ES2210041T3

ES2210041T3 - Cuerpo de calibracion.

Info

Publication number: ES2210041T3
Application number: ES01101435T
Authority: ES
Inventors: Walter Krenkel; Ralph Renz; Bodo Benitsch
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2000-01-25
Filing date: 2001-01-23
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2021-01-23
Also published as: DE10003176A1; DE10003176C2; DE50100848D1; US6833163B1; ATE253211T1; US20010022034A1; DE102005016139A1; EP1124108A1; EP1124108B1

Abstract

Cuerpo de calibración que consiste como mínimo en parte en un material compuesto de fibras de carbono, estando formado el cuerpo compuesto por un material poroso de una matriz con contenido de carbono en la que están empotradas fibras de carbono, material poroso que está compactado mediante infiltración de Si líquido y esencialmente por el SiC formado por la reacción de dicho Si con carbono, siendo la proporción total de Si y SiC como máximo de un 60 % en volumen y presentando las fibras de carbono una longitud mínima de 3 mm.

Description

Cuerpo de calibración.

La presente invención se refiere a un cuerpo de calibración que consiste como mínimo parcialmente en un cuerpo compuesto de fibras de carbono.

El documento DE 19 642 506 C1, que representa el estado de la técnica más cercano, describe la producción de un objeto a base de materiales de fibras de carbono, carburos y/o dicarburos con gran solidez superficial y alta resistencia térmica. Una pieza en bruto a base de carbono en forma de grafito o fibras de carbono se infiltra o impregna con una masa de silicio, boro, cobre y uno o más metales difícilmente fundibles. Se produce una reacción con intercambio de oxígeno para formar en primer lugar carburo de silicio y después carburo de boro. Con el intercambio de oxígeno se logra un aumento de masa de la pieza en bruto impregnada de un 15-150% a una temperatura de 2.190 a 2.220 K y una presión de 60 a 400 Pa. Se lleva a cabo un enfriamiento intermedio y se aplica una pasta de hafnio, boro, carbono y ligantes orgánicos sobre la superficie de la pieza en bruto. A continuación, la pieza en bruto se seca por completo mediante un tratamiento térmico en silicio y atmósfera de nitrógeno. Con las piezas en bruto así producidas se pueden fabricar, entre otros, bloques calibradores y calibres macho.

Los cuerpos de calibración se utilizan en amplias áreas de la industria y la investigación para medir espacialmente estructuras y elementos o para ajustar y calibrar dispositivos de medición y aparatos. Los dispositivos de medición de este tipo se han de calibrar tras la primera instalación, después de reparaciones y rutinariamente después de determinados intervalos de tiempo.

La distancia de calibración se rige por el tamaño de la instalación a medir y puede llegar a ser superior a 1.000 mm. Además, en la mayor parte de los casos de aplicación, los cuerpos de calibración han de presentar estabilidad de forma en tres direcciones espaciales.

Los cuerpos de calibración se construyen como elementos bidimensionales (por ejemplo placas) o como cuerpos tridimensionales (por ejemplo cubos, tetraedros). El documento DE-A1 197 20 883 da a conocer un cuerpo de prueba tridimensional de este tipo. Este cuerpo de prueba sirve para controlar sistemas de posicionamiento o medición espacial, especialmente de aparatos de medición de coordenadas. Se describe una construcción en tetraedro especial a partir de bolas y varillas, estando las varillas construidas con material compuesto de fibras de carbono con fibras unidireccionales en la dirección longitudinal de la varilla. Las varillas están unidas entre sí en puntos de unión en los que están dispuestas las bolas. Con un aparato de este tipo se han de medir objetos grandes y estacionarios. La construcción de varillas y bolas ha de posibilitar un montaje y desmontaje simple y, con ello, un transporte sencillo. En una forma de realización de dicho cuerpo de prueba, la utilización de varillas de plástico reforzado con fibras de carbono con orientación longitudinal de las fibras ha de contribuir a un peso reducido del cuerpo de prueba, una gran estabilidad a largo plazo y un coeficiente de dilatación térmica tendente a cero. Sin embargo, debido a la construcción desmontable se producen considerables deficiencias con respecto a la exactitud dimensional y su reproducibilidad.

Se ha comprobado que los cuerpos de calibración que incluyen componentes constructivos de plásticos reforzados con fibras de carbono poseen las propiedades desventajosas consistentes en la higróscopicidad, la fluencia (por fluencia se entiende una deformación dependiente de la carga -de su propio peso-, cuya magnitud varía con el tiempo), el hinchamiento y la fragilidad y, a causa de ello, una modificación geométrica mensurable, de modo que inevitablemente se producen imprecisiones de medición no aceptables para muchos casos de aplicación. Además, en caso de una carga térmica reiterada, los cuerpos de calibración de este tipo presentan la particularidad de que, al retirar la carga térmica, es decir, al recuperar la temperatura inicial, se pueden producir cambios geométricos permanentes. Este cambio permanente a causa de variaciones de temperatura se denomina histéresis geométrica y significa que los cuerpos de calibración no presentan dimensiones constantes por ejemplo durante su uso. En consecuencia, en caso de variaciones de temperatura durante las mediciones de calibración o entre las mismas, dichos cuerpos de calibración no presentan exactitud dimensional. Por consiguiente, las dimensiones de los cuerpos de calibración de este tipo se han de medir de nuevo a intervalos regulares (calibración propia) para poder seguir utilizándolos como cuerpos de prueba.

Los documentos DE 44 09 377 A1, JP 6-249767 A (Japio-Abstract), DE 35 03 804 A1, DE 35 03 779 A1, EP 0 660 073 A1, WO 91/19953 A1, DD 290 255 A5, DD 290 254 A5 y DD 262 275 A1 dan a conocer otros aspectos del estado actual de la técnica que se ocupan en general de cuerpos de calibración o de piezas con exactitud dimensional. El documento EP 0 336 648 A2 describe un procedimiento para producir un material compuesto de carbono-carbono que es resistente a la oxidación. Partiendo del estado actual de la técnica arriba descrito, la presente invención tiene por objetivo especificar un cuerpo de calibración que prácticamente no presente ninguna histéresis geométrica comprobable mediante una medición en el intervalo de temperaturas entre -50ºC y +75ºC y, por consiguiente, posea una alta exactitud dimensional a largo plazo. De este modo se ha de reducir claramente la cantidad necesaria de calibraciones propias de un cuerpo de calibración de este tipo, en comparación con los cuerpos de calibración conocidos.

Este objetivo se resuelve mediante un cuerpo de calibración que consiste como mínimo en parte en un material compuesto de fibras de carbono, estando formado el cuerpo compuesto por un material poroso de una matriz con contenido de carbono en la que están empotradas fibras de carbono, material poroso que está compactado mediante infiltración de Si líquido y esencialmente por el SiC formado por la reacción de dicho Si con carbono, siendo la proporción total de Si y SiC como máximo de un 60% en volumen y presentando las fibras de carbono una longitud mínima de 3 mm.

En un cuerpo de prueba de este tipo no se observa prácticamente ninguna variación de la forma geométrica a causa de cargas térmicas. Se puede comprobar que en el intervalo de temperaturas exigido entre -50ºC y +75ºC no se produce ningún bucle de histéresis, y las variaciones de longitud con la temperatura, si se producen, son reversibles. Los cuerpos de calibración de este tipo se pueden utilizar principalmente en el campo de los servicios de fabricación de aparatos de medición. Satisfacen el requisito de un coeficiente de dilatación térmica que cumple la condición

-1x10^{-6}\leq\alpha\leq + 1x10^{-6} \ [1/K]

que tiene una capacidad térmica reducida y que muestra una alta conductividad térmica, de modo que el período de tiempo de la climatización hasta el uso se puede reducir al mínimo. Los cuerpos de prueba de este tipo también se caracterizan por su reducido peso específico (del orden de p = 2,0 g/cm^{3}). Además, el material no presenta ninguna influencia a causa de la humedad del aire. Tampoco se observa ninguna propensión a las roturas a causa de fragilidad. Por último, los cuerpos de calibración según la invención poseen una alta rigidez para excluir la posibilidad de deformaciones por su propio peso. La fabricación puede tener lugar de forma económica en comparación con cuerpos de calibración convencionales, por ejemplo de invar.

Debido al pequeño coeficiente de dilatación térmica anteriormente indicado, en caso de un calentamiento dentro del intervalo de temperatura exigido, prácticamente no se produce ninguna variación de longitud comprobable. De ello se deduce que con el enfriamiento tampoco tiene lugar prácticamente ninguna variación, por lo que tampoco se producirá ninguna histéresis.

La proporción de Si libre en el cuerpo compuesto debería ser inferior a un 10% en volumen, preferentemente inferior a un 1% en volumen. En consecuencia, es necesario que el Si introducido en el cuerpo de fibras de carbono por infiltración líquida esencialmente se transforme en SiC mediante reacción con carbono, de modo que quede una proporción lo más pequeña posible, a ser posible inferior a un 1% en volumen, de Si libre. La estabilidad térmica aumenta con una proporción muy pequeña de Si libre. Una proporción demasiado alta de Si, pero también una proporción alta de SiC, conduce a una reducción de la solidez del elemento y también a un aumento de la masa y una variación del coeficiente de dilatación térmica hacia dilataciones mayores.

Ventajosamente, los cuerpos de calibración según la invención se pueden configurar fácilmente en una forma geométrica correspondiente produciendo en primer lugar un cuerpo compuesto con la forma geométrica del cuerpo de calibración de un material poroso de una matriz con contenido de carbono. En este proceso se empotran fibras de carbono en la matriz. A continuación se infiltra silicio líquido, que reacciona con carbono formando SiC. De este modo se obtienen un cuerpo muy compactado, debiendo prestarse atención a que la proporción total de Si y SiC sea como máximo de un 60% en volumen. Las fibras de carbono deberían presentar una longitud mínima de 3 mm. Dado que la magnitud de la dilatación térmica de las fibras de carbono en el intervalo de temperaturas entre -50ºC y +75ºC en su extensión longitudinal es negativa, las fibras de carbono pueden compensar la magnitud positiva del comportamiento de dilatación del Si y SiC. De este modo se puede variar el comportamiento de dilatación del cuerpo compuesto y optimizar a valores muy bajos en conjunto. Una longitud de las fibras inferior a 3 mm conduce a un aumento de la reacción de las fibras (mayor superficie) con el silicio líquido formando SiC, de modo que tanto la propensión a la rotura frágil como el coeficiente de dilatación térmica del cuerpo compuesto experimentan un fuerte aumento. Además, cuando la longitud mínima de las fibras utilizadas es inferior a 3 mm, su influencia en el coeficiente de dilatación térmica del cuerpo compuesto es demasiado pequeña y, en consecuencia, el coeficiente de dilatación térmica del cuerpo de calibración alcanza valores demasiado altos que se salen del intervalo de valores prescrito.

También es preferente que los componentes de la matriz del cuerpo compuesto presenten un tamaño de grano de como máximo 100 \mum. Mediante esta delimitación dimensional de los componentes de la matriz se asegura una distribución muy uniforme de los componentes de la matriz en el cuerpo compuesto y se evitan las tensiones locales en la estructura que podrían conducir a efectos de histéresis o de fluencia.

En relación con la porosidad abierta del cuerpo compuesto, ésta preferentemente es < 5% en volumen. De ello se deduce que la absorción de humedad se impide o se mantiene en un valor bajo. Además, una porosidad reducida asegura una alta solidez del cuerpo de calibración, en particular en lo que respecta a los esfuerzos mecánicos tal como se producen durante el uso.

Para ajustar el comportamiento de dilatación del cuerpo compuesto se pueden incorporar y distribuir uniformemente aditivos, preferentemente en polvo. Los aditivos en forma de polvo de carbono o polvo de SiC han dado resultados especialmente buenos. Los aditivos en forma de polvo de carbono se deberían utilizar cuando se persiguen contenidos volumétricos de fibras bajos. De este modo, por una parte se pueden lograr resistencias todavía suficientes y, por otra, se puede lograr la limitación de la proporción total de Si y SiC a un máximo de un 60% en volumen. En cambio, los aditivos en forma de polvos de SiC son preferentes cuando, en caso de contenidos volumétricos de fibras bajos, la absorción de Si líquido se desea mantener en el nivel más bajo posible para evitar una reacción con las fibras y, con ello, un comportamiento de rotura frágil.

En una forma de realización preferente, el cuerpo compuesto está construido a partir de fibras de carbono en forma de mallas. Mediante las mallas se pueden ajustar de forma definida la estructura y la solidez del cuerpo compuesto y, con ello, del cuerpo de calibración. Han dado buenos resultados las mallas en forma tejida o tejida en punto de trama, siendo preferente que las mallas se extiendan en las direcciones "x" e "y", y que estén apiladas una sobre otra en la dirección "z", debiendo formar las direcciones "x", "y" y "z" un sistema de coordenadas ortogonal. Además, la estructura de las mallas debería presentar en la dirección "z" una disposición simétrica con respecto a un plano central. También es preferente una disposición de malla con una estructura ortotrópica, de modo que así se pueden producir cuerpos compuestos de forma más sencilla, y por consiguiente más económica, sin desperdicios de costosas fibras de carbono.

Con una estructura casi isótropa, es decir, capas alternantes en la dirección "z" que están giradas 45º en las direcciones de los planos "x-y", se puede lograr que el comportamiento anisótropo del material se pueda aproximar a un comportamiento isótropo, de modo que se puede reducir claramente la dependencia de la dirección con respecto a la solidez y el coeficiente de dilatación térmica, en particular en caso de cuerpos de calibración en forma de placa. Precisamente en caso de planos de fibras o tejidos se puede alcanzar un \alpha muy bajo.

En cuanto a las propiedades exigidas del cuerpo de calibración, las fibras deberían estar orientadas en general de forma bidimensional en el cuerpo compuesto. Se ha comprobado que las tensiones internas del cuerpo compuesto o el cuerpo de calibración se pueden reducir al mínimo antes de su utilización mediante templado térmico por precipitación. Dicho templado térmico por precipitación se debería llevar a cabo en un intervalo de temperaturas entre +100ºC y
-100ºC con un número de ciclos entre 1 y 5, es decir, el cuerpo de calibración primero se calienta y a continuación se enfría (lo que corresponde a un ciclo), de modo que después muestra estabilidad a largo plazo y una histéresis geométrica muy baja.

Un cuerpo de calibración optimizado para las aplicaciones esenciales posee un cuerpo compuesto con un contenido de carbono de un 76% en volumen, un contenido de SiC de aproximadamente un 17% en volumen, un contenido de Si libre de aproximadamente un 5% en volumen y una porosidad abierta de aproximadamente un 2% en volumen. Con un cuerpo de calibración de este tipo se alcanzan los siguientes valores físicos, Ejemplo de Realización 1:

: Densidad \rho: 2,0 g/cm^{3}

: Coeficiente de dilatación térmica \alpha (medido en el intervalo de temperaturas -50ºC < T < +50ºC): -0,1 \cdot 10^{-6} \cdot K^{-1} < \alpha < 0,2 \cdot 10^{-6} \cdot K^{-1}

: Porosidad abierta: 2% en volumen

: Resistencia a la flexión: 132 MPa

Una utilización preferente de los cuerpos de calibración de este tipo corresponde al campo de las máquinas de medición de coordenadas. También se pueden utilizar como reglas, goniómetros, medidas patrón, herramientas de medición de longitud o bloques calibradores. Las figuras de los dibujos adjuntos representan cuerpos de calibración de este tipo. En los dibujos:

la Figura 1 muestra una representación esquemática de una placa de calibración construida a partir de mallas de fibras de carbono en forma tejida o tejida en punto de trama, con cuatro puntos de medición en las áreas de las esquinas en forma de taladros que se extienden en la dirección "y";

la Figura 2 muestra un cuerpo de calibración en forma de una regla con arista lateral biselada;

la Figura 3 muestra un cuerpo de calibración en forma de una escuadra con dos brazos que se extienden formando un ángulo de 90º entre sí y que presentan en sus extremos un borde con un ángulo de 30º y 45º, respectivamente;

la Figura 4 muestra un cuerpo de calibración en forma de un bloque calibrador con una longitud de 1 m;

la Figura 5 muestra una medida patrón o una plantilla con cuatro perforaciones de geometría diferente;

la Figura 6 muestra una herramienta de medición de coordenadas unidimensional compuesta por dos partes de cuerpo de calibración en forma de placa o barra, de modo resulta una sección transversal en forma de T, con tres taladros en la barra que se encuentra en posición vertical;

la Figura 7 muestra una herramienta de medición de coordenadas bidimensional compuesta por un ángulo y una pieza transversal que une los extremos de éste, habiendo sido practicados taladros tanto en el ángulo como en la pieza transversal; y

la Figura 8 muestra una herramienta de medición de coordenadas tridimensional compuesta por dos piezas de placa delgadas que se extienden formando un ángulo de 90º entre sí, presentando cada pieza de placa un campo de 3 x 3 taladros.

Los cuerpos de calibración consisten generalmente en cuerpos geométricos bidimensionales o tridimensionales, tal como están representados en las figuras, que presentan puntos de medición expuestos (superficies, bordes, esquinas, taladros). Estos puntos de medición disponen de superficies con un acabado de alta calidad (esmerilado, pulido) para asegurar la reproducibilidad de la medición. Con este fin también se pueden incorporar en los cuerpos de calibración o disponer sobre los mismos, por ejemplo mediante pegadura, piezas preformadas con una geometría precisa por ejemplo de cerámica monolítica o de metal.

Para la configuración y el dimensionado de estos cuerpos de calibración se puede recurrir a las normas DIN correspondientes. Para efectuar una optimización entre la exigencia de una distancia de calibración lo más larga posible que se pueda medir sin desplazar el cuerpo de calibración y la exigencia de una masa reducida, los cuerpos de calibración según la invención se llevan a cabo con dimensiones de cómo máximo 1200 mm.

Para componer cuerpos de calibración más complejos se pueden prefabricar piezas de cuerpo de calibración individuales para montarlas por ensamblaje in situ.

Normalmente, antes de utilizar los cuerpos calibradores, éstos se miden y contrastan de forma costosa a una temperatura determinada, por ejemplo 20ºC. Después de una carga térmica en el intervalo de temperaturas arriba mencionado y una recuperación subsiguiente de la temperatura de aforamiento se ha de reproducir de forma exacta e isócrona la distancia entre los puntos previamente fijados; esto corresponde a la exigencia de que después de una cantidad discrecional de ciclos de carga el punto inicial corresponda exactamente al punto final y, por consiguiente, que no se produzca ningún bucle de histéresis.

Otras causas de aparición de histéresis en cuerpos de calibración del estado actual de la técnica son la transformación de estructuras cristalinas, otras reacciones de elementos químicos de los materiales y movimientos de asentamiento en la estructura de los materiales. Estos puntos críticos no tienen lugar en el cuerpo de calibración según la invención de material compuesto reforzado con fibras de carbono, que se entremezcla con silicio líquido que preponderantemente reacciona con carbono para formar SiC. El posible asentamiento del material se puede tener en cuenta llevando a cabo un templado térmico por precipitación antes de su utilización como cuerpo de calibración, tal como se menciona más arriba. Para ello se realizaron ensayos con cuerpos de calibración, que se calentaron hasta cinco veces en un horno a 100ºC, y en cada caso se mantuvieron durante 2 horas a dicha temperatura y a continuación se enfriaron en una cámara refrigeradora a como mínimo -60ºC, de nuevo con un tiempo de mantenimiento de 2 horas.

Se fabricaron cuerpos de calibración para la realización de ensayos. Dichos cuerpos de calibración consistían en placas de calibración, correspondientes a la representada esquemáticamente en la Figura 1, con mallas de fibras de carbono individuales en forma tejida o tejida en punto de trama que se extienden en la dirección "x-y". Las mallas individuales están apiladas una sobre otra en la dirección "z" en la cantidad necesaria para alcanzar el espesor requerido de la placa de calibración. En la placa de calibración también se practicaron taladros en la dirección "z". En estos taladros se introdujeron casquillos de medición de metal pulido de alta precisión para obtener superficies de referencia lisas y poco susceptibles al desgaste para la determinación de los puntos de medición (puntos medios de los casquillos de medición).

Un cuerpo de calibración tal como se muestra por ejemplo en la Figura 1 se produce tal como se describe más abajo (Ejemplo de Realización 2).

Como materias primas se utilizaron:

- Fibras: HTA, Tenax; fabricante AKZO;

- Tejido: ST462 (es decir, tejedura: cuerpo 2/2, peso por unidad de superficie: 245 g/m^{2}, número de filamentos: 3000).

Veintiocho capas del tejido se apilaron una sobre otra en la dirección "z" con una orientación de las direcciones de las fibras dentro de las capas de 0º/90º.

El cuerpo compuesto de fibras de carbono así estructurado se trató en una autoclave a una temperatura máxima T_{máx} = 210ºC y una presión máxima P_{máx} = 8 bar (8 x 10^{5} Pa) durante 90 minutos.

El cuerpo verde de plástico reforzado con fibras de carbono producido mediante este proceso en autoclave tenía una masa de 2.787 g, un volumen de 1.875 cm^{3} y un contenido volumétrico de fibras de aproximadamente un 52%.

Este cuerpo de plástico reforzado con fibras de carbono se coquizó en un paso de pirólisis subsiguiente a T_{máx} = 1.650ºC y P_{máx} = 1,1 bar (1,1 x 10^{5} Pa) para obtener un cuerpo preliminar de C/C, es decir, el plástico matriz del plástico reforzado con fibras de carbono se transformó en carbono con desprendimiento de los componentes volátiles. Mediante el desprendimiento de los componentes volátiles se produjo una contracción volumétrica preponderantemente en la dirección del espesor, dado que en la dirección de las fibras éstas actúan como soporte con respecto a la geometría. La contracción produjo un volumen de 1.641,7 cm^{3}. De ello se deduce un contenido volumétrico de fibras de un 57,5% con una masa de 2.236 g.

El cuerpo preliminar de C/C se infiltró con silicio líquido en un tercer paso de proceso a T_{máx} = 1.650ºC y P = 10^{-3} bar (10^{2} Pa). Esto condujo a un aumento de la masa a 3.015 g con un volumen de 1.674 cm^{3} y un contenido volumétrico de fibras de un 58,5%.

La siguiente tabla muestra los parámetros/valores de los pasos individuales:

	Plástico reforzado con	C/C	C/C-SiC
	fibras de carbono
Contenido volumétrico	\approx 52%	57,5% (evaluado a base de	58,5% (evaluado a base de
de fibras		plástico reforzado con	plástico reforzado con
		fibras de carbono)	fibras de carbono)
T_{máx}	210ºC	1.650ºC	1.650ºC
P_{máx}	8 bar	1,1 bar	10^{-3} bar
Masa	2.787 g	2.236 g	3.015 g
Volumen	500 x 500 x 7,5 mm^{3}	499 x 499 x 6,7 mm^{3}	498 x 498 x 6,75 mm^{3}

De acuerdo con el procedimiento de Arquímedes se obtuvo una densidad experimental en el C/C-SiC de 1,8 g/cm^{3} y una porosidad abierta experimental en el C/C-SiC de un 3,3% en volumen. Con un cuerpo de calibración así producido se realizaron primeras mediciones que dieron como resultado los siguientes datos de medición:

Coeficiente de dilatación térmica

-0,4 \cdot 10^{-6} K^{-1} < \alpha < -0,1 \cdot 10^{-6} K^{-1} a 60ºC < T < 100ºC

En 8 mediciones, en cada caso después de un ciclo térmico en el horno o en la cámara refrigeradora (antes de cada medición se realizó un calentamiento (100ºC) y un enfriamiento (-60ºC) y se esperó hasta una compensación de la temperatura a aproximadamente 20ºC), no se observó ninguna histéresis ni ninguna variación geométrica permanente mensurable, es decir, después de un ciclo térmico y una recuperación de la temperatura inicial, dos puntos predeterminados se reproducían en los mismos sitios geométricos que antes del ciclo térmico. En este contexto, la inseguridad de medición del aparato de medición utilizado de la firma Zeiss era de 1,5 \mum + 3 \mum/m en el espacio (es decir, en el primer metro medido existe una imprecisión máxima en el espacio de 1,5 \mum; en cada metro siguiente se añaden 3 \mum a los 1,5 \mum).

En estos datos de medición se puede observar que se pudieron satisfacer y superar las nuevas exigencias requeridas en cuanto a histéresis, envejecimiento de material, peso, manejabilidad, propiedades físicas y precio.

Claims

1. Cuerpo de calibración que consiste como mínimo en parte en un material compuesto de fibras de carbono, estando formado el cuerpo compuesto por un material poroso de una matriz con contenido de carbono en la que están empotradas fibras de carbono, material poroso que está compactado mediante infiltración de Si líquido y esencialmente por el SiC formado por la reacción de dicho Si con carbono, siendo la proporción total de Si y SiC como máximo de un 60% en volumen y presentando las fibras de carbono una longitud mínima de 3 mm.

2. Cuerpo de calibración según la reivindicación 1, caracterizado porque la proporción de Si libre en el cuerpo compuesto es < 10% en volumen.

3. Cuerpo de calibración según la reivindicación 2, caracterizado porque la proporción de Si libre en el cuerpo compuesto es < 1% en volumen.

4. Cuerpo de calibración según la reivindicación 1, caracterizado porque los componentes de la matriz del cuerpo compuesto poseen un tamaño de grano de cómo máximo 100 \mum.

5. Cuerpo de calibración según la reivindicación 1, caracterizado porque la porosidad abierta del cuerpo compuesto es < 5% en volumen.

6. Cuerpo de calibración según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo compuesto contiene distribuidos uniformemente los aditivos que influyen en el comportamiento de dilatación.

7. Cuerpo de calibración según la reivindicación 6, caracterizado porque los aditivos se encuentran en forma de polvo.

8. Cuerpo de calibración según la reivindicación 7, caracterizado porque los aditivos consisten en polvo de carbono.

9. Cuerpo de calibración según la reivindicación 7, caracterizado porque los aditivos consisten en polvo de SiC.

10. Cuerpo de calibración según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo compuesto contiene las fibras de carbono en forma de mallas.

11. Cuerpo de calibración según la reivindicación 10, caracterizado porque las mallas se encuentran en forma tejida y/o tejida en punto de trama.

12. Cuerpo de calibración según la reivindicación 10, caracterizado porque las mallas se extienden en la dirección del plano "x-y" y están apiladas una sobre otra en la dirección "z", formando las direcciones "x", "y" y "z" un sistema de coordenadas ortogonal.

13. Cuerpo de calibración según la reivindicación 12, caracterizado porque la estructura de las mallas presenta en la dirección "z" una disposición simétrica con respecto a un plano central.

14. Cuerpo de calibración según la reivindicación 13, caracterizado porque la disposición de malla presenta una estructura ortotrópica.

15. Cuerpo de calibración según la reivindicación 12, caracterizado porque las mallas están dispuestas en una estructura casi isotrópica de tal modo que, en la dirección "z", la orientación de las fibras de las capas está girada alternativamente 45º en la dirección de los planos "x-y" con respecto a las capas adyacentes en cada caso.

16. Cuerpo de calibración según la reivindicación 1, caracterizado porque las fibras están orientadas de forma bidimensional en el cuerpo compuesto.

17. Cuerpo de calibración según la reivindicación 1, caracterizado porque las tensiones internas del cuerpo compuesto se reducen al mínimo mediante templado térmico por precipitación, dejándolo libre de efectos de histéresis.

18. Cuerpo de calibración según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo compuesto presenta un contenido de carbono de un 76% en volumen, un contenido de SiC de aproximadamente un 17% en volumen, un contenido de Si libre de aproximadamente un 5% en volumen y una porosidad abierta de aproximadamente un 2% en volumen.

\newpage

19. Utilización del cuerpo de calibración según una de las reivindicaciones 1 a 18 como plantilla, bloque calibrador, medida patrón, herramienta de medición de longitud, regla, goniómetro o herramienta de medición de coordenadas.