matriz de aluminio. Este método comienza con la compactación de polvo de aluminio, luego las probetas compactadas se sumergen en una solución coloidal de zirconio. Aprovechando la porosidad, la solución coloidal gela a lo largo de los poros interconectados, y durante la sinterización de las piezas, el gel cristaliza en forma de zirconia monoclínica y tetragonal. El material cerámico introducido actúa como reforzante, y mejora la resistencia al desgaste del material. La presencia de la zirconia en las probetas, depende de las condiciones de la inmersión y presenta un gradiente de concentración que disminuye en dirección al centro de las probetas.
Дисертації з теми "Materiales Compuestos de Matriz Cerámica":
1
Vazquez, Calnacasco Daniel. "All-Oxide Ceramic Matrix Composites : Thermal Stability during Tribological Interactions with Superalloys." Thesis, Luleå tekniska universitet, Materialvetenskap, 2021. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:ltu:diva-85513.
Анотація:
The challenges faced in today’s industry require materials capable of working in chemically aggressive environments at elevated temperature, which has fueled the development of oxidation resistant materials. All-Oxide Ceramic Matrix Composites (OCMC) are a promising material family due to their inherent chemical stability, moderate mechanical properties, and low weight. However, limited information exists regarding their behavior when in contact with other high-temperature materials such as superalloys. In this work three sets of tribological tests were performed: two at room temperature and one at elevated temperature (650 °C). The tests were performed in a pin-on-disk configuration testing Inconel 718 (IN-718) pins against disks made with an aluminosilicate geopolymeric matrix composite reinforced with alumina fibers (N610/GP). Two different loads were tested (85 and 425 kPa) to characterize the damage on both materials. Results showed that the pins experienced ~ 100 % wear increase when high temperature was involved, while their microstructure was not noticeably affected near the contact surface. After high temperature testing the OCMC exhibited mass losses two orders of magnitude higher than the pins and a sintering effect under its wear track, that led to brittle behavior. The debris generated consists of alumina and suggests a possible crystallization of the originally amorphous matrix which may destabilize the system. The data suggests that while the composite’s matrix is stable, wear will not develop uncontrollably. However, as soon as a critical load/temperature combination is attained the matrix is the first component to fail exposing the reinforcement to damage which drastically deteriorates the integrity of the component.
2
Maspoch, M. Ll (Maria Lluïsa). "Estudio de la fractura de materiales compuestos por una matriz de plástico." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de Catalunya, 1992. http://hdl.handle.net/10803/5893.
Анотація:
Se estudia el comportamiento a fractura de materiales, compuestos por una matriz de plástico en la que se ha dispersado una segunda fase en forma de partículas elastoméricas. Como matriz se han utilizado dos materiales diferentes: una resina de poliéster insaturada y poliestireno. Se estudia la morfología de los materiales compuestos preparados, se determinan los parámetros de fractura y otras propiedades mecánicas, se realiza el estudio fractográfico y finalmente se analizan los resultados e identifican los mecanismos de refuerzo que han actuado en cada caso.Se demuestra que la modificación con partículas elastoméricas tanto del poliéster insaturado como del poliestireno produce una mejora de la tenacidad a la fractura.
El mecanismo de refuerzo de la tenacidad para el caso de matriz termoestable es el de "crack pinning-bowing" y para el caso de matriz termoplástica es el de múltiple "crazing".
3
Vidal, David R. (David Rodríguez Vidal). "Recubrimientos de materiales compuestos CNF/cerámica y CNF/metal mediante proyección térmica por plasma atmosférico." Doctoral thesis, Universitat de Barcelona, 2017. http://hdl.handle.net/10803/404354.
Анотація:
Una máxima que se plantea en la sociedad actual es la consecución de una mayor eficiencia en los procesos industriales, reduciendo factores como el peso, mejorando la respuesta con los ciclos de los materiales y sobretodo y, ante todo, dando el máximo de funcionalidad y fiabilidad a los sistemas.
Cuando esta premisa se traslada a equipos que trabajan a altas temperaturas como turbinas o la conducción eléctrica en altos hornos, es necesario plantearse el estudio de nuevos materiales para conformar las zonas que sufren mayor estrés térmico.
Clásicamente se han utilizado aleaciones metálicas de Al-Zr-Cr o de base Ni-Cr para estas zonas, pero como alternativas a estas se han empezado a investigar cerámicos como el Si3N4 y SiC reforzados con fibras.
A pesar de las mejores propiedades que se pueden obtener con estos materiales, el máximo problema al que se enfrentan es la corrosión en caliente, la corrosión debida al vapor de agua a elevada temperatura que se encuentra en el interior de estos aparatos.
Para solucionar este problema, la estrategia general consiste en aplicar un recubrimiento protector (barrera ambiental) frente a estas atmósferas altamente corrosivas, del mismo modo en que se aplican barreras térmicas para proteger de la oxidación de metales a alta temperatura.
Estas barreras ambientales son estructuras multicapas, donde cada capa tiene que ser compatible químicamente con las anexas, presentar unos coeficientes de contracción y dilatación también compatibles tanto con las otras capas como con el sustrato y soportar ciclos térmicos sin degradación de ningún tipo.
Por otro lado, en los componentes de los motores que sufren mayor estrés térmico, es necesario mejorar los materiales para proteger estas partes de la oxidación, siendo necesario un buen comportamiento a los ciclos como en el caso anterior, aparte de fluencia tanto a temperatura ambiente como a alta temperatura.
Lograr cumplir todas estas propiedades no es baladí, sino que supone un reto para la ciencia de materiales y la ingeniería en general.
La presente tesis plantea la generación de una barrera ambiental basada en mullita/nanofibras de carbono sobre sustratos de acero y la generación de recubrimientos Al12Si/nanofibras de carbono sobre sustratos de acero para aplicaciones como pantallas térmicas aplicables en automoción.Maximum raised in today's society is to achieve greater efficiency in industrial processes, reducing factors such as weight, improving response to the cycles of materials and both giving maximum functionality and reliability to systems. When this premise is moved to equipments at high working temperatures such as turbines or electrical conduction in blast furnaces, it is necessary to consider the study of new materials to form areas suffering larger heat stress. Classically Al-Zr-Cr or Ni-Cr alloys are used for these areas, but SiN and fiber-reinforced SiC have been studied as alternatives. Even better properties can be obtained with these ceramic materials, the maximum problem is faced to hot corrosion, corrosion due to water vapor at high temperature which is within these devices. To solve this problem, the overall strategy is to apply a protective coating (environmental barrier) against these highly corrosive atmospheres, such as thermal barriers to protect the oxidation of metals at high temperature are applied. These environmental barriers are multilayer structures, each layer must be compatible chemically with the adjacent layers, presenting similar contraction and expansion coefficients, being compatible with the other layers and substrate and withstand thermal cycling without any degradation. Furthermore, engine components suffer high thermal stress, then it is necessary to improve the materials to protect these parts from oxidation, a good performance with cycles, apart from being necessary creep both at room temperature and high temperature. Achieve all these properties is not trivial, but it is a challenge for materials science and engineering in general. This thesis presents the option to generate mullite /carbon nanofibers environmental barriers on steel substrates and Al12Si/carbon nanofibers thermal barriers on steel substrates for applications such as automotive heat shields.
4
Cortés, Quezada Elizabeth Zaira. "Comportamiento mecánico de materiales compuestos de matriz termoplástica reforzada con partículas de cobre." Tesis, Universidad de Chile, 2014. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/131124.
Анотація:
Ingeniera Civil MecánicaLos materiales compuestos de matriz termoplástica reforzada con partículas de cobre son atractivos por la versatilidad dada por el polímero y el poder antimicrobiano dado por el cobre. Estos sistemas tienen potenciales aplicaciones en diferentes industrias, como la médica, de alimentos, tecnológica y aeronáutica, por nombras algunas. Al pensar en su utilización en un producto, es necesario el conocimiento de las propiedades mecánicas, campo de estudio en donde hay mucho que discutir y profundizar. El objetivo de este trabajo, es estudiar el comportamiento mecánico de materiales compuestos de matriz termoplástica reforzada con partículas de cobre. Se utilizaron tres tipos de matrices poliméricas de diferente morfología: HDPE y otras tipo LLDPE (identificadas como Engage 1 y 2); tres tipos de refuerzo de cobre de diferentes; y a cuatro porcentajes de carga volumétrica: 0,5, 1, 2 y 4% para cada matriz. Los materiales compuestos se fabricaron por medio de mezclado en fundido, y, a través de la realización de ensayos de tracción, se estudió el módulo de Young y la predictibilidad de modelos específicos para esta propiedad, el alargamiento a la rotura; y la resistencia a la tracción. De los resultados se obtuvo que el torque de mezclado disminuyó con el tiempo de ensayo para todos los materiales. Esto se atribuyó a la reducción de la fricción interna del material, debido al deslizamiento de las cadenas del polímero sobre la superficie de partículas de cobre, dado la nula interacción entre ambos. Respecto a las propiedades mecánicas, para todos los materiales, al aumentar la carga volumétrica se produjo un aumento del módulo de Young respecto a la matriz pura, resultado que no fue predicho por el modelo de Halpin Tsai, por ser insuficiente a la hora de integrar todos los fenómenos ocurridos durante la tracción. De los resultados SEM, se obtuvo diferencias en las macro morfologías de fractura según el tipo de matriz, atribuido a la diferencia de rigidez entre ellas. Además se observaron aglomerados de cobre distribuidos uniformemente en la matriz, lo que permitió la aplicación del modelo de agregación primaria (MAP) para el módulo de Young. Este modelo reprodujo los resultados experimentales mejor que el de Halpin Tsai, pero sin predecirlos completamente. Mientras que los materiales de HDPE y Engage 1 disminuyeron su alargamiento, al aumentar la carga volumétrica de cobre, para el Engage 2 esta propiedad se vio muy poco afectada. La tendencia general en todos los materiales fue al aumento de la resistencia a la tracción y a la baja en la tenacidad; sin embargo, para la matriz más elastomérica (Engage 2), se obtuvo un importante aumento de la tenacidad con la inclusión de cobre. Por medio de la realización de ensayos de termogravimetría, se determinó que la temperatura de degradación de los materiales supera los 300ºC, lo que confirma la no degradación de los materiales durante el mezclado a 190 ºC. Quedó en evidencia el efecto catalítico del cobre en las reacciones de degradación del material, disminuyendo la temperatura de degradación máxima de los mismos, al aumentar la carga volumétrica de cobre. La masa residual de estos ensayos aumenta con la carga de cobre, superando el porcentaje en peso de cobre agregado en la fabricación del material.
5
Aguilar, Ayala Rodrigo Daniel. "Caracterización mecánica de materiales compuestos de matriz polimérica PEBD reforzados con partículas de hierro." Tesis de Licenciatura, Universidad Autónoma del Estado de México, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.11799/105492.
Анотація:
Tesis que contiene la descripción de los materiales compuestos elaborados a partir de PEBD reciclado y reforzado con partículas de hierro, así como la descripción de los métodos de manufactura y su caracterización mecánica. También contiene el análisis de los resultados.El reciclaje mecánico de residuos plásticos es una solución ambiental al problema de la eliminación de residuos plásticos. Ya que los análisis de ciclos de vida reportados muestran que el proceso de extrusión con polímeros reciclados, tiene los menores impactos ambientales combinado con el uso de refuerzos y aditivos en comparación con la producción de plásticos vírgenes. En el presente trabajo, se elaboraron materiales compuestos a base de polietileno de baja densidad virgen (PE) y polietileno de baja densidad reciclado (PER) ambos reforzados con partículas de Fe en porcentajes de 0, 5, 10, 15, 20 y 25 % p/p empleando un extrusor monohusillo. Se realizó la caracterización mecánica de dichos materiales compuestos con el propósito de identificar las ventajas y/o desventajas de emplear PER en lugar PE, con el correspondiente valor agregado que se le otorga al PER que es considerado como un desecho rápidamente, por ser generalmente un plástico de un solo uso. Pero sobre todo se desea generar una opción sustentable, incorporando al PER a la economía circular de los materiales poliméricos
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Maz, Vargas Héndrick. "Estudio de la resistencia a la tracción y a la flexión de materiales compuestos de matriz polimérica fabricados mediante impresión 3D." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/13148.
Анотація:
La tecnología de manufactura aditiva, AM (additive manufacturing) se está usando con gran
éxito en las diversas aplicaciones del modelado por deposición fundida, FDM (fused
deposition modeling). Esta es la tecnología más usada en la fabricación 3D principalmente
en el área de ingeniería mecánica que la incorpora a sus procesos de producción de
prototipos rápidos para pruebas funcionales de bajo costo, componentes complejos, piezas,
accesorios, fabricados a partir de modelos digitales.
Debido a la necesidad de mejorar las propiedades mecánicas de la materia prima usado
para la fabricación de componentes, existe la exigencia de buscar nuevos materiales que
puedan ser usados con la tecnología de impresión 3D. Uno de los posibles métodos es la
adición de refuerzos de nanotubos de carbono y fibras de carbono a materiales poliméricos
como el ABS (acrilonitrilo butadieno styrene). Así, formar materiales compuestos de matriz
polimérica que podrían ser utilizados directamente en aplicaciones reales como en la
industria aeronáutica y automotriz.
El presente trabajo tiene como objetivo la fabricación y caracterización de materiales
compuestos de matriz polimérica usando impresión 3D para luego evaluar y comparar sus
propiedades mecánicas. Para la fabricación se utilizó la tecnología de impresión FDM y los
siguientes materiales: ABS puro, compuestos de ABS más nanotubos de carbono y ABS
más fibra de carbono.
La metodología seguida para el desarrollo del trabajo primero fue el diseño de las muestras,
para ello se utilizó la norma ASTM D638 para las probetas de tracción y ASTM D790 para
las probetas de flexión; luego se determinó los parámetros de fabricación variando alturas
de capas de deposición a 0,4 mm y 0,2 mm; y cinco diferentes tipos de mallado interno
variando las orientaciones de deposición de capas a 90°, 0°, 45°, 0°/90° y 45°/-45°. Luego
se procedió a la determinación de las propiedades mecánicas mediante ensayos de tracción
y flexión. Finalmente, se realizó una caracterización estructural a la superficie de fractura
mediante microscopía electrónica de barrido, SEM (scanning electron microscope). Como resultado final de los ensayos de tracción y flexión se tiene que en general los
especímenes fabricados con ABS tienen mayor resistencia que los compuestos de ABS
más nanotubos de carbono y ABS más fibra de carbono. Siendo los especímenes
fabricados con 0,2 mm de altura de capa más resistentes que los de 0,4 mm.
Además, los especímenes fabricados con 0,2 mm de altura de capa tienen resistencia igual
a la del filamento base utilizado para la fabricación. Este caso se cumple solo en el ABS y
ABS más nanotubos de carbono. En el compuesto ABS más fibra de carbono se refleja una
notable disminución de la resistencia.
Aunque los resultados del módulo de elasticidad tienen una elevada variabilidad, en todos
los casos los materiales compuestos tienen una mayor rigidez respeto al ABS; sin embargo,
la rigidez del compuesto ABS más fibra de carbono disminuye a la mitad respecto a su
filamento base.
Finalmente, los resultados del SEM indican que en el compuesto ABS más fibra de carbono,
estas micro partículas no se adhieren de manera correcta a la matriz polimérica creando
cavidades entre matriz y aditivo, debilitando la acción del refuerzo al momento de la
transferencia de esfuerzos. Resultado que se reflejó durante de los ensayos mecánicosTesis
7
Cabrera, Francisco Mata. "Modelos físicos y estadísticos para la caracterización del mecanizado de los materiales compuestos de matriz termoplástica." Doctoral thesis, Universidade de Aveiro, 2008. http://hdl.handle.net/10773/2556.
Анотація:
Doutoramento em Engenharia MecânicaA presente investigação tem como objectivos fundamentais estudar a maquinabilidade e definir modelos de corte para os materiais compósitos de matriz termoplástica. Foram efectuados ensaios de corte ortogonal e de torneamento sobre poliamidas PA 6 e PA 66 GF30 e sobre PEEK, PEEK CF30 e PEEK GF30. Encontram-se aplicações destes materiais, por exemplo, na indústria aeroespacial e aeronáutica, em biomecânica e elementos de construção de máquinas. Em grande parte destas aplicações é necessário obter superfícies com elevada qualidade o que exige operações de maquinagem. As poliamidas são materiais termoplásticos com aplicação corrente a nível industrial enquanto que as poli (éter-eter-cetonas) reforçadas são materiais compósitos avançados com enormes potencialidades no futuro. A maior parte das referências sobre a maquinagem de compósitos de matriz polimerica centram-se no estudo de materiais termoendureciveis logo os termoplásticos constituem um domínio interessante para investigação, tendo em conta o excelente conjunto de propriedades que exibem. O desenvolvimento experimental compreendeu os ensaios em corte ortogonal realizados com dois tipos de ferramentas, as pastilhas de carbonetos sinterizados (K10) e os insertos de diamante policristalino (PCD), e planos de ensaios específicos para verificar certos efeitos como a profundidade de corte ou o material e geometria da ferramenta. Durante o processo de torneamento registaram-se de um modo contínuo as forças de corte, o que permitiu em conjunto com a medição da espessura de apara definir o modelo físico de corte para estes materiais e estabelecer relações com o modelo teórico de Merchant. A medição da rugosidade permitiu também obter resultados para analisar a maquinabilidade destes materiais compósitos. Recorreu-se também a técnicas estatísticas nomeadamente à análise de variância, para estabelecer modelos de previsão e optimizar as condições de corte.
La presente Tesis Doctoral tiene como objetivos fundamentales estudiar la maquinabilidad y definir los modelos de corte de los materiales compuestos de matriz polimérica termoplástica. Se han realizado ensayos de torneado sobre dos materiales pertenecientes a la familia de las poliamidas, en concreto la PA 6 y la PA 66-GF30, reforzada con 30% de fibras de vidrio, y sobre tres materiales pertenecientes a la familia de las poli (éter-éter-cetonas), el PEEK, el PEEK CF30, reforzado con 30% de fibras de carbono, y el PEEK GF30, reforzado con 30% de fibras de vidrio. Las aplicaciones más frecuentes de estos materiales son la industria aeroespacial, la biomecánica y la construcción de elementos de máquinas, principalmente. En buena parte de sus aplicaciones, es preciso conseguir superficies con un grado de calidad determinado, lo que exige realizar operaciones de mecanizado posteriores al conformado del material. Las poliamidas son materiales termoplásticos implantados a nivel industrial mientras que las poli (éter-éter-cetonas) reforzadas son materiales compuestos avanzados con enormes potencialidades de cara al futuro. La mayor parte de las referencias sobre el mecanizado de los materiales compuestos de matriz polimérica se centran en el estudio de los materiales termoestables, mientras que los termoplásticos constituyen un terreno abonado para la investigación, teniendo en cuenta el excelente conjunto de propiedades que exhiben. El desarrollo experimental comprende los ensayos de corte ortogonal, realizados con dos tipos de herramientas, las pastillas de carburos cementados (K10) y los insertos de diamante policristalino (PCD), y planes de ensayos específicos para verificar ciertos efectos como la influencia de la profundidad de pasada o la geometría de la herramienta. Durante el proceso de torneado se registran de manera continua las fuerzas de corte, lo que permitirá, junto con la medida del espesor de viruta, definir el modelo físico de corte de estos materiales y establecer relaciones con respecto al modelo teórico de Merchant. La medida de la rugosidad permitirá también obtener resultados para analizar la maquinabilidad de estos materiales compuestos. Se recurre a técnicas estadísticas, entre ellas el análisis de varianza, para completar el estudio del mecanizado, establecer modelos de predicción y, en todo caso, optimizar las condiciones de corte. Sobre la base de la experimentación y de los ulteriores análisis realizados, se pone de manifiesto el efecto de las fibras de refuerzo sobre la maquinabilidad de estos materiales compuestos, así como la influencia de la herramienta de corte en los resultados.
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Molina, Saqui Andoni Royer. "Desarrollo de materiales compuestos de matriz termoplástica reforzados con nanopartículas utilizando la técnica de modelado por deposición fundida empleada en manufactura aditiva." Master's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/6828.
Анотація:
Hoy en día la manufactura aditiva está teniendo una gran acogida tanto en el campo académico como industrial, ya que con ella se pueden fabricar piezas con geometrías complicadas sin la necesidad de usar moldes o los clásicos procesos de manufactura por remoción de material, donde un gran porcentaje del material es desperdiciado sin la opción en muchos casos a poder reciclarlos. En cambio con la manufactura aditiva se pueden obtener piezas de manera directa partiendo de un modelo tridimensional hecho por un programa de diseño asistido por computador (CAD). Sin embargo el limitado uso de materiales y la anisotropía de las propiedades mecánicas de piezas obtenidas por manufactura aditiva, no la hacen muy llamativa en ciertas aplicaciones donde se requiera una alta exigencia mecánica.
En ese sentido el objetivo del presente trabajo es desarrollar materiales compuestos de matriz termoplástica: Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS) Y Poliácido Láctico (PLA), reforzadas con nanoarcillas, utilizando la técnica de modelado por deposición fundida (FDM: Fused deposition modeling) empleada en manufactura aditiva.
La investigación se desarrolló principalmente en dos etapas. Primero, se estudió el efecto de los principales parámetros de impresión sobre las propiedades mecánicas de piezas obtenidas por FDM con el objetivo de seleccionar valores de dichos parámetros que permitan una fácil impresión para generar piezas de ABS y PLA con buenas propiedades mecánicas. Segundo, se evaluaron las propiedades mecánicas de probetas impresas mediante FDM a partir de filamentos de material compuesto de matriz termoplástica (ABS y PLA) reforzado con nanoarcillas.
Se demostró que las propiedades mecánicas de las probetas impresas mediante FDM varían considerablemente con la temperatura de impresión, altura de capa y ángulo de impresión, encontrando resistencias a la tracción desde 28.3 MPa hasta 43.4 MPa para el ABS y desde 52.9 MPa hasta 61.2 MPa para el PLA. Así mismo se logró una adecuada impresión 3D de materiales compuestos, aumentando la resistencia a la tracción del ABS con contenido de nanoarcillas, pero una caída en la resistencia al impacto. Mientras que para el PLA la resistencia a la tracción disminuyo sensiblemente al introducir las nanoarcillas, pero su resistencia al impacto se incrementó con un contenido de 3% de nanoarcillas.Tesis
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Ortecho, Luna David Amador. "Caracterización de nanomateriales compuestos con matriz de carragenina reforzados con óxido de grafeno, nanotubos de carbono y nanopartículas de origen biológico." Master's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/6981.
Анотація:
La utilización de biopolímeros en reemplazo de los polímeros tradicionales sintéticos es una
necesidad creciente en todos los campos de la industria. La carragenina es un polisacárido
que se extrae de las algas, por lo que se considera una alternativa a tomar en cuenta ya que
es un material abundante, económico y biodegradable.
El objetivo principal de esta tesis es desarrollar y caracterizar nanocompuestos a partir de
una matriz de carragenina con diversos nanorefuerzos tales como óxido de grafeno y
nanotubos de carbono de pared simple y múltiple. Las películas obtenidas se caracterizarán
estructural, térmica, morfológica y mecánicamente.
Para cumplir con lo trazado en el objetivo principal, en primer lugar se procedió a hacer una
revisión del estado del arte, presentando los fundamentos básicos para el desarrollo de
nanocompuestos, describiendo las generalidades de la carragenina, el óxido de grafeno y los
nanotubos de carbono, así como también los procesos más conocidos de síntesis de
nanocompuestos.
Se procedió a extraer el biopolímero de las algas y luego se elaboraron los nanocompuestos
de tres tipos diferentes: los reforzados con óxido de grafeno, nanotubos de carbono de pared
múltiple y nanotubos de carbono de pared simple. Cada tipo de nanocompuesto fue preparado
con tres porcentajes de peso de refuerzo: 1%, 3% y 5%. Todas las películas fueron sometidas
a difractómetría de rayos X, espectroscopía de infrarrojo con transformada de Fourier,
termogravimetría, calorimetría de barrido diferencial, microscopía electrónica de barrido y
de fuerza atómica, y a ensayos de tracción.
Los resultados obtenidos demuestran una buena interacción entre la matriz y los refuerzos,
ya que las propiedades estructurales de la matriz no se ven afectadas por la presencia de
nanopartículas. Las propiedades térmicas se mantienen estables ya que no existen cambios
considerables en la temperatura de degradación térmica ni en la de transición vítrea, sin
embargo se observa una mayor cantidad de masa remanente luego de la pirolisis de la matriz
cuando esta se encuentra reforzada con los refuerzos estudiados. Las pruebas de microscopía
muestran una correcta dispersión de los refuerzos a lo largo de todas las muestras por lo que
se puede asegurar que el proceso de obtención de los films ha sido efectivo. Las pruebas
mecánicas ofrecen notables resultados, ya que se observan mejorías considerables en todos
los casos analizados. La resistencia a la tracción aumentó hasta en un 93.29% para los
nanocompuestos reforzados con óxido de grafeno, y el módulo de elasticidad se elevó en un
573.11% en el caso de los nanocompuestos de nanotubos de carbono de pared simple. Las
mejores propiedades mecánicas se encontraron al 5% de refuerzo en todos los casos.Tesis
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Sandoval, Bonhomme Pablo Andrés. "Evaluación experimental del comportamiento mecánico de refuerzos de fibra de carbono con matriz cementícea (FRCM), influencia del tipo de matriz." Tesis, Universidad de Chile, 2014. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/131358.
Анотація:
Ingeniero CivilUna de las técnicas de refuerzo y reparación de estructuras desarrolladas últimamente, corresponde al uso de fibra de carbono (mallas o tejidos) las que se adhieren a los elementos de hormigón o albañilería mediante resinas epóxicas en el caso de materiales poliméricos reforzados con fibra (FRP) y mediante materiales inorgánicos en el caso de las fibras con matriz cementícea (FRCM). El objetivo principal de esta investigación es describir el comportamiento de refuerzos de estructuras de hormigón con fibra de carbono adheridas con matriz cementícea (sistema FRCM). Para esto, se evalúa el desempeño de tres distintas matrices utilizadas para embeber mallas de fibra de carbono como refuerzo de elementos de hormigón. En primer lugar, se hace una revisión bibliográfica de estudios internacionales realizados para evaluar esta solución de reparación y se muestran distintos ejemplos del uso de esta tecnología en distintos lugares sísmicamente vulnerables. El trabajo experimental se inicia con una caracterización de los materiales utilizados. Se presentan las propiedades mecánicas de la malla de fibra de carbono y se caracterizan las distintas matrices cementíceas a utilizar. En esta parte, se incluye la dosificación y confección de dos morteros diseñados para actuar como matrices en el sistema FRCM. El primero de ellos corresponde a un mortero en base a cemento portland modificado con polímeros y el segundo a un mortero geopolimérico en base a ceniza volante. Estos morteros son caracterizados tanto por ensayos en estado fresco como endurecido, para ajustar su composición de modo de obtener las propiedades que normalmente se especifican para este tipo de aplicación, que en este caso corresponden a las de un mortero predosificado diseñado industrialmente como parte del sistema FRCM comercializado en Italia. La factibilidad técnica del sistema FRCM, se estudia mediante ensayos de adherencia a flexión del refuerzo aplicado a vigas de hormigón, teniendo como variable los distintos tipos de morteros y cuantías de refuerzo. Por otra parte, se evalúan las propiedades características del sistema de refuerzo mediante ensayos de tracción directa de láminas de material compuesto y ensayos de adherencia de los morteros a una superficie de hormigón. Del comportamiento observado en el ensayo de flexión, se concluye que no obstante los diferentes morteros estudiados cumplen satisfactoriamente con las condiciones de trabajabilidad requeridas por el sistema FRCM, solamente el refuerzo con matriz geopolimérica presentó un desempeño óptimo bajo la metodología de ensayo adoptada.
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Mercedes, Luis, Lluis Gil, and Ernest Bernat. "Comportamiento mecánico de compuestos de matriz cementicia y tejidos de fibras vegetales." In HAC2018 - V Congreso Iberoamericano de Hormigón Autocompactable y Hormigones Especiales. Valencia: Universitat Politècnica València, 2018. http://dx.doi.org/10.4995/hac2018.2018.5501.
Анотація:
Los compuestos cementicios reforzados con fibras en forma de tejidos (fibre reinforced cementitious composite: FRCC) han demostrado ser un material de refuerzo con un prometedor futuro, debido a su facilidad de aplicación, resistencia al fuego y su capacidad de disipar energía a través de un patrón de multifisuras. El auge que viene desarrollando el uso de fibras vegetales como refuerzo dentro de los materiales compuestos debido a su bajo costo, baja densidad, reciclabilidad y biodegradabilidad, hace que estas fibras se presenten como una opción de refuerzo a considerar dentro los compuestos cementicios. En este estudio se han elaborado especímenes FRCC de diferentes fibras vegetales (lino, cáñamo, sisal y algodón), utilizando un tratamiento a base de poliéster para evitar la degradación de las fibras y mejorar su eficacia dentro de la matriz alcalina de los compuestos cementicios. Los resultados han mostrado una excelente interacción entre los tejidos y la matriz utilizada, pues el poliéster además mejorar las propiedades mecánicas de los hilos y proteger las fibras frente a la alcalinidad de la matriz, aumenta la adherencia con esta, y con ello mejora las prestaciones mecánicas del FRCC. Donde los resultados presentan las fibras de lino y cáñamo (por sus mejores propiedades mecánicas frente a otras fibras vegetales) como las fibras vegetales con mayor futuro dentro de los materiales compuestos.DOI: http://dx.doi.org/10.4995/HAC2018.2018.5501