Comportamiento mecánico, morfológico y de absorción de agua del material compuesto híbrido de carbono integrado Mg-Si para casetas marinas
DOI:
https://doi.org/10.3989/revmetalm.246Palabras clave:
Casetas marinas, Comportamiento mecánico, Materiales compuestos híbridos, Mg-Si, Polvo de carbón cerámico desechadoResumen
La caseta de cubierta de los barcos automatizados está hecha de madera deforestada y fibra de vidrio, lo que perjudica a los productores, los pescadores y la vida marina. En este contexto, los investigadores intentan fabricar materiales compuestos a partir de residuos y sustituir los materiales sintéticos por materiales compuestos naturales. En el presente trabajo, se desarrolla un compuesto híbrido de carbono/Mg/Si/poliéster como posible sustituto de la madera en la construcción de casetas marinas. Se ensayó la resistencia al impacto, a la tracción, flexión, y se midió la dureza Rockwell y Brinell utilizando las normas ASTM, así como la absorción de peso en agua dulce y de mar. Se utilizaron microscopía electrónica de barrido (MEB), microanálisis (EDAX) y espectroscopia FTIR/Raman para identificar la microestructura, los elementos químicos y los grupos funcionales. El análisis termogravimétrico y la calorimetría diferencial de barrido (CDB) se utilizaron para determinar la estabilidad térmica y la absorción/rechazo de calor del material compuesto híbrido. Los nuevos materiales híbridos con refuerzo de Mg-Si mejoran la resistencia mecánica, la adherencia, la resistencia a la corrosión y la vida útil de las casetas en ambientes marinos.
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Astafurov, S.V., Shilko, E.V., Ovcharenko, V.E., Dimaki, A.V., Psakhie, S.G. (2014). Development of a structural and rheological model for investigation of peculiarities of deformation and fracture of metal-ceramic composites with multimodal internal structure. Procedia Mater. Sci. 3, 568-573. https://doi.org/10.1016/j.mspro.2014.06.094
Chandrika, S. (2013). Sea safety programs for artisanal and small-scale fishing communities: the role of gender. Sea Safety of Small-scale Fishers. International Collective in Support of Fishworkers (ICSF). https://bobpigo.org/html_site/bbn/sep_06/pages37-39.pdf.
Džunda, R., Fides, M., Hnatko, M., Hvizdoš, P., Múdra, E., Medveď, D., Kovalčíková, A., Milkovič, O. (2019). Mechanical, physical properties and tribological behavior of silicon carbide composites with addition of carbon nanotubes. Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 81, 272-280. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2019.03.003
Güler, O., Bağcı, N. (2020). A review on mechanical properties of graphene reinforced metal matrix composites. J. Mater. Res. Technol. 9 (3), 6808-6833. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2020.01.077
Gutiérrez-González, C.F., Bartolomé, J.F. (2008). Damage tolerance and R-curve behavior of Al2O3-ZrO2-Nb multiphase composites with synergistic toughening. J. Mater. Res. 23 570-578. https://doi.org/10.1557/JMR.2008.0075
Jayakumar, T., Annamalai, K. (2019). Investigation of Hot Tensile Behavior of Silicon Carbide and Magnesium Oxide Reinforced Aluminum Matrix Composites. Silicon 11, 935-945. https://doi.org/10.1007/s12633-018-9965-2
Kumar Gupta, P., Srivastava, R.K. (2018). Fabrication of Ceramic Reinforcement Aluminium and Its Alloys Metal Matrix Composite Materials: A Review. Mater. Today: Proc. 5 (9), 18761-18775. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2018.06.223
Moya, J.S., Díaz, M., Gutierrez-Gonzalez, C.F., Díaz, L.A., Torrecillas, R., Bartolomé, J.F., (2008). Mullite-refractory metal (Mo, Nb) composites. J. Eur. Ceram. Soc. 28 (2), 479-491. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2007.03.020
Report ICSF (2003). Annual Report 2002-03, South Indian Federation of Fishermen Societies, https://www.icsf.net/wp-content/uploads/2021/09/Annual-reports-2002-2003-to-2005-2006.pdf
Roberton, D.M.V., Shenoi, R.A., Boyd, S.W., Austen, S. (2009). A plausible method for fatigue life prediction of boats in a data-scarce environment. ICCM17: 17th International Conference on Composite Materials, Edinburgh, United Kingdom.
Rodriguez-Suarez, T., Lopez-Esteban, S., Bartolomé, J.F., Moya, J.S. (2007). Mechanical properties of alumina-rich magnesium aluminate spinel/tungsten composites. J. Eur. Ceram. Soc. 27 (11), 3339-3344. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2007.02.192
Singh, A.A.M.M., Raj, F.M., Arul Franco, P., Binoj, J.S. (2018). Evaluation of mechanical behavior of multifilament discarded fishnet/glass fiber and polyester composites for marine applications. Mar. Struct. 58, 361-366. https://doi.org/10.1016/j.marstruc.2017.11.013
Singh, A.A.M.M., Arul Franco, P., Binoj, J.S., Sahaya Elsi, S., Kumar, M.D. (2019a). Evaluation of Corrosion Resistance and Characterization of Ni-Cr Coated Structure Using Plasma Spray Coating for Marine Hulls. Plasmonics 14 (3), 595-610. https://doi.org/10.1007/s11468-018-0838-8
Singh, A.A.M.M., Arul Franco, P., Binoj, J.S. (2019b). Enhancement of corrosion resistance on plasma spray coated mild steel substrate exposed to marine environment. Mater. Today: Proc. 15 (Part 1), 84-89. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.05.028
Smirnov, A., Bartolomé, J.F. (2012). Mechanical properties and fatigue life of ZrO2-Ta composites prepared by hot pressing. J. Eur. Ceram. Soc. 32 (15), 3899-3904. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2012.06.017
Smirnov, A., Peretyagin, P., Bartolomé, J.F. (2018). Wire electrical discharge machining of 3Y-TZP/Ta ceramic-metal composites. J. Alloys Compd. 739, 62-68. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.12.221
Smirnov, A., Peretyagin, P., Bartolomé, J.F. (2019). Processing and mechanical properties of new hierarchical metal-graphene flakes reinforced ceramic matrix composites. J. Eur. Ceram. Soc. 9 (12), 3491-3497. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2019.02.044
Vijayabhaskar, S., Rajmohan, T. (2019). Experimental Investigation and Optimization of Machining Parameters in WEDM of Nano-SiC Particles Reinforced Magnesium Matrix Composites. Silicon 11, 1701-1716. https://doi.org/10.1007/s12633-017-9676-0
Wing, B.L., Esmonde-White, F., Halloran, J.W. (2016). Microstress in reaction-bonded SiC from crystallization expansion of silicon. J. Am. Ceram. Soc. 99 (11), 3705-3711. https://doi.org/10.1111/jace.14398
Wing, B.L., Halloran, J.W. (2017). Microstress in the matrix of a melt-infiltrated SiC/SiC ceramic matrix composite. J. Am. Ceram. Soc. 100 (11), 5286-5294. https://doi.org/10.1111/jace.15038
Zhang, J., Fan, Z., Wang, Y., Zhou, B. (2000). Hypereutectic aluminum alloy tubes with a graded distribution of Mg2Si particles prepared by centrifugal casting. Mater. Des. 21, 149-153. https://doi.org/10.1016/S0261-3069(99)00100-4
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