Caracterización, Corrosión y

Degradación de Materiales de Interés

Tecnológico

UCM

2 Doctores3 No Doctores

Materiales Estructurales Avanzados y

Nanomateriales

14 Doctores5 No Doctores

Tecnología de Polvos

Materiales Nanoestructuradosy Multifuncionales

URJC

18 Doctores3 No Doctores

7 Doctores2 No Doctor

8 Doctores10 No Doctores

CAMCAM

UPM UC3M

Ciencia e Ingeniería de

Materiales

Capacidades y líneas de investigación

¿QUÉ HACEMOS? ð VISIÓN INTEGRAL

q Procesado de materiales estructurales avanzados

q Tratamiento y modificación de superficies

q Caracterización:

Ømicroestructural

Ø nanoestructural

q Comportamiento mecánico en condiciones extremas de solicitación

q Simulación y modelización del comportamiento mecánico

http://www.estrumat.com/q_ofrecemos/empresas.aspx

Capacidades y líneas de investigación

¿QUÉ MATERIALES?

Implantes recubiertos

Aleación TiC/Ti

Turbina de Ti

Deposición de

recubrimientos

Superconductor de alta Tc

Diseño y procesado de

materialesestructuralesavanzados

Síntesis de Nanopartículasmediante técnicas basadas en

aerosol (Spray pyrolysis)

Caracterización Morfológica, Estructural, Térmica y Funcional.

Atomizador Ultrasónico de 2.1MHz-Horno de alta temperatura 1400ºC

Diseño y procesado de materiales estructurales avanzados

Nuevos materiales de alto valor añadido

Nuevos materiales de composicionesespecíficas, imposibles de obtener porotras técnicas

atomizaciónen gas y en

agua

mecanosíntesismolienda de alta energía

Nuevas aleaciones base Cu libres de Pb para cojinetes de fricción

Bronce Desarrollado

Bronce Inicial + 10Pb

Diseño y procesado de materiales estructurales avanzados

Materiales compuestos intermetálicos (TiAl) para

aplicaciones a alta temperatura

TiAl

Al2O3

Al Ti2C

Diseño y procesado de materiales estructurales avanzados

Moldeo por inyección de polvos (MIM)

Piezas de bronce fabricadas por MIM: en verde, en marrón, y sinterizada.

Aplicación a metales y cerámicos

Procesos de sinterización de aceros, aleaciones de Al, Cu, Ti

Optimización de las condiciones de sinterización: Temperatura, tiempo y atmósfera.

Sinterización de aleaciones metálicas

Diseño y procesado de materiales estructurales avanzados

Fabricación de aleaciones metálicas en atmósfera

controlada

Partículas de Y2O3 empleadas en el refuerzo de matrices metálicas

Procesos de sinterización de aceros, aleaciones de Al, Cu, Ti

Optimización de las condiciones de sinterización: Temperatura, tiempo y atmósfera.

Sinterización de aleaciones metálicas

Compactación isostática en caliente (HIP)

Material inicial

Poro abierto

Poro cerrado

HIP

Eliminación de porosidad (100% de densidad teórica)

Consolidación y sinterización de piezas:

Diseño y procesado de materiales estructurales avanzados

Disminución del tamaño de grano

Aleación de Mg (AZ31)

Mejora de las propiedades mecánicas de materiales al ser sometidos a una deformación severa

ExtrusiónECAP

Temperatura (oC)

Tam

año

de g

rano

(µm

)

Extrusión a lo largo de un canal de sección uniforme (ECAP)

Diseño y fabricación de materiales nanocompuestos

Suspensión de nanofibras en cloroformo (estable) y acetona (inestable)

Diseño y procesado de materiales estructurales avanzados

Soldeo de materiales compuestos de matriz de

aluminio

Soldeo mediante GMAW-P (arco pulsado con electrodo consumible y protección gaseosa)

Soldeo LW con láser de diodos de alta potencia

Diseño y fabricación de electrodos de material compuesto

Tratamiento ymodificación

de superficies

Desarrollo y optimización de procesos de tratamiento

superficial

Mejora del comportamiento mecánico y/o químico de materiales estructurales

Deposición de

recubrimientos

Tratamiento superficialcon láser

Tratamiento y modificación de superficies

Recubrimiento con oro y oro-níquel para sistemas de

encapsulado de componentes electrónicos base Si

Fabricación de recubrimientos AlSiC

mediante proyección térmica

Recubrimiento sol-gel de partículas de SiC para incrementar mojabilidad

Tratamiento y modificación de superficies

Recubrimientos sol-gel de aleaciones de aluminio y

materiales compuestos de matriz de aluminio

Aumento de la resistencia a corrosión y a desgaste

Eliminación del uso de alternativas de protección de alto riesgo medioambiental (ejemplo Cr6+)

Recubrimientos porosos de acero inoxidable 316L para implantes biocompatibles

Implantes recubiertos

Diseño y procesado de materiales estructurales avanzados

Moldeo por inyección de polvos (MIM)

Piezas de bronce fabricadas por MIM: en verde, en marrón, y sinterizada.

Aplicación a metales y cerámicos

Comportamiento a corrosión (condiciones extremas)

- Ensayos gravimétricos

- Ensayos electroquímicos

Ensayos de corrosión a presión y temperatura

Tratamiento y modificación de superficies

Caracterizaciónnanoestructural y microestructural

Degradación de Barreras Térmicas por oxidación a

alta temperatura

Oxidación en aire y en atmósferas SO2-aire

Identificación de las fases formadas : XRD, SEM, TEM

500 nm

Ni-Al-Mo

CaZrO3

Caracterización nanoestructural y microestructural

Caracterización de intercaras

Variación local del comportamiento mecánico en intercaras matriz/refuerzo

Análisis de mecanismos de fractura interfacial

Medidas de microdureza

1

20

Intercara Al-SiCmodificada con barreras activas vía sol-gel

Resistencia al rayado de recubrimientos poliméricos

Estudios de deformación plástica en materiales poliméricos

11,20 ±1,64 µm

Policarbonato

6,75 ±0,09 µm

Recubrimiento acrílico

Caracterización mecánica de recubrimientos poliméricos

Caracterización nanoestructural y microestructural

Modelización de propiedades del PP y copolímeros de PP-PE

Análisis estructuramediante GPC

Relación entre las características morfológicas y estructurales y sus propiedades mecánicas

Influencia de los grados de síntesis y de los grados de reología controlada

Comportamientomecánico

en condicionesextremas de solicitación

Comportamiento mecánico(condiciones extremas)

Fatiga, corrosión, desgaste, multiaxial, atmósferas controladas, …

Velocidades: 10-5 - 105 s-1

Temperatura: -196 – 1800 ºC

Humedad Relativa: 0 – 100 %

Impacto In vitro

Comportamiento mecánico en condiciones extremas de solicitación

Aceros y hormigones para tanques de GNL

Caracterización mecánica a temperaturas criogénicas

Dilatometría y Conductividad térmica

Materiales cerámicos

Al2O3 , SiC, B4C, Zr2O3

Temperatura: 24 – 1800 ºCAlta velocidad de deformación: 103 s-1

Tiempo de ensayo: 25 µsCámaras ultrarrápidas: 106 f.p.s.

Comportamiento mecánico en condiciones extremas de solicitación

Cintas superconductorasbajo tensión mecánica

Superconductividad vs Carga mecánicaIntensidad de 140 ACargas estáticas y dinámicasTemperaturas de Nitrógeno líquido

Balística y blindajes

Blindajes de carros de combateCañón de calibre 7.62, hasta 1.000 m/s

Comportamiento mecánico en condiciones extremas de solicitación

Materiales Compuestos

Caracterización de uniones en atmósfera y humedad controladas

Simulación y modelización

Predicción de propiedades mecánicas

Obtención de ecuaciones constitutivas

Optimización de propiedades y procesos de

fabricación

ABAQUS, ANSYS, LS-DYNA, AUTODYN

Simulación ymodelización

Simulación y modelización

Materiales heterogéneos(automoción y herramientas)

Simulación de microestructurasheterogéneas reales

Optimización de la microestructura

ε = 5%

Análisis por elementos finitos

Axial force

50%30%

Fieltros para protección

Simulación del comportamiento deenfibrados no tejidos

Microestructura real

Simulación y modelización

Impacto álabe - carcasa(turbina de reactor)

Comportamiento estructural a altas

velocidades de deformación

Más de 160.000 elementos

Evaluación de la seguridad estructural

Colaboración con la Industria

Actividad científica 2006-2008q 1 patente

q 49 proyectos con financiación privada

q 53 proyectos con financiación pública nacionales

Ø Plan Nacional (26 proyectos)Ø PROFIT (3 proyectos + 1 denegado)Ø CENIT (1 proyecto)Ø Acción Complementaria con USA (solicitada)Ø Acción COST (1 proyecto)Ø CONSOLIDER (1 proyecto)Ø Solicitud de Red Nacional de Nanomecánica (2 de los 5 grupos pertenecen a EstruMat)

Actividad científica 2006-2008q 6 proyectos con financiación pública internacionales

Ø VI Programa Marco (2 proyectos)

Ø VII Programa Marco (4 proyectos solicitados)

Ø EDA (European Defence Agency) (1 proyecto)

Ø EFDA (European Fusion Development Agreement) (3 proyectos)

§ Procesado, comportamiento mecánico y técnicas de soldadura de nuevas aleaciones de W

Actividad científica 2006-2008q > 130 publicaciones en revistas con índice de impacto

q > 50 publicaciones en otra revistas

q > 100 ponencias a congresos internaciolanes

q > 80 ponencias a congresos nacionales

q 5 libros

q > 50 noticias en medios de comunicación

q > 18 informes técnicos para empresa

q > 60 seminarios organizados

q > 15 jornadas y cursos de especialización

q Página web de ESTRUMAT: www.estrumat.com

Muchas Gracias