Perspectivas de Tribotecc: Lubricantes sólidos para polímeros de alta ingeniería
El proceso de transformación de polímeros en cerámica ha permitido realizar importantes avances tecnológicos en la ciencia y la tecnología de la cerámica, como el desarrollo de fibras cerámicas, revestimientos o cerámicas estables a temperaturas ultra altas (hasta 2000°C) con respecto a la descomposición, la cristalización, la separación de fases y la fluencia. En los últimos años se han logrado varios avances importantes, como el descubrimiento de una variedad de propiedades funcionales asociadas a los CDP. Además, los nuevos conocimientos sobre su estructura a escala nanométrica han contribuido a la comprensión fundamental de las diversas características útiles y únicas de los PDC relacionadas con su alta durabilidad química o su alta resistencia a la fluencia o su comportamiento semiconductor. Desde el punto de vista del procesamiento, los polímeros precerámicos se han utilizado como aglutinantes reactivos para producir cerámicas técnicas, se han manipulado para permitir la formación de poros ordenados en el rango meso, se han ensayado para unir componentes cerámicos avanzados y se han procesado en componentes a granel o macroporosos.
Plásticos a la manera de Boedeker – PEEK
y optimizar las composiciones de compuestos de tres componentes basados en polieteretercetona (PEEK) con propiedades tribológicas y mecánicas mejoradas. Inicialmente, se investigaron compuestos de dos componentes basados en PEEK cargados con disulfuro de molibdeno (MoS2) y politetrafluoroetileno (PTFE). Se demostró que el aumento de las características tribológicas del modo de fricción en seco en los contactos tribológicos metal-polímero y cerámica-polímero
se lograba mediante la carga de partículas fluoroplásticas lubricantes. Además, el disulfuro de molibdeno homogeneizó la estructura permolecular y mejoró las propiedades de resistencia de la matriz. A continuación, se propuso y aplicó una metodología para identificar la composición de los compuestos multicomponentes basados en PEEK con propiedades prescritas que se basan en una cantidad limitada de datos experimentales. Se demostró que la tasa de desgaste
del compuesto “PEEK + 10% PTFE + 0,5% MoS2” disminuía 39 veces cuando se ensayaba sobre la contraparte metálica, y 15 veces sobre la cerámica en comparación con el PEEK puro. Sin embargo, en términos absolutos, la tasa de desgaste del compuesto de tres componentes sobre la contraparte metálica fue 1,5 veces mayor que sobre la cerámica. Una resistencia al desgaste tres veces mayor
Fundamentos de la tribología de los polímeros (Una charla en línea impartida por
Este libro cubre los avances y prácticas actuales en las aplicaciones tribológicas de los materiales compuestos bajo diversos procesos, presentando el desarrollo, la caracterización y las propiedades morfológicas de los materiales compuestos en aplicaciones tribológicas. Abarca una amplia gama de temas, que van desde la investigación fundamental sobre las características tribológicas de diversos materiales multifásicos hasta las aplicaciones finales de los materiales compuestos en componentes técnicos sometidos a desgaste. Reúne contribuciones de investigadores que discuten enfoques experimentales y técnicas analíticas innovadoras, creando una referencia con una cobertura completa de las técnicas de investigación modernas y la aplicación potencial de los materiales compuestos tribológicos en las industrias biomédica, aeroespacial, de automoción, marina y de la construcción. Este volumen será de interés para los investigadores de la ciencia de los materiales que trabajan tanto en la industria como en el mundo académico
Este capítulo presenta una breve descripción del estado actual de la técnica en el ámbito de la tribología de los materiales compuestos de polímeros reforzados con fibras. Se mencionan los factores importantes que determinan las propiedades de fricción y desgaste de las fibras a partir de la modificación de la superficie. Se presentan las tendencias tribológicas de los compuestos de polímeros reforzados con fibras, tanto los tradicionales como los nanocompuestos, utilizando los datos disponibles actualmente en la literatura. Las variaciones en la longitud de las fibras, la orientación de las mismas, el tipo de tratamientos y las características físicas influyen significativamente en las propiedades tribológicas. Por último, basándonos en nuestros conocimientos actuales en este campo, hemos especulado sobre algunas tendencias y direcciones futuras en el área de la tribología de los polímeros.
Desgaste erosivo de la cerámica basada en ZrB2 a ultra alta temperatura
Las cerámicas derivadas de precursores de polímeros orgánicos, que tienen propiedades mecánicas y químicas excepcionales y son estables hasta temperaturas ligeramente inferiores a 2000 °C, se denominan cerámicas derivadas de polímeros (PDC).
Las cerámicas, que suelen definirse como materiales sólidos inorgánicos no metálicos, existen desde hace más de 9000 años [1]. Hay una gran variedad de compuestos cerámicos que presentan distintos tipos de enlace (por ejemplo, covalente, metálico, iónico o mixto) y propiedades físicas y químicas ajustables [2][3]. Desde principios del siglo XXI, las cerámicas estructurales de alta temperatura han ganado popularidad debido a su baja densidad, su alta resistencia a la oxidación y a los productos químicos, su excelente resistencia a la fluencia y su resistencia al choque térmico como materiales estructurales [4].
Las cerámicas avanzadas convencionales basadas en el Si, como el SiC o el Si3N4, que se fabrican por la vía del polvo [5], han mostrado una excepcional resistencia a la fluencia y a la oxidación hasta temperaturas superiores a los 1000 °C sin pérdida de estructura y funcionalidad. Sin embargo, la altísima temperatura de procesamiento de las cerámicas convencionales complica la producción de cerámicas de formas complejas, y la naturaleza frágil de las cerámicas prohíbe su fundición o mecanización. Aunque el desarrollo de las tecnologías de fabricación aditiva permite que los polvos puedan generar estructuras complejas con la misma facilidad que los metales o los polímeros [6], la fabricación eficiente de fibras, recubrimientos, películas o compuestos de matriz cerámica (CMC) a partir de polvos sigue siendo difícil [5].