1.3.1     Interfaz

Las propiedades mecánicas de un material compuesto dependen también de la interfase. Es especialmente importante la unión entre las partículas y la matriz. La transmisión de los esfuerzos mecánicos entre las dos fases. Esto depende principalmente de la impregnabilidad, porque la matriz debe estar en estado líquido y tener facilidad para mojar el refuerzo. La impregnabilidad o mojado se define como la capacidad de un líquido para extenderse sobre una superficie sólida. Una buena impregnabilidad significa que la matriz fluirá perfectamente por la superficie del refuerzo y desplazará todo el aire uniendo los dos elementos.

Matriz

La matriz es él componente que se presenta en fase continua, actuando como ligante, este se encarga de distribuir la carga al refuerzo y de proteger a las fibras de los agentes externos, por tanto la matriz debe ser deformable y compatible con el refuerzo estas se describen en tres diferentes:
-       Materiales compuestos de matriz METÁLICA.
-       Materiales compuestos de matriz CERÁMICA.
-       Materiales compuestos de matriz POLIMÉRICA.
Las matrices metálicas se caracterizan por alta resistencia y módulo, alta resistencia a la temperatura y conductividad térmica y eléctrica. Los materiales compuestos de matriz metálica se usan principalmente en la industria aeroespacial, porque en estas aplicaciones los materiales deben ser resistentes a las altas temperaturas ya la abrasión. Las matrices utilizadas son metales con baja densidad y para que los compuestos tengan propiedades especificas elevadas. Así, los metales utilizados son: aluminio, magnesio y titanio. Las fibras de refuerzo más utilizadas para estas matrices son: fibras continúas de boro, fibras continúas de carburo de silicio y fibras continuas de grafito. Diferentes métodos de fabricación del material compuesto son adhesión por difusión, pultrusión, rapid-press y colada.
Las matrices cerámicas incluyen los sólidos inorgánicos no metálicos. Se clasifican en: vidrios, los materiales cerámicos tradicionales, nuevos materiales cerámicos, son los compuestos a base de óxidos y carburos entre ellos destacan la alúmina (Al2O3) y el carburo de silicio (SiC). Los materiales de cerámica se caracterizan por su gran resistencia a altas temperaturas y alta resistencia a la compresión, pero no en la tracción.
Los aspectos importantes a tener en cuenta en estos materiales son los diferentes coeficientes de expansión térmica de la fibra y la matriz.
Las matrices poliméricas puede ser termoestables o termoplástica sobre la base de si debe o no reticulaciones.
a) Termoestables: Matriz termoestables tiene enlaces covalentes formados en la reacción de reticulación. Sus características son: facilidad de procesamiento antes del curado (debido al bajo peso de resina precursor molecular), y alta tenacidad pero son más frágiles que los termoplásticos. Obtención de matriz termoestable se produce en dos etapas: se polimeriza parcialmente los monómero forma cadenas lineales (policondensación) y el curado completo bajo calor y presión (reticulación). Estas matrices son rígidas, insolubles y no fundibles.
b) Termoplásticos: Las matrices de termoplástico no son uniones permanentes, sino que se componen de moléculas lineales unidas por enlaces sencillos, que por encima de una cierta temperatura comenzarán a fluir y al enfriar por debajo de esa temperatura volverán de nuevo a su estado sólido. El procesado de las matrices de termoplástico comprende una etapa de calentamiento para ablandar el material y realizar colada y una fase de enfriamiento posterior para endurecerlo. El calentamiento se realiza generalmente después del moldeo del material.

Reforzamiento

Es una fase muy importante en los materiales compuestos, ya que las propiedades resultantes de los compósitos están influenciadas fuertemente por su morfología, tamaño y tipo (composición química). El reforzamiento, debe cumplir varias funciones, tales como: Soportar las tensiones que se ejercen sobre el material compuesto, aumentar características mecánicas como dureza y resistencia al desgaste. Los tipos de reforzamiento se pueden clasificar en función de su geometría, los cuales son: fibras continuas, fibras cortas discontinuas y partículas. , es quien aporta resistencia y rigidez al material, en general es componente con menor porcentaje dentro del material.

Tipos de reforzamientos

 - FIBRAS, elementos en forma de hilo en las que la relación L/D > 100.
a)    reforzados con fibras continuas estas proporciona las mejores propiedades en cuanto a rigidez y resistencia. Ejemplo: Matriz de aluminio reforzado con fibra de boro. Se fabrica por presión en caliente de fibras de boro entre láminas de aluminio. La adición de un 50% en volumen de boro aumenta de 310 a 1417 MPa la tensión axial. Otras fibras son el SiC, grafito, alúmina y wolframio o tungsteno.
b)    reforzados con fibras discontinuas Se fabrican con profusión estas Presentan una mayor resistencia, rigidez y estabilidad dimensional que las aleaciones metálicas no reforzadas.
c)    reforzados con partículas Se preparan fundamentalmente por pulvimetalurgia y procesos de infiltración por fusión. Ejemplo: Aluminio con partículas alúminas de forma irregular y SiC.