Bernabé Jiménez Padilla - Montaje y reparación de los sistemas mecánicos. FMEE0208

Nota

El aluminio es el metal más usado después del acero, y por su ligereza se utiliza en estructuras metálicas en industrias aeronáuticas y automovilísticas.

7. Titanio (Ti).Se obtiene del mineral rutilo e ilmenita.

Propiedades: material gris plata. Densidad = 4,54 Kg/dm 3.

Muy resistente a la corrosión de numerosos agentes, que atacan a la mayor parte de los metales.

Es muy duro y por tanto muy frágil. Resistente al calor y a la fatiga.

Sus propiedades mecánicas dependen del grado de pureza.

Aplicaciones del titanio: quirúrgica en válvulas cardíacas, marcapasos y bisturís. Propulsores y toberas de cohetes, discos de ventilación y palas de turbina. Construcción naval en hélices y timones de barcos. Relojería, joyería, pendientes, pearcing, anillos, etc.

5.2. Materiales poliméricos

Un polímeroes una gran molécula constituida por la repetición de pequeñas unidades químicas simples de carbono e hidrógeno. La repetición es normalmente lineal, semejante a como una cadena la forman los eslabones.

En el sentido original, el término plástico se aplica a un material que se consigue hacer fluir de modo que pueda moldearse o modelarse. Los polímerosorgánicos, conocidos como plásticos, son los protagonistas de la revolución tecnológica en todos los sectores industriales. Se aplican en electricidad, electrónica, construcción naval y aeronáutica, embalajes, etc.

Las macromoléculas que constituyen los materiales poliméricos están formadas por secuencias de átomos de carbono entre los que se pueden intercalar átomos de hidrógeno, silicio, nitrógeno y azufre, entre otros, unidos por enlaces covalentes (dobles), constituyendo una cadena molecular de tipos lineal, ramificada o reticulada.

Existen muchas formas de clasificar los polímeros, pero atendiendo a sus propiedades físicas podemos tener:

Termoplásticos.Con estructura lineal con o sin ramificaciones. Son aquellos polímeros que por la acción del calor se reblandecen de manera reversible, haciéndose sólidos de nuevo cuando se enfrían. Tienen, por tanto, un intervalo de fusión. Los tipos son poliolefinas, polímeros vinílicos y acrílicos, poliésteres y resinas termoplásticas especiales.

Termoestables.Una vez calentados, formados y enfriados no se pueden volver a calentar. Los tipos son duroplásticos, fenoplásticos y derivados de la celulosa.

Elastómeros.Tienen estructura poco reticulada con macromoléculas, de elasticidad similar al caucho. A los elastómeros sintéticos se les puede controlar la reticulación por vulcanizado, proporcionándoles capacidad elástica con un alto grado de recuperación.

Propiedades importantes de los polímeros son la cristalinidad y transparencia, efecto que en ellos produce la temperatura, resistencia a los disolventes y la capacidad mecánica.

Esta última está condicionada por la presencia de las ramas laterales que tiene el polímero. La presencia de grupos laterales y de anillos en las cadenas poliméricas tiene el efecto de aumentar la rigidez del material.

Aplicaciones de los polímeros

En muchos campos de la industria, los plásticos tienen en la actualidad una presencia cada vez mayor. Se tienen:

1. Policloruro de vinilo(P.V.C.). Aplicación en pinturas, juguetes, automóviles, zapatos y muebles.

2. Poliacetato de vinilo(P.V.A.c.). Aplicación en adhesivos, aglomerantes y recubrimientos anticorrosivos.

3. Poliestireno(P.S.). Aplicación en ajustes, cisternas, cubiertas y aislamientos térmicos.

4. Polimetacrilato de metilo(P.M.M.A.). Aplicación en óptica para lentes de contacto, anteojos, monturas, faros de coches, bañeras, cabinas de helicópteros y odontología.

5. Poliamidas.Aplicación en la industria textil, aislantes eléctricos, tubos, cierres, engranajes, diafragmas, gafas de sol y de seguridad.

6. Resinas epoxi.Aplicación en adhesivos, recubrimientos protectores y monturas de gafas.

7. Acetato de celulosa.Aplicación en filmes de películas, envoltorios, bolsas y cajas de empaquetado.

5.3. Materiales compuestos

Son aquellos formados por dos o más materiales distintos y en los que no se produce una reacción química entre ellos.

Es muy conocido un material compuesto como el hormigón armado, en el que las características de compresión y tracción se suman para conseguir un elemento estructural de tipo pétreo con características especiales de flexión hasta unos límites admisibles. Históricamente la mezcla de barro y paja produjo un gran avance en las características de resistencia mecánica para las piezas formadas, base para elaborar las construcciones. Dentro de la industria actual se han desarrollado compuestos orgánicos en los que las propiedades que se consiguen se basan en la adecuada mezcla que se produce, como en el ya mencionado hormigón armado.

Los materiales compuestos poseen la llamada matrizy el llamado refuerzo,que se mezclan para conseguir unas características que se adecúan a las aplicaciones que se necesitan.

Las aplicaciones de estos materiales compuestos van desde la industria espacial, náutica y aeronáutica, hasta todos los campos de la industria química (petroquímicas). Las propiedades del material compuesto siempre superan la suma de las propiedades de cada uno de los elementos que lo forman.

Dentro de la fase continua o matriz, se incluye la fase discontinua o refuerzo, de manera que las propiedades que uno no tiene las complementa el otro.

La matriz puede ser de tipo metálico, cerámico, de carbón y orgánico. Las matrices de tipo orgánico (plásticos), que son las más extendidas, deben dar estabilidad al conjunto, protegiendo al refuerzo de los deterioros de tipo químico y mecánico, evitando la difusión de las posibles grietas. Se pueden tener termoplásticos, elastómeros y termoestables o duroplásticos.

Kevlar

El refuerzo se utiliza en forma de fibras. Se pueden tener fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras cerámicas, orgánicas (kevlar) y de boro.

Todas ellas mejoran las características del compuesto para adecuarse a las diferentes aplicaciones que se puedan presentar.