9.1 Compuestos reforzados con partículas

En estos materiales compuestos las partículas de material duro y frágil, dispersas de forma discreta y uniforme se rodean de una matriz más blanda y dúctil.
Dependiendo del tamaño y la naturaleza de las partículas que influyen en las propiedades del compuesto, estos se clasifican en:
a) Compuestos endurecidos por dispersión.
b) Compuestos con partículas propiamente dichas
En los compuestos endurecidos por dispersión el tamaño de las partículas es muy pequeño, con diámetros de 100-2500 Å. Debido a que estas partículas dificultan el movimiento de las dislocaciones, producen un efecto de endurecimiento notable en el material con pequeñas cantidades. A esto se añade que no presentan problemas de ablandamiento debido al sobrenvejecimiento, crecimientos de grano con mejor resistencia a fluencia que los metales y aleaciones a los que refuerzan.
Las propiedades de estos compuestos pueden optimizarse cuando se considera que:

1)	La fase dispersa, generalmente un óxido duro y estable, debe ser un obstáculo efectivo para el deslizamiento.
2)	El material disperso debe tener un tamaño, forma, distribución y cantidad óptimos.
3)	El material disperso debe tener baja solubilidad en el material que refuerza, no deben existir reacciones químicas, como sucede en la alúmina respecto al aluminio que refuerza.
4)	Se debe lograr una buena unión material dispersante-matriz, es decir una correcta interfase entre el refuerzo y el material, lo que se logra con una pequeña solubilidad.

Algunos de los materiales compuestos obtenidos por endurecimiento por dispersión aparecen reflejados en la tabla 15.6.

 

Tabla 15.6 Ejemplos y aplicaciones de compuestos endurecidos por dispersión.

Los compuestos con partículas propiamente dichas contienen grandes cantidades de partículas gruesas que no dificultan de manera efectiva el movimiento de dislocaciones. En estos se incluyen numerosas combinaciones de metales, cerámicas y polímeros. El objetivo de estos radica en producir combinaciones de propiedades poco frecuentes y no en mejorar la resistencia.
Algunos ejemplos característicos de este tipo de compuestos son: los carburos sinterizados para herramientas de corte, que contienen las partículas cerámicas duras en una matriz metálica de cobalto; los contactos eléctricos de interruptores de buena resistencia al desgaste y excelente conductividad como aleaciones de W-Ag, polímeros con agentes de relleno como el caucho con negro de humo para neumáticos citado anteriormente.