8/17/2019 Fibra-de-Carbono-paginas-6-10

1/4

  DIVISIÓN DE

INGENIERÍAS

Fibra de Carbono

Ciencias de los Materiales

Carlos Antonio Agosto Morales

Rodrigo Corona Martínez

Gilberto Damián Sosa Vega

29/ABR!/2"#$ ng% Da&idMata'ira R(eda

2%) Fabricaci*n de las +bras de carbono!as +bras de carbono se ,abrican

mediante -irolisis controlada . ciclaci*nde -rec(rsores de cierta +bra orgánica elmás com0n de los c(ales es el -rec(rsor-oliacrilonitrilo 1A34 . el al5(itrán6 el-rimero es (na +bra sint7tica . elseg(ndo se obtiene de la destilaci*ndestr(cti&a del carb*n% 8iste otro-rec(rsor de +bra de carbono 5(e sederi&a de materiales -ro&enientes de lacel(losa el ra.*n%

8/17/2019 Fibra-de-Carbono-paginas-6-10

2/4

DCS C83CAS D8 !:S MA;8RA!8S GR

rec(rsores de ra.*n como se ?acomentado se deri&an de materiales-ro&enientes de la cel(losa%Act(almente a-enas se (tilizan debidoa 5(e en el -roceso de ,abricaci*n alllegar a la carbonizaci*n se -ierde (n@ de la masa de +bra . res(lta (n-roceso m(c?o más caro 5(e el resto%rec(rsores de al5(itrán basados enM en brea o en clor(ro de -oli&iniloVC4% !as +bras de carbono 5(ederi&an de estos -rec(rsores sonrelati&amente más baratas .a 5(etienen (na trans,ormaci*n más e,ecti&a5(e los anteriores -rec(rsores%rec(rsores A3 .a se ?a dic?o 5(eson la base -ara la ma.oria de las

+bras comerciales en la act(alidad% !acon&ersi*n en +bra de carbono al +naldel -roceso de trans,ormaci*n estáentre el " . el Fig(ra )4% Cadati-o de -rec(rsor tiene s( t7cnica de-rocesado -ero en general todos sig(en(na misma sec(encia tomando comobase (n -roceso de ,abricaci*n c(.o-rec(rsor es el A3 se -(edendisting(ir las sig(ientes eta-asestabilizaci*n carbonizaci*ngra+tizaci*n . tratamiento de

s(-er+cie% A4 8stabilizaci*n% 8n el-rimer -aso de la ,abricaci*n de la +brade A3 estabilizaci*n4 (n +lamento deco-olímero de -oliacrilonitrilo A34 esestirado . -asado a tra&7s de (n ?omode oidaci*n a ba'a tem-erat(ra -araad5(irir estabilidad dimensional% 8ste-aso s(ele denominarse in,(sible%B4 Carbonizaci*n% 8n el sig(iente -asode carbonizaci*n la estr(ct(ra internadel -olímero se con&ierte a (na alta

tem-erat(ra más alta E"" C ba'o (na

atmos,era inerte4 en lazos de anillos?eagonales de carbono contin(o%D(rante el -eríodo de calentamientom(c?os elementos di,erentes delcarbono desa-arecen . los cristales decarbono se orientan a lo largo de todala longit(d de la misma%C4 Gra+tizaci*n% 8n el sig(ientetratamiento de calentamiento a másaltas tem-erat(ras -or encima de 2"""C gra+tizaci*n4 el tamao de loscristales de carbono a(menta . me'orala orientaci*n de los cristales de la+bra% D4 ;ratamiento de s(-er+cie%Finalmente la +bra -asa a tra&7s de(na cámara de tratamiento des(-er+cie -ara -romo&er la ad?esi*n de

la +bra% :tros -asos serian el acabado .el em-a5(etado en ,(nci*n de la-resentaci*n ind(strial -ara ,acilitar elmane'o de la +bra% !os -asos de-rocesamiento -ara la +bra de-rec(rsor de al5(itrán son similaressal&o en el -aso inicial en el 5(e la+bra se derrite a -artir de al5(itrán-rocesado is*tro-o o anis*tro-o% 8ltamao . orientaci*n de los cristales la-orosidad de la +bra . s( im-(reza sonlos -rinci-ales ,actores 5(e a,ectan a

las -ro-iedades ,ísicas +nales del+lamento% C(ando el tratamiento decalentamiento -ara la +bra de carbonoa(menta el m*d(lo de elasticidadcrece e-onencialmente a lo largo detodo el rango de tem-erat(ra6 el moti&oes 5(e la cristalinidad de la +braa(menta ?asta (n &alor máimo ?acialos #%$"" C . entonces cae ?asta (n&alor constante mientras latem-erat(ra s(be ?asta el &alor más

a?í (tilizado%

Fibra de Carbono del Al5(itran

2

8/17/2019 Fibra-de-Carbono-paginas-6-10

3/4

DCS C83CAS D8 !:S MA;8RA!8S GR

Fibra de Carbono obtenida del A3

2%H resentaciones ind(striales de la+bra de carbono Son dis-onibles endi&ersas -resentaciones Mec?as ""I#""%""" +lamentos4 . Ro&ing Fig(raH4%%%% ;e'idos (nidireccionales om(ltidireccionales4 Fig(ras . $4% %reim-regnados con resina e-oi% 2% A-licaciones a la constr(cci*n2%%# Re-araciones . re,(erzos antiIsísmicos !as láminas metálicas

ad?eridas al ?ormig*n mediante resinade e-oi se (tilizan desde ?acec(arenta aos% Sin embargo la láminametálica -resenta serios -roblemascomo tales como la &(lnerabilidad a lacorrosi*n re5(iere -int(ra de-rotecci*n ins-ecci*n -eri*dica .o-eraciones de mantenimiento las(-er+cie a re-arar debe ser -lanaFig(ra @4% !a ca-a del ad?esi&o debeser m(. (ni,orme lo c(al im-licatratamiento de s(-er+cie . (n estrictocontrol de calidad antes de la a-licaci*ndel ad?esi&o es ,rec(ente la -resenciade b(rb('as c(ando se a-lica la láminametálica lo c(al red(ce el rendimientode la (ni*n -ara ello se s(elen taladrarlas láminas de metal lo c(al a(menta elcoste . red(ce drásticamente laresistencia mecánica de la lámina% !asláminas están sometidas a Jei*n demodo 5(e c(anta más gr(esa es lalámina menor es la resistencia debido a

los e,ectos laterales estando limitado eles-esor de la lámina a mm%

or otra -arte el metal es -esado .-oco e+ciente -ara el trans-orte . lamani-(laci*n siendo necesaria laa-licaci*n de (na -resi*n ele&ada ?asta5(e la resina de e-oi ?a com-letados( -roceso de c(rado% !a -osibilidad desolicitaciones de im-acto sobre lalámina metálica (na &ez 5(e lare-araci*n está o-erati&a es (n

-roblema 5(e s(ele resol&ersemediante el ancla'e -or medio de(niones mecánicas entre el metal . el?ormig*n a(mentando el coste . eltiem-o de e'ec(ci*n de la re-araci*n%

8isten ,(ndamentalmente dos t7cnicasdeRe-araci*n de estr(ct(ras de ?ormig*n

A-licaci*n de (na lámina de +bra decarbono . resina de e-oi end(recida-re&iamente% !as s(-er+cies irreg(lares-resentan limitaciones debido alcarácter end(recido del materialcom-(esto% 3ormalmente lasdimensiones de las -lacas son lassig(ientes 8s-esor # a 2 mm%Anc?(ra 2 a #2" mm% m-regnaci*nde la +bra de carbono con resina dee-oi en obra% 8n este caso el controlde calidad es crítico debido a lanecesidad de combinar en ?0medo la

resina con la +bra de carbono%

)

8/17/2019 Fibra-de-Carbono-paginas-6-10

4/4

DCS C83CAS D8 !:S MA;8RA!8S GR

A-licaci*n de (na lámina de +bra decarbono . resina de e-oi end(recida-re&iamente% !as s(-er+cies irreg(lares-resentan limitaciones debido alcarácter end(recido del materialcom-(esto% 3ormalmente lasdimensiones de las -lacas son lassig(ientes % 8s-esor # a 2 mm %Anc?(ra 2 a #2" mm % m-regnaci*nde la +bra de carbono con resina dee-oi en obra% 8n este caso el controlde calidad es crítico debido a lanecesidad de combinar en ?0medo laresina con la +bra de carbono%

 

RoKing de Carbono

 ;e'idos de Carbono

 ;e'ido de carbono ?íbrido carbonoIaramida%

H