Efecto de la intercara en materiales compuestos de matriz ceramica y fibras continuas

Resumen

El objetivo de la presente tesis es el estudio de las propiedades mecanicas de la intercara de los materiales compuestos de matriz ceramica (cmcs) reforzados con fibras largas y su influencia en el comportamiento mecanico macroscopico. Aunque el trabajo se ha realizado para un material con matriz de beta-sic reforzada con fibras de nicalon tejidas en dos direcciones, se pretende que el modelo sea aplicable a cualquier cmc. Se establece una metodologia de ensayo para la obtencion in situ de las propiedades de la intercara a partir de ensayos de empuje de fibras, empleandose, ademas del sic/c/sic tejido en dos direcciones, el cas/c/sic con arquitectura cruzada ((0/90)3)s. Este ensayo resulta complejo en cuanto a la interpretacion de sus resultados, resultando imprescindible emplear un modelo que considere el efecto de poisson y determine in situ las tensiones residuales en las fibras. Se ha estudiado, asimismo, la evolucion de las intercaras de carbono de ambos materiales a temperaturas intermedias (ta a 800 grados c) y a altas temperaturas (1000 grados c y 1500 grado c) en aire, observandose importantes modificaciones en sus propiedades a partir de los 375 grados c. Finalmente, se ha desarrollado un micro-meso modelo que describe el comportamiento a traccion de un haz de cmc reforzado con fibras largas una vez agrietada la matriz, y la resistencia de una capa tejida. El modelo predice una fuerte localizacion del daño durante el proceso de rotura de un haz y esclarece el efecto de las concentraciones de tensiones en las conexiones entre los haces longitudinales y transversales en la resistencia de una capa tejida.