Test sobre Materiales Compuestos: Fundamentos y Propiedades

Pregunta 1: La producción industrial y el comportamiento de los materiales compuestos de matriz cerámica son simples y directos, lo que facilita su aplicación generalizada sin mayores complejidades.

A. Sí

B. No

Explicación: Los materiales compuestos de matriz cerámica (CMC) presentan una enorme complejidad tanto en su comportamiento como en su producción industrial, no siendo simples ni directos.

Pregunta 2: ¿Cuál es el factor principal que condiciona la elección del tipo de matriz en un material compuesto y qué rangos de temperatura son adecuados para las matrices poliméricas y cerámicas, respectivamente?

A. La densidad del refuerzo; las matrices poliméricas hasta 200°C y las cerámicas hasta 1000°C.

B. La temperatura de servicio; las matrices poliméricas hasta 200°C y las cerámicas para temperaturas extremas.

C. El costo del refuerzo; las matrices poliméricas hasta 500°C y las cerámicas para temperaturas moderadas.

D. La resistencia a la tracción del material; las matrices poliméricas para temperaturas extremas y las cerámicas hasta 200°C.

Explicación: Según el material de estudio, la elección del tipo de matriz está condicionada fundamentalmente por la temperatura de servicio. Las matrices poliméricas son adecuadas hasta 200°C, y las matrices cerámicas se utilizan para temperaturas extremas. La opción 1 refleja correctamente ambos puntos.

Pregunta 3: Las fibras cerámicas son ampliamente utilizadas como refuerzo en materiales compuestos de matriz metálica debido a ventajas como su alta resistencia a temperaturas elevadas y bajo peso.

A. Sí

B. No

Explicación: Las fibras cerámicas se han desarrollado con gran profusión y presentan numerosas ventajas, como que su resistencia se mantiene a temperaturas elevadas, su módulo de elasticidad es alto, no se oxidan y tienen baja densidad. Esto ha hecho posible la producción de nuevos materiales de gran resistencia mecánica y bajo peso.

Pregunta 4: Las matrices de aleaciones ligeras (base Al, Ti y Mg) se utilizan para materiales compuestos de matriz metálica destinados a aplicaciones de corte y desgaste.

A. Sí

B. No

Explicación: Según el material de estudio, los materiales compuestos de matriz metálica destinados a aplicaciones de corte y desgaste se basan en matrices de metales de transición (Co, Fe y Ni). Las matrices de aleaciones ligeras (base Al, Ti y Mg) se utilizan para materiales de alta rigidez y resistencia mecánica, normalmente destinados a aplicaciones estructurales.

Pregunta 5: ¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe correctamente las características o el proceso de fabricación de los materiales compuestos Al-B (aluminio-boro) con fibras de boro, según el texto proporcionado?

A. El material compuesto Al-B se fabrica uniendo láminas de boro con fibras de aluminio a alta temperatura.

B. La adición de un 51 % en volumen de fibras de boro a la aleación AA6061 aumenta significativamente su resistencia a la tracción y su módulo de elasticidad.

C. Las fibras de boro en los MMC Al-B se disuelven en la matriz de aluminio a elevadas temperaturas.

D. Una aplicación principal de los materiales compuestos Al-B es en la fabricación de herramientas de corte y desgaste.

Explicación: Según el texto, 'Con la adición de un 51 % en volumen de fibras de boro, la resistencia a la tracción axial de la aleación de aluminio AA6061 aumenta de 310 MPa a 1417 MPa, mientras que el módulo de elasticidad a la tracción aumenta de 70 GPa a 231 GPa.', lo que hace que la opción 1 sea correcta. La opción 0 es incorrecta porque el texto indica que se fabrican sobre capas de fibras de boro entre láminas de aluminio. La opción 2 es incorrecta porque el texto menciona que las fibras cerámicas (como el boro) 'no se disuelven en la matriz'. La opción 3 es incorrecta ya que las aplicaciones mencionadas para Al-B son 'partes estructurales del fuselaje medio de las lanzaderas espaciales', no herramientas de corte.