PROPIEDADES DE LOS MATERIALES FIBRAS DE CARBONO PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

¿QUÉ ES? Es un material compuesto (fibrocarbono) formado por fibras de 50-10 micras de diámetro, compuesto principalmente de átomos de carbono. Los átomos de carbono están unidos entre sí en cristales que son más o menos alineados en paralelo al eje longitudinal de la fibra. De índole no metálico y de la clase de los poliméricos. En cuanto a la composición de la fibra de carbono, podemos decir que está formado por una matriz.

PROPIEDADES Característica FC comparado con el Acero Modo de resistencia a la tracción 3,5 13 Resistencia específica 2,0 017 Densidad 1,75 79 Su resistencia es casi 3 veces superior a la del acero, y su densidad es 4,5 veces menor. En cuanto a módulo de elasticidad hay una amplia gama de FC desde 240 hasta 400. Otras propiedades muy apreciables en la fibra de carbono son la resistencia a la corrosión, al fuego e inercia química y la conductividad eléctrica. Ante variaciones de temperatura conserva su forma.

PROCESOS DE FABRICACION Carbonización Para conseguir una fibra de alta resistencia se recurre al tratamiento térmico de carbonización: el PAN (poliacrilonitrilo) se calienta a 2500-2000 º C en atmósfera sin oxígeno, se alinean las cadenas del polímero hasta formar hojas de grafeno, cintas delgadísimas ,bidimensionales, y se logra una resistencia a la tracción de 5.650 N/mm2. Grafitización Si calentamos el PAN a 2500-3000 º C conseguimos la resistencia máxima de la FC: 531 000 N/mm2.Ahora es el momento de tejer la fibra, para formar láminas y tubos, que serán luego impregnados en una resina epoxi en un molde. Una vez la resina curada, endurecida, hay que darle forma mecánicamente, para conseguir el producto acabado, por ejemplo: la pala de una hélice. Hay varios tipos de fibras, a partir de las temperaturas de tratamiento.

USOS La Asociación japonesa de fabricantes de FC la llaman: “Ligera en peso, fuerte y duradera”. Indudablemente tiene un gran porvenir industrial, incluso fuera del área aeronáutica-espacial. Es el material tecnológico del siglo XXI, precursor de los nano-materiales. De alto precio, pero con tendencia a bajar. Baja densidad, exquisitas propiedades mecánicas, eléctricamente conductora, de alto módulo elástico y de tracción, resistente al calor, baja expansión térmica, estabilidad química, térmicamente conductora y además permeable a los rayos X, una propiedad importante en el equipamiento médico. La industria de transportes, en especial la aeroespacial lleva décadas buscando materiales compuestos (C/C), para sustituir al metal. El objetivo es disminuir el peso de vehículo y aumentar la eficacia. La industria de satélites y de aviones militares lleva la delantera; el alto precio de los C/C no es un inconveniente.