VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004

RESÚMENES-ABSTRACTS MATERIALES CERÁMICOS. SÍNTESIS Y PROCESADO 161

Ablación ultrarrápida de cerámicas avanzadas mediante láser de fs P. Morenoa,b, C. Méndeza, A. Garcíaa, I. Ariasa, L. Rosoa a) Grupo de Óptica, Departamento de Física Aplicada, Universidad de Salamanca, Plaza de la Merced, s/n, 37008 Salamanca b) Departamento de Ingeniería Mecánica, Universidad de Salamanca,Avenida Fernando Ballesteros, s/n, 37700 Béjar (Salamanca) La ablación ultrarrápida por medio de pulsos láser intensos y ultracortos se aplica en este trabajo al micromecanizado de materiales cerámicos avanzados (Al2O3, SiN, SiC y ZTA). Mediante este procedimiento se pueden obtener estructuras de gran precisión y calidad, sin más que utilizar los parámetros de proceso apropiados. Para ello, es vital determinar el umbral de densidad de energía necesario para entrar en ese régimen de interacción, que es dependiente, sobre todo, del material.

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Efecto del B2O3 en la cristalización de mullita en vidrios del sistema MgO–CaO–Al2O3–SiO2 A. Beldaa, F. Lucasa, F. J. Torresb, E. Ruiz de Solab, J. Alarcónb a) Departamento de I+D, FRITTA S.L., Ctra. CV-20, Km 8, Onda-Castellón-España b)Departamento de Química Inorgánica, Universidad de Valencia, Dr. Moliner, 50, 46100-Burjassot-Valencia-España Se han preparado, mediante fusión de materias primas de calidad industrial, tres vidrios con cantidades crecientes de B2O3 a partir de una composición de referencia, basada en el sistema CaO-MgO-Al2O3-SiO2, dentro del campo primario de cristalización de mullita. A continuación se ha estudiado, mediante dilatometría, microscopía de calefacción, difracción de rayos X y microscopía electrónica de barrido, el efecto del B2O3 en la sinterización de los vidrios, en la cristalización de mullita y en la microestructura de los materiales vitrocerámicos obtenidos mediante tratamientos térmicos rápidos de los vidrios en forma de polvo. Para comprobar la viabilidad de la metodología de estudio empleada se han caracterizado los esmaltes de naturaleza vitrocerámica preparados con las composiciones estudiadas y tratados siguiendo ciclos industriales estándar de monococción de gres porcelánico.

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Efecto del P2O5 en vidriados opacos por desvitrificación de circón A. Moreno, A. Escardino, E. Bou, Mª J. Orts Instituto de Tecnología Cerámica. Asociación de Investigación de las Industrias Cerámicas Universitat Jaume I. Campus Universitario Riu Sec. Castellón. España. Se ha estudiado la influencia de la presencia de pequeñas cantidades de P2O5 sobre las características de los vidriados obtenidos a partir de fritas cerámicas, constituidas básicamente por el sistema de óxidos: SiO2-Al2O3-CaO-ZnO-ZrO2 . La adición de un 1 % de P2O5 a la composición de fritas del citado sistema de óxidos, conteniendo un 4% (en peso) de ZrO2, ha permitido obtener valores del índice de blancura, del brillo y de la opacidad, en el vidriado resultante de la cocción, prácticamente del mismo orden que los habituales en los vidriados blancos de circón, exentos de fosforo, que suelen contener entre un 7 y un 10 % (en peso) de dicho óxido. Este resultado tiene especial interés en la actualidad, ya que el circón, que se utiliza como materia prima de estas fritas, ha experimentado un aumento de precio del 40 % desde noviembre de 2003. La intensificación de la opacidad del vidriado que resulta al introducir tan baja proporción de P2O5 en la frita de partida, parece deberse a que, durante el tratamiento térmico, se produce una separación de fases vítreas que conduce a la formación de cristales de circón de menor tamaño que el resultante, a las mismas condiciones de operación (igual ciclo de cocción), en los vidriados de circón exentos de fósforo.

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Evolución mineralógica y estructural durante el proceso de cocción de gres porcelánico J. Martín-Márquez, J. Ma. Rincón, M. Romero Grupo de Materiales Cerámicos y vítreos, Instituto Eduardo Torroja de CC. De la Construcción Madrid, C/ Serrano Galvache 4, 28033-Madrid-España El gres porcelánico, producto cerámico de más reciente aparición en el mercado, se caracteriza por ser un material vitrificado en toda su masa y muy compacto, que presenta como característica esencial una porosidad extremadamente baja que le confiere excelentes propiedades mecánicas y químicas. En este trabajo se estudia la variación de las propiedades (Dap, AA, εa, εc y σf) con la temperatura de cocción. A su vez se han utilizado las técnicas de difracción de rayos-X (DRX), refinamiento Rietveld, análisis térmico diferencial-termogravimétrico (ATD/TG) y microscopía electrónica de barrido (MEB/EDX) para conocer más profundamente la mineralogía y estructura de la pasta de gres porcelánico en el intervalo de temperatura 400-1400ºC .

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Nuevos métodos de preparación de materiales para la electrocerámica A. Castro, E. Vila, T. Hungría, P. Ferrer, J.E. Iglesias Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid. Cantoblanco. 28049 Madrid. Dados los problemas que plantea el método de estado sólido para la preparación de óxidos metálicos, en forma de polvo microcristalino, para su posterior procesado y utilización como materiales electrocerámicos, se proponen métodos alternativos que permitan conservar su principal ventaja, economía y fácil manipulación de los reactivos, pero superando sus inconvenientes: largos tiempos y elevadas temperaturas de reacción, pérdidas de estequiometría y falta de control del tamaño de partícula. Se describe la utilización del método de activación mecanoquímica y mecanosíntesis, y un método de química suave, por vía húmeda, modificado con respecto al conocido de la coprecipitación. En el primer caso, mediante tratamientos mecánicos es posible obtener precursores con elevada reactividad que permiten la obtención de las fases deseadas, incluso a temperatura ambiente, en cuyo caso se denomina mecanosíntesis. El segundo método conduce, igualmente, a precursores de tamaño de partícula muy pequeño que facilitan el control del camino de reacción. Ambos métodos permiten la estabilización, a bajas temperaturas, de fases que resultan metaestables cuando se utiliza el método de síntesis tradicional. Se muestran ejemplos de la aplicación de los nuevos métodos para la preparación de perovskitas ferroeléctricas tridimensionales y laminares y para la preparación de fases con estructura en columnas, conductoras aniónicas.

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Síntesis por activación mecanoquímica de la fase Aurivillius ferroeléctrica Sr2Bi4Ti5O18 P. Ferrer, A. Castro, J.E. Iglesias Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, CSIC, Cantoblanco, 28049 Madrid, España. La activación mecanoquímica es un método de síntesis, alternativo al cerámico tradicional, que trata de resolver algunos problemas que éste presenta, como las elevadas temperaturas y los largos tiempos de reacción. Los reactivos iniciales son sometidos a una enérgica molienda que provoca una disminución controlada del tamaño de partícula. Tras este proceso se obtiene un precursor homogéneo, muy reactivo y fácilmente sinterizable, e incluso, en ocasiones, la fase deseada (mecanosíntesis). Estos materiales presentan estructura laminar ([Bi2O2][Sr2Bi2Ti5O16]) y propiedades ferroeléctricas, con transiciones ferro-paraeléctricas a altas temperaturas. Éste carácter ferroeléctrico los hace atractivos como sustitutos de los titanatos-circonatos de plomo actualmente utilizados, con la ventaja de que la ausencia de plomo en su composición los convierte en materiales más adecuados desde el punto de vista medioambiental. En esta comunicación se expone cómo el método de activación mecanoquímica permite sintetizar la fase Sr2Bi4Ti5O18 en una única etapa, a una temperatura unos 250ºC inferior a la del método cerámico y en tiempos de reacción más cortos. Estas condiciones evitan la pérdida de estequiometría y permiten obtener un tamaño de partícula más pequeño.

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Activación alcalina de vidrios para su incorporación en materiales de construcción Girbés I., López M. J., Suesta C, Beleña I. y Silvestre C. Instituto tecnológico de la Construcción Valencia(AIDICO) Parque Tecnológico Avda. Benjamin Franklin, 1746980 Paterna – VALENCIA. En el presente trabajo, se ha evaluado el efecto de distintas disoluciones activantes (silicato sódico y silicato potásico, NaOH, KOH, Na2CO3,) sobre morteros de cemento Pórtland, con sustitución parcial de cemento, por un residuo de vidrio molido, de granulometría 100-300 y 50 µm, a distintas edades de curado. El residuo de vidrio utilizado para la sustitución de cemento, es el material rechazado por el sistema de clasificación óptica de vidrio de desecho, al que se someten los residuos de vidrio previamente a su reciclado.Se han realizado morteros con sustitución de cemento (en peso) por vidrio para evaluar las resistencias mecánicas que se obtienen con la sustitución y se ha analizado la composición y estructura de los productos de reacción, mediante difracción de rayos X (DRX).

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Análisis mineralógico y tecnológico de arcillas absorbentes de Santa Marta de los Barros (Badajoz) M.J. Liso Rubio1, J. Gómez Moreno1, A. Albarrán Liso1, A. López Munguira1, M. Alfaro Domínguez2 Departamento de Biología y Producción de los Vegetales. Áreas de Mineralogía y Edafología. Facultad de Ciencias. Universidad de Extremadura. Ctra de Elvas s/n. 06071. Badajoz (Spain) Deparatmento de Electrónica e Ingeniería Electromecánica. Área de Ciencia de Materiales e Ingeniería Metalúrgica. Escuela de Ingenierías Industriales. Universidad de Extremadura. Ctra de Elvas s/n. 06071. Badajoz (Spain) Se investiga un yacimiento nuevo constituido por una arcilla fibrosa absorbente de la familia de la Palygorskita, en el término municipal de Santa Marta de los Barros (Badajoz). La Palygorskita tiene una gran capacidad de absorción, que puede llegar hasta un 200 % de su peso en agua. Si a esta extraordinaria capacidad de sorción, unimos sus propiedades reológicas y catalíticas, hacen que esta arcilla sea un material especialmente interesante para la industria. Por todo esto, se pretende describir un yacimiento de Palygorskita no citado en Extremadura, investigarlo mineralógicamente y estudiar la variación de sus propiedades tecnológicas. Se caracterizan las muestras por Difracción de rayos X y Espectrometría de Infrarrojos y se le efectúan ensayos tecnológicos de contracción, pérdida de peso y absorción de agua. Se investigan 5 sondeos, con un total de 21 muestras.

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Caracterización de diferentes tipos de pigmentos cerámicos de cobalto A. Barba, M.F. Gazulla, m.P. Gómez, m. Orduña Instituto de Tecnología Cerámica. Asociación de Investigación de las Industrias Cerámicas. Universitat Jaume I. Castellón. España. En el presente trabajo se ha puesto a punto una metodología para la caracterización de diferentes tipo de pigmentos de cobalto mediante la determinación de la composición química, las fases cristalinas presentes y las coordenadas cromáticas. Finalmente se ha relacionado el color que ha desarrollado cada pigmento con su composición química y sus fases cristalinas. Como resultado del trabajo se han obtenido las condiciones experimentales de medida y se ha realizado la caracterización de pigmentos cerámicos de cobalto comerciales.

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Densificación superficial de soportes cerámicos porosos por láser A. Puchea, P. Pardob, R. Ibáñeza, J. Bastidab, V. Primoa a)Institut de Ciencia del Materials de la Universitat de València (I.C.M.U.V.). Pol. “La Coma” s/n, 46980 Paterna (Valencia) - España b) Departament de Geología de la Universitat de Valencia. Dr. Moliner, 50, 46100-Burjasot-España En el presente trabajo se estudian tratamientos de vitrificación superficial de cuerpos cerámicos porosos por láser. Se aplican dos tipos de tratamientos: El primero por irradiación directa de la cerámica sinterizada; el segundo incluye una fase de impregnación en una solución basada en silicatos (sódico y/o potásico) previa a la irradiación. Dicha solución es susceptible de formar vidrio durante el tratamiento láser. Se realizan ensayos de absorción de agua para evaluar la evolución de la porosidad, obteniendo reducciones significativas con respecto al valor de la cerámica sinterizada sin tratar. Se caracterizan las fases cristalinas en función del tipo de tratamiento por medio de difracción de rayos X, y se obtienen imágenes de microscopía electrónica de barrido de cortes transversales de la superficie tratada.

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Estabilización de Co(II) en materiales laminares tipo hidrotalcita precursores de óxidos mixtos catalíticos P. Benito, M. Herrero, F.M. Labajos+, V. Rives Dpto. Química Inorgánica. Universidad de Salamanca. 37008. SALAMANCA E.T.S. de Ingeniería Industrial. 37700 BÉJAR (Salamanca). [email protected] En este trabajo se presenta la síntesis y caracterización de una serie de compuestos laminares tipo hidrotalcita con Co(II), Zn(II) y Al(III) en las láminas y carbonato en la zona interlaminar, en los que se varía la cantidad de metales divalentes a fin de estabilizar el estado dipositivo del cobalto. La preparación de los precursores se completa con diversos tratamientos térmicos que afectan a la cristalinidad de los sólidos finales. Lo que supone una alternativa a los catalizadores bimetálicos Co-Mo, preparados por impregnación sobre SiO2, buscando la formación de óxidos mixtos de zinc y aluminio que estabilicen los clusters de Co2+, y que nos permita modular la concentración de cobalto. En todos los casos se obtuvieron compuestos tipo hidrotalcita y el estado predominante del cobalto fue dipositivo.

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Estudio cinético de la reacción de geopolimerización. Influencia de la naturaleza del catión I.Beleña a, M.J.L.Tendero a, I. Girbésa, E.M.Tamayo b, D. Vie b a) b) Instituto

Instituto Tecnológico de la Construcción de Valencia (AIDICO) de Ciencias de los Materiales de la Universidad de Valencia (ICCMUV)

Durante la última década el interés por los materiales geopoliméricos entre la comunidad científica ha experimentado un gran auge debido a su gran interés a nivel industrial. A pesar de poseer numerosas ventajas frente a los productos tradicionales, a la hora de ser empleados como materiales de construcción, su principal inconveniente es su elevado coste frente a los productos ya establecidos. Una de las posibles soluciones es el uso de residuos industriales de bajo coste como fuente de silicio o/y aluminio. Esto plantea una serie de problemas a la hora de ensayar numerosos residuos de distintas naturalezas y composiciones. El conocimiento de la influencia de los parámetros de reacción sobre las propiedades finales del material permitiría conocer a priori qué residuos industriales pueden ser útiles para su uso como materiales de partida con una simple caracterización inicial. En trabajos anteriores se ha estudiado cómo afectan diversos parámetros de reacción a la estructura de dichos materiales, observándose diferencias notables en función de la naturaleza del catión utilizado Para dilucidar este comportamiento, en este trabajo se ha estudiado la cinética de la reacción geopolimérica de dos muestras con idéntica composición (SiO2/Al2O3, MO2/ Al2O3, H2O/ MO2) pero distinto catión neutralizador de la carga negativa de la red 3D geopolimérica asociada a los Al3+ tetracoordinados. El seguimiento de la reacción se llevó a cabo mediante Resonancia Magnética Nuclear de Ángulo Mágico de Spin (MAS-RMN) y termogravimetría (TG). Se observaron diferencias en las distintas etapas de la reacción de geopolimerización en función del catión utilizado, lo que permitió entender la influencia de estos dos cationes en las estructuras de los materiales geopoliméricos.

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Estudio comparativo de técnicas para el secado de productos cerámicos J. Orozco Messanaa, L. Littab, A. Alsinab a)

Departamento de Ingeniería de la Construcción, Universidad Politécnica de Valencia, Camino de Vera, s/n, 46022-ValenciaEspaña b) Tecnochimica Sassolese Srl, Via Quattro Passi 58/64. 41043 Formigine (Modena) Italia

El presente artículo describe de forma comparativa los resultados obtenidos en la evaluación de las técnicas de secado más avanzadas para productos cerámicos. Tras seleccionar aquellas técnicas de secado que ofrecen mejores posibilidades, se describen los sustratos cerámicos sobre los que se realizarán las pruebas. La experimentación muestra la problemática tanto de la calidad del secado, como las dificultades de proceso y por último la valoración económica de cada alternativa. Por último, se presentan las conclusiones en forma de guía para la selección del proceso óptimo en función de las necesidades industriales.

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Estudio de la influencia de diversos parámetros de reacción sobre la estructura de materiales geopoliméricos mediante MAS-RMN I.Beleña a, M.J.L.Tendero a, E.M.Tamayo b, D. Vie b a)

Instituto Tecnológico de la Construcción de Valencia (AIDICO) de Ciencia de los Materiales de la Universidad de Valencia (ICMUV)

b) Instituto

Los materiales geopoliméricos están despertando cada vez un mayor interés a nivel industrial por las numerosas ventajas que ofrecen frente a los materiales de construcción tradicionales. Dichos materiales se caracterizan por una gran complejidad a nivel microestructural por ser de naturaleza básicamente amorfa. Se conoce que pequeños cambios en los parámetros de reacción dan lugar a materiales de naturalezas y propiedades muy diferentes que encuentran aplicaciones en sectores industriales muy diversos. Con este trabajo se persigue una mayor comprensión de cómo afectan distintos parámetros de reacción a la estructura final del material, para posteriormente intentar correlacionar dichos resultados con sus propiedades mecánicas y durabilidad. De esta forma, mediante el control de dichos parámetros de reacción podremos determinar a priori las características y propiedades de los materiales geopoliméricos. Los parámetros de reacción estudiados han sido las relaciones de composición SiO2/Al2O3, M2O/Al2O3 y H2O/Na2O y la naturaleza del catión (Na+ o K+). Las técnicas empleadas para realizar este estudio fueron la Difracción de Rayos X (DRX) para el estudio de las fases cristalinas y la Resonancia Magnética Nuclear de Angulo Mágico de Spin (MAS-NMR), para el estudio de las fases amorfas. Mediante DRX, se determinó que partiendo de Na+ como catión compensador de la carga de la red 3D, existen unos límites de composición para la formación de fases zeolíticas. Para el caso del K+, no se observa la formación de zeolitas dentro de los límites de composición estudiados. Por MAS-NMR, también se observó que las relaciones SiO2/Al2O3 y H2O/M2O afectan por igual a la estructura de los geopolímeros independientemente del catión empleado, mientras que la relación M2O/Al2O3 influye de modo distinto en la estructura en función de la naturaleza del catión utilizado.

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Materiales autovidriados obtenidos a partir de materias primas con feldespato sódico y cuarzo P.J. Sánchez-Sotoa, M. Raigón Pichardob, A. Ruiz Condea, J. J. Benítez Jiméneza Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla, Centro Mixto CSIC-US, c/Américo Vespucio s/n, Isla de la Cartuja, 41092-Sevilla b) La Maestranza-Simón Verde, c/Ecuador nº 5, 41120-Gelves, Sevilla El presente trabajo tiene como primer objetivo la caracterización de una materia prima natural: se trata del producto resultante de sienitas alteradas y que presenta potencial interés para la obtención de materiales vidriados, siendo su estudio el segundo objetivo planteado. Para ello se han seleccionado una serie de muestras representativas y se han estudiado por distintas técnicas experimentales, como son DRX y FRX, microscopía óptica petrográfica, microscopías electrónicas de barrido (MEB) y transmisión, análisis químico por EDX, análisis granulométrico y análisis térmico. Mezclas feldespato sódico-cuarzo se han sometido a un procesado cerámico convencional, preparándose probetas por prensado uniaxial que se han tratado térmicamente a diversas temperaturas durante 2 horas hasta 1350 ºC, determinándose una serie de propiedades (contracción lineal, capacidad de absorción de agua, densidad aparente, porosidad abierta y resistencia mecánica). Por otra parte, se ha realizado un estudio dilatométrico y de evolución de fases cristalinas con la temperatura. Entre otros aspectos más destacados, los resultados han permitido concluir que la cantidad de feldespato sódico (albita) es superior al 60 % en algunas muestras, junto a cuarzo (ca. 30 %) y otros minerales accesorios, en particular caolinita de pequeño tamaño de partículas. Asimismo, los resultados han mostrado que se pueden obtener productos autovidriados a 1200 ºC en los cuáles está presente cuarzo como única fase cristalina, porosidad abierta prácticamente nula y densidades del orden de 2.4 g/cm3. Se concluye que estas materias primas con feldespato sódico y cuarzo son de gran interés para la preparación de vitrocerámicos y materiales autovidriados con distintas propiedades, además de servir de materia prima en pastas cerámicas teniendo en cuenta el contenido de cuarzo libre y fundentes que posee. Los resultados obtenidos en este trabajo son de utilidad para comprender algunas variables en juego a la hora de la obtención de vidriados, a partir de estas materias primas, aplicadas sobre soportes cerámicos de distinta porosidad.

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Preparación y caracterización de vidrios cerámicos Bi-2212 A. Soteloa, M. Moraa, M. A. Madrea, J. C. Dieza, L. A. Angurela, M. C. Mayoralb a)Departamento de Ciencia de Materiale,s, ICMA,CSIC-Universidad de Zaragoza, María de Luna 3, 5018-Zaragoza-España b) Instituto de Carboquímica, CSIC, Miguel luesma 4, 5018-Zaragoza-España La utilización de geometrías cilíndricas de superconductores de alta temperatura puede ser adecuada para su uso en aplicaciones de potencia, como pueden ser barras de alimentación y limitadores de corriente. Una de las formas clásicas de preparación ha sido a partir de preformas de polvos, total o parcialmente reaccionados, mediante prensado isostático. Los cilindros obtenidos mediante esta técnica presentan algunos problemas, como son la falta de homogeneidad en sus dimensiones, la limitación en la obtención de grandes longitudes para un determinado radio, así como dificultades asociadas al ajuste del proceso cuando es necesario cambiar la granulometría de los polvos de partida. Por otra parte, y aunque la resistencia mecánica de estas preformas es suficiente para su manipulación posterior, es deseable un aumento de la misma. En este trabajo presentamos un método de preparación de preformas cilíndricas vítreas de Bi-Sr-Ca-Cu-O, que da lugar a unos cuerpos en verde que mejoran las dificultades mencionadas anteriormente en el prensado isostático, y que además permite la obtención de muestras a ritmos más elevados. Se presenta una caracterización mecánica, composicional, dimensional, microestructural y eléctrica de estas muestras por medio de diferentes técnicas de análisis.

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Direct laser synthesis of Ce1-xPrxO2-δ Puche, A., Primo, V., Ibañez, R. Instituto de Ciencia de los Materiales de la Universidad de Valencia ( ICMUV) Pol. “La Coma” s/n, 46980 Paterna (Valencia) - España Praseodymium-doped ceria pigments, Ce1-xPrxO2-δ, x∈ [0.01, 0.2] have been prepared by direct laser synthesis starting from a mixture of the both metal nitrates. The formation of the CeO2 fluorite-type structure in all the range of praseodymium amounts is confirmed XRD. By the cell parameter refinement and diffuse reflectance results we can conclude that in all cases, the Pr is incorporated in the CeO2 host lattice. CIE L*a*b* coordinates for all the samples are obtained, showing that deeper red colour is obtained at low Pr contents. The special characteristics that a laser synthesis provides to the final products are discussed.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 MATERIALES CERÁMICOS. PROPIEDADES Y APLICACIONES 137

Moldeo por Inyección de Polvos de Ferrita de Ni-Zn utilizando un sistema ligante basado en polipropileno. Efecto de la adición de ácido esteárico en las propiedades reológicas Elena Rodríguez-Senína, Donald F. Heaneyb, Alejandro Váreza, Belén Levenfelda, José M. Torralbaa a Departamento

de Ciencia e Ingeniería de Materiales e Ingeniería Química, Universidad Carlos III de Madrid. Avda. Universidad, 30. 28911- Leganés, Spain. b Center for Innovation Sintered Products, Universidad de Penn State, 147 Research West. University Park, Pensilvania 16802-6809. En el presente trabajo se ha desarrollado una nueva formulación de ligante para la obtención de piezas de ferrita de Ni-Zn basado en polipropileno. El ligante está compuesto por proporciones variables de polipropileno (PP) y cera parafina (PW) a las que se le ha adicionado diferentes cantidades (0-7%) de ácido esteárico. Las propiedades reológicas de las mezclas fueron evaluadas con un reómetro capilar en un rango de temperaturas entre 160 y 180 ºC y velocidades de cizalla entre 100-3000 s-1. Todas presentan un comportamiento pseudoplástico y se aprecia un importante descenso de la viscosidad cuando se añade SA, aunque es independiente de la cantidad de ácido añadida. El proceso de eliminación del ligante se llevó a cabo en dos etapas, en primer lugar eliminación con disolvente y a continuación eliminación térmica por capilaridad con polvo de alúmina. La sinterización se realizó en las mismas condiciones que la de las piezas obtenidas por compactación uniaxial alcanzándose densidades superiores (93 %).

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Estabilidad termodinámica de las fases condensadas del sistema MgO-Al-C. Estudio de materiales ricos en MgO en condiciones reductoras Sara Serena, Mª Antonia Sainz y Angel Caballero Departamento de Cerámica. Instituto de Cerámica y Vidrio. Campus de Cantoblanco. C/ Kelsen, s/n. 28049-MADRID. SPAIN. En el presente trabajo se ha establecido la evolución con la temperatura de la microquímica y microestructura de materiales de MgO-CAl con elevado contenido en MgO y para diferentes relaciones Al/C, en condiciones atmosféricas altamente reductoras. El proceso de reacción en los materiales entre 1100º y 1600ºC se ha estudiado mediante difracción de rayos-X (DRX), Microscopía Óptica de Luz Reflejada (MOLR) y Microscopía Electrónica de Barrido y Análisis por Dispersión de Energía de Rayos X (MEB-EDS). Los resultados experimentales, se han discutido en función de los diagramas de estabilidad del sistema MgO-C-Al calculados termodinamicamente a distintas temperaturas y presiones parciales de Mg, Al y CO. La combinación de ambos estudios, termodinámico y experimental, ofrece una descripción completa del proceso de reacción que tiene lugar en los materiales estudiados.

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Nueva cerámica con alta constante dieléctrica: CaMn7O12 M. A. Señarís-Rodrígueza, S. Yáñez-Vilara, A. Castro-Couceiroa, B. Rivas-Muriasb, A. Fondadob, J. Mirab, J. Rivasb. a) Dpto. Química Fundamental, Universidade da Coruña, 15071 A Coruña, España. b) Dpto. Física Aplicada, Universidade de Santiago de Compostela, 15782 Santiago de Compostela, España. En esta contribución presentamos las propiedades dieléctricas del óxido mixto CaMn7O12, en el que encontramos una constante dieléctrica muy elevada a temperatura ambiente (ε’r > 104) hasta frecuencias de ∼ 104 Hz. Este comportamiento hace que sea un material muy atractivo desde el punto de vista tecnológico siempre y cuando se consigan minimizar sus altos valores de tangente de pérdidas. Del análisis de los diagramas de impedancia compleja obtenidos deducimos que existe una importante contribución extrínseca a los altos valores de ε’r encontrados; pero además, que la constante dieléctrica intrínseca de este compuesto (ε’r ∼ 30) es mayor que lo cabe esperar para este tipo de cerámicas, aspecto que relacionamos con la presencia de orden de carga en este óxido de valencia mixta.

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Correlación entre estructura y luminiscencia de las diferentes fases de Y2Si2O7. M.

Díaz*a,

C. Pecharromána, F. del Montea, J. Sanza, E. Iglesiasa, José S. Moyaa, C. Yamagatab, S. Mello-Castanhob. aInstituto

de Ciencia de Materiales de Madrid, CSIC, Cantoblanco 28049. Madrid Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares, Sao Paulo, Travessa R, 400-Campus USP-CEP05508-900, (Brasil) bIPEN-CNEN/SP

Se han preparado mediante precursores obtenidos por métodos hidrotermales y sol-gel fases puras y dopadas con tierras raras (Dy) de , , e Y del disilicato de itrio. En el caso de las fases e Y se ha visto pueden aparecer simultáneamente, dependiendo su pureza de la ruta de preparación del precursor y del dopado. Se estudió la evolución térmica mediante XRD, NMR, IR, y PL, a partir de los diferentes precursores amorfos.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 En el caso de la luminiscencia, se ha encontrado que aunque el disilicato sin dopar produce una luminiscencia intrínseca en torno a 300400 nm, el dopado con 0.05% mol de Dy aumenta notablemente la eficiencia total, obteniéndose rendimientos del orden de los fósforos comerciales tipo Eu:Y2O3.

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Materiales cerámicos piezoeléctricos de la solución sólida relaxor-ferroeléctrico Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3: Propiedades de deformación bajo el campo eléctrico y texturación M. Algueró*, C. Alemany, B. Jiménez, P. Ramos. J. Ricote, E. Maurer y L. Pardo Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, CSIC. Cantoblanco, 28049 Madrid, España La solución sólida relaxor- ferroeléctrico Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT) presenta un gran interés desde el punto de vista fundamental y aplicado. El establecimiento de los fundamentos del estado relaxor, de la transición del estado relaxor al estado ferroeléctrico, que involucra el desarrollo de orden a largo alcance, y de la piezoelectricidad y deformación bajo campo eléctrico ultragrandes observadas en cristales y materiales cerámicos texturados con estructura romboédrica a lo largo de la dirección , son temas de gran actualidad en Física de la Materia Condensada. El desarrollo de técnicas de preparación de materiales cerámicos texturados de este sistema con características de deformación bajo campo significativamente mejores que las de piezocerámicas de zirconato titanato de plomo (PZT) es un desafío importante en Ciencia y Tecnología de Materiales, que debe dar paso a una nueva generación de transductores electromecánicos (sensores, actuadores, sistemas expertos, generación y detección de ultrasonidos y de ondas acústicas submarinas ...) de alta sensibilidad. En esta comunicación se presenta la caracterización electromecánica de una serie de materiales cerámicos de PMN-PT preparados a partir de polvo sintetizado por activación mecanoquímica de precursores, con gran homogeneidad composicional, en función de la composición y la temperatura. Los resultados de coeficientes y pérdidas piezoeléctricas, de deformación bajo campo, de modulo de Young y pérdidas mecánicas, de permitividad y pérdidas dieléctricas, y de ciclos de histéresis ferroeléctricos permiten discutir la naturaleza y dinámica de los dominios de polarización en la solución sólida. También se describen experimentos de texturación por crecimiento de grano forzado por plantillas orientadas (TGG, del inglés Templated Grain Growth) utilizando únicamente polvo cerámico de la fase sintetizado por activación mecanoquímica.

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Resistencia al choque térmico de materiales cerámicos con grietas de indentación: influencia de las tensiones residuales de desbaste Alberto Juy y Marc Anglada Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal.lùrgica Universitat Politècnica de Catalunya, Avda. Diagonal 647, 08028-Barcelona En el estudio de las propiedades mecánicas de los materiales cerámicos, es costumbre utilizar indentación Vickers para producir fisuras semicirculares estables. Esta estabilidad proviene del hecho que el factor de intensidad de tensiones residual disminuye rápidamente cuando la grieta se extiende. Para producir la rotura inestable, es necesario aplicar una tensión externa, cuyo factor de intensidad de tensiones junto con el residual de indentación cumpla con las condiciones de fractura inestable especificadas por la mecánica de la fractura. En este trabajo se investiga la influencia de tensiones residuales superficiales de desbaste sobre la resistencia al choque térmico de probetas indentadas. Se analiza el problema a partir del modelo clásico de indentación con la hipótesis que la rotura se produce por extensión de la grieta en la superficie. Se pone de manifiesto la complejidad del problema y se propone un modelo que permite estudiar el choque térmico mediante la extensión de la fisura de indentación. Según el modelo propuesto las tensiones residuales de compresión inducidas en la superficie por desbaste originan una disminución en la extensión estable de la fisura y un aumento en la resistencia al choque térmico. Las predicciones se comparan con resultados experimentales obtenidos en circona dopada con 2,5% molar de itria.

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Propiedades mecánicas de cerámicos eutécticos Al2O3-ZrO2 (Y2O3) y Al2O3-YAG procesados por solidificación direccional A. Salazara, J. Y. Pastorb, J. LLorcab, J. I. Peñac, I. de Franciscoc y P. Olietec a) Departamento de Tecnología Química, Ambiental y de los Materiales, Escuela Superior de Ciencias Experimentales y Tecnología, Universidad Rey Juan Carlos-Móstoles, C/ Tulipán, s/n, 28933 Móstoles-España b) Departamento de Ciencia de Materiales, E.T.S. de Ingenieros de Caminos, Universidad Politécnica de Madrid. C/ Profesor Aranguren s/n, 28040 Madrid-España. c) Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón. CSIC/Universidad de Zaragoza. 50018 Zaragoza-España. La resistencia a flexión de los compuestos cerámicos eutécticos Al2O3-ZrO2 (Y2O3) y Al2O3-Y3Al5O12 procesados por la técnica de solidificación direccional fusión zonal inducida por láser se ha medido en el intervalo de temperaturas de 25ºC a 1427ºC. Se ha investigado el efecto de la microestructura, de las tensiones residuales y de la temperatura sobre la resistencia a flexión y los mecanismos de fractura asociados para cada material.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 150

Influencia del tamaño de grano de policristales tetragonales de circona dopados con itria en la degradación asistida por el medio Adrian Feder y Marc Anglada Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal.lúrgica, UPC, ETSEIB, Avda. Diagonal 647, 08028 Barcelona Se ha analizado el efecto del tamaño de grano tetragonal sobre la transformación de fase de simetría tetragonal a monoclínica (t-m) activada por la humedad a 250 ºC en muestras de circona tetragonal policristalina estabilizada con 2.5 % molar Y2O3 (Y-TZP). El incremento del grano tetragonal se ha obtenido mediante tratamientos térmicos a 1650 ºC de discos de Y-TZP durante 1 y 2 horas. Mediante análisis Raman y DRX se ha visto que la transformación t-m a 250 ºC se inicia en la superficie y se activa más rápidamente al aumentar el tamaño de grano tetragonal. La resistencia biaxial de los discos disminuye con el tiempo de envejecimiento a 250 ºC siendo más drástica para el material de mayor tamaño de grano. Se ha propuesto un método que consiste en recubrir el material con una fina capa de Al2O3 que es inerte a la transformación de fase t-m y, por tanto, mantiene las características mecánicas del material después de exponerlo más de 800 horas a 250 ºC.

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Bioensuciamiento de la Fuente de los Leones de la Alhambra de Granada (España) M.I. Sarróa, A.M. Garcíaa, V.M. Rivaltaa, D.A. Morenoa, I. Arroyob Departamento de Ingeniería y Ciencia de los Materiales, Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales, Universidad Politécnica de Madrid, José Gutiérrez Abascal, 2, 28006-Madrid-España Departamento Científico, Instituto del Patrimonio Histórico Español, Goya, 4, 28040-Madrid-España Las obras de arte pétreas expuestas al medio ambiente son susceptibles de ser biodeterioradas por la acción de diversos agentes biológicos del entorno, tales como bacterias, hongos, musgos, etc. Adicionalmente, en las fuentes ornamentales, el agua de abastecimiento, rica en microorganismos, puede contribuir al biodeterioro del conjunto. En este trabajo se pone de manifiesto el biodeterioro sufrido por la Fuente de los Leones de la Alhambra (Granada). Para ello se ha analizado el biodeterioro en el León 4, el bioensuciamiento de la taza de la fuente y el sistema de abastecimiento de agua.

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Caracterización de rocas ornamentales con ultrasonidos mediante procesos de alteración L. M. del Ríoa, F. Lópezb, J. J. Tejadoc, Mª. I. Motac a) Departamento de Física, Escuela Politécnica. Universidad de Extremadura, Avda. de la Universidad, s/n, 10071 Cáceres-España b) Departamento de Técnicas, Medios y Elementos de la Construcción, Escuela Politécnica. Universidad de Extremadura, Avda. de la Universidad, s/n, 10071 Cáceres-España. c) Instituto Tecnológico de las Rocas Ornamentales y Materiales de Construcción. Consejería de Industria y Comercio. Junta de Extremadura. Avda. de la Universidad, s/n, 10071 Cáceres-España Las rocas ornamentales y, especialmente los granitos, constituyen una de las principales actividades industriales en la Comunidad Autónoma de Extremadura, por lo que el conocimiento de las características intrínsecas de la piedra natural y su evolución en el ambiente en que se ubique, resulta imprescindible si se desea asegurar la calidad de la obra constructiva en la que este tipo de rocas se utilicen. Los Ensayos no Destructivos (EnD) y, en particular los ultrasonidos, constituyen una técnica de un gran potencial para caracterizar muy diversos materiales: metales, madera, hormigones y, también, rocas. Su principal interés reside en que pueden analizarse propiedades físicas de estos materiales sin alterar ni deteriorar en absoluto su contenido, pudiendo evaluarse ‘in situ’ o en el laboratorio, con una gran rapidez en el diagnóstico, repetitividad, eficacia y bajo coste en las medidas realizadas. En este trabajo presentamos el estudio que hemos llevado a cabo con el objetivo de analizar, utilizando técnicas ultrasónicas, las características petrológicas y mecánicas de un conjunto amplio de rocas ornamentales. Mediante esta técnica obtenemos información sobre las transformaciones sufridas por estas rocas al someterlas en laboratorio a ensayos de envejecimiento artificial acelerado mediante procesos cíclicos hielo-deshielo, permitiendo un mayor y mejor conocimiento de la durabilidad del material rocoso estudiado.

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Effect of the preparation method in the “in vitro” bioactivity of two glass-ceramics of the SiO2-CaO system M.I. Alemany, M.A. de la Casa-Lillo, P. Velásquez, P.N. De Aza Instituto de Bioingeniería, Universidad Miguel Hernández, Avda. de la Universidad s/n. 03203-Elche, Alicante-España The work examines the influence of the microstructure on the in vitro bioactivity of two glass-ceramics with the same chemical composition in the SiO2-CaO system. Ceramising a glass, via powder technology route (GC), and by sol-gel method (SG), formed two glass-ceramics composed of 50 wt% SiO2 – 50 wt% CaO. Both glass-ceramics were soaked in simulated body fluid up to 4 weeks using

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 the same conditions. An Hydroxyapatite (HA-like) layer formed on the surfaces on both samples but a different formation rates due differences in the microstructure. The SG glass-ceramic showed faster HA-like formation because their smaller pseudowollastonite grains dissolved more readily. In addition, the thicker glassy phase at the grain boundaries facilitated a faster formation of silanol groups on the surface of the amorphous SiO2 interlayer, a reaction that is considered to be a prerequisite for HA-like formation. Both materials were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM) fitted with Energy-Dispersive X-ray Analysers (EDS) and N2 adsorption at 77°K. The interfacial reaction product was examined by SEM-EDS. Additional changes in ionic concentration, using inductively couple plasma atomic emission spectroscopy (ICP), were determined.

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Análisis textural de cerámicas arqueológicas vidriadas J.J. Beníteza, Mª.E. Enrique Magariñob, A. Ruiz Condea, P.J. Sánchez-Sotoa a)

Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla, Centro Mixto CSIC-US, c/Américo Vespucio s/n, Isla de la Cartuja, 41092-Sevilla b) Departamento de Física de la Materia Condensada, Facultad de Física, Universidad de Sevilla, Campus de Reina Mercedes,41071- Sevilla. El objetivo del presente trabajo es llevar a cabo el análisis textural de una serie de piezas cerámicas vidriadas de interés arqueológico. Para ello se han seleccionado fragmentos cerámicos de época medieval de Al-Andalus, Siglos XI-XII, época almohade y almorávide, procedentes de intervenciones arqueológicas en los Reales Alcázares de Sevilla. Los materiales estudiados se han caracterizado por distintas técnicas experimentales (DRX, FRX, IR, SEM-EDX, MOR y PIXE). Utilizando la microscopía de fuerzas atómicas (AFM) y teniendo en cuenta los resultados anteriores, las muestras estudiadas se han clasificado en distintos grupos atendiendo a su composición, microestructura, textura y características topográficas. Se concluye que existe el aporte de materias primas de diferentes características, con o sin adición de diversos desgrasantes según la aplicación de las cerámicas con vidriados y engobes (vasijas, ornamentación, etc.). Se acusan también diferencias topográficas significativas entre muestras con distintas zonas pigmentadas. Por último, se destaca que este tipo de estudios es de gran interés para profundizar en el conocimiento de nuestro Patrimonio Cultural.

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Aspectos microestructurales y eléctricos de la incorporación de carbono en Al2O3 policristalino R. Román, M. González, M.T. Hernández Materiales para Fusión, CIEMAT, Avda. Complutense 22, 28040 Madrid-España El riesgo de contaminación por carbono, procedente del divertor o generado por tranmutación, en el futuro Reactor de Fusión termonuclear toma especial importancia cuando se trata de componentes formados por materiales aislantes ya que modificaría sus propiedades dieléctricas. Debido a esto se ha comenzado un estudio sistemático del efecto de la adición en volumen de carbono en el comportamiento como aislante eléctrico de la alúmina. En el presente trabajo se ha introducido carbono en el rango de composiciones de 0 a 1% en peso. Como método de síntesis se emplea la mezcla mecánica de polvos comerciales de α-alúmina y carbón activo y una posterior sinterización a 1550ºC bajo diferentes atmósferas (CO/CO2, Ar y N2/10%H2). Las micro1estructuras observadas revelan una clara inhomogeneidad de la distribución de C y una densidad pobre en todas las muestras sinterizadas. Las microestructuras tipo vermicular obtenidas, donde se favorece el crecimiento de grano frente a la densificación, indican que ninguna de las atmósferas empleadas es óptima para el sinterizado. La estructura porosa y el bajo contenido en C a su vez, impiden la conducción eléctrica, excepto para la composición con 0.57%C en peso, donde parece formarse algún tipo de conexión entre las partículas de C que hace que dicha muestra, a pesar de ser resistiva pueda medirse.

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Efecto de la desvitrificación de una fase secundaria sobre las propiedades mecánicas de una base que desvitrifica circón como fase principal G. Monrós, A. Mestre, S. Sorlí, M. Llusar, M.A. Tena Dpto. Química Inorgánica y Orgánica, Universidad Jaume I, Campus Riu Sec s/n, 12071-Castellón-España Los vidriados opacos, blancos y brillantes son de gran interés en el campo de recubrimientos vítreos para soportes cerámicos. El opacificante tradicional y que mejores resultados ha desarrollado en vidrios de base CaO-ZnO-SiO2 es el silicato de circonio o circón. En este trabajo se analiza el efecto de la codesvitrificación de otras fases cristalinas, junto a la fase cristalina mayoritaria de circón, en dichos vidriados, por adición al molino de óxidos capaces de desarrollarlas en la cocción (corindón, anatasa, periclasa, óxido de neodimio y circona) en proporciones moderadas entre el 5 y 10% en peso. El brillo de la base brillante de circón se mantiene con ligeras variaciones con la presencia de las fases secundarias y se constata el efecto reforzante de gehlenita (Ca2Al2SiO7), circona monoclínica y esfena (CaTiSiO5), por el contrario la presencia de diópsido (CaMgSi2O6), powelita (CaMoO4) y gahnita (ZnAl2O4) debilitan la red vítrea.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 123

Efecto del tratamiento químico en una membrana comercial microporosa de ZrO2 R. de Lara, M.I. Vázquez y J. Benavente Grupo de Caracterización Electrocinética y de Transporte en Membranas e Interfases.

Departamento de Física Aplicada I, Facultad de Ciencias, Universidad de Málaga, E-29071 Málaga. Se han estudiado las posibles modificaciones producidas en una membrana de ZrO2 para microfiltración como resultado de su tratamiento con H2SO4 y calcinación a 300ºC. La naturaleza química de la superficie de la membrana se ha estudiado mediante XPS, mientras que los parámetros eléctricos y estructurales de la membrana se han obtenido a partir de medidas de potencial de membrana y difusión, respectivamente, las cuales se han realizado con disoluciones de NaCl. Los resultados relacionados con los parámetros de transporte (permeabilidad salina y número de transporte iónico) indican una modificación tanto en la estructura como en el carácter eléctrico de la membrana de óxido de circonio debido al tratamiento, que se concretan en una disminución de la porosidad/tamaño de poro y en un comportamiento ligeramente electronegativo para la membrana tratada. El análisis de XPS para esa membrana muestra la presencia en su superficie tanto de ZrO2 como de Al2O3. Este hecho parece indicar que la membrana original de óxido de circonio consiste, realmente, en un núcleo de alúmina el cual se ha revestido con ZrO2, y que se pone de manifiesto como resultado del tratamiento químico.

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Estudio del campo primario de cristalizacion de mgal2o4 en el sistemA Al2O3-CaO-MgO-SiO2 B. Vázquez, A. Caballero, P. Pena Instituto de Cerámica y Vidrio CSIC, 28500-Arganda del Rey (Madrid),España Se han establecido las relaciones de compatibilidad de la espínela (MgAl2O3) en el sistema cuaternario Al2O3-CaO-MgO-SiO2. El método experimental utilizado ha sido el de “quenching”, congelación del equilibrio mediante enfriamiento brusco, seguido de caracterización de las fases en equilibrio por difracción de rayos X, microscopía óptica de luz reflejada y microscopía electrónica de barrido en Emisión de Campo (FE-MEB) con microanálisis por dispersión de energías. Sobre la base de los resultados obtenidos se ha dibujado la proyección de la superficie eutéctica binaria, que delimita el volumen primario de cristalización de la espínela, para un plano de composición fijo del 65% en peso de espínela sobre la cara del tetraedro de composición Al2O3-SiO2-CaO. Se ha establecido la temperatura y carácter de los seis puntos invariantes en los que una de las fases en equilibrio es MgAl2O4 que se proyectan sobre la cara del tetraedro Al2O3-SiO2-CaO: MgAl2O4-Al2O3-Al6Si2O13-CaAl2Si2O8 (Tf =1400ºC); MgAl2O4-Al2O3-CaAl12O19-CaAl2Si2O8 (Tf =1375ºC); MgAl2O4-CaAl12O19-CaAl2Si2O8-Ca2Al2SiO7 (Tf =1400 ºC); MgAl2O4-CaAl12O19-CaAl4O7-Ca2Al2SiO7 (Tf =1410 ºC); MgAl2O4-CaAl4O7-CaAl2O4-Ca2Al2SiO7 (Tf =1450 ºC); MgAl2O4-CaAl2O4-Ca2Al2SiO7-MgO (Tf =1350 ºC); MgAl2O4-Al2O3-CaAl2Si2O8 (Tf = 1400ºC) Así mismo, se ha determinado la extensión de los campos secundarios de cristalización que limitan al campo primario de la espínela: Al6Si2O13 (mullita), Al2O3 (alúmina), CaAl12O19 (hexaluminato cálcico), CaAl2Si2O8 (anortita), Ca2Al2SiO7 (gelenita), CaAl4O7 (aluminato dicálcico), CaAl2O4 (monoalumináto cálcico), MgO (periclasa) respectivamente. Finalmente se ha determinado la extensión de la solución sólida de Al en MgAl2O4 los volúmenes de compatibilidad en estado sólido I y II

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Influencia de la temperatura en la resistencia mecánica de eutécticos Al2O3/YAg obtenidos por solidificación direccional J. Y. Pastor(a), P. Poza(b), J. LLorca (a), y Y. Waku (c) (a) Departamento de Ciencia de Materiales. Universidad Politécnica de Madrid. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. C/ Profesor Aranguren, s.n. 28040 Madrid. (b) Departamento de Tecnología Química, Ambiental y de los Materiales. Universidad Rey Juan Carlos. (c) Japan Ultra-High Temperature Materials Research Institute. 573-3, Okiube, Ube City, Yamaguchi. 755-0001 Japan. Esta investigación pretende analizar el comportamiento en fractura de un novedoso material compuesto cerámico, un eutéctico de Al2O3-YAG, obtenido por solidificación unidireccional por el método de Bridgman. Se han realizado ensayos de tenacidad de fractura por flexión en tres puntos y se ha medido el módulo de elasticidad entre temperatura ambiente y 1500 ºC. Así mismo, se han utilizado dos velocidades de ensayo para analizar la influencia de la velocidad de deformación en el comportamiento en fractura. El comportamiento de este material ha sido frágil hasta 1400 ºC, en que comienzan a aparecer fenómenos plásticos. Estos se reducen o desaparecen cuando se aumenta la velocidad de deformación del material. Finalmente, se han analizado las superficies de fractura mediante microscopía electrónica de barrido para identificar los micromecanismos de fractura presentes.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 045

Influencia del tamaño de partícula, de la microestructura en crudo y del tratamiento térmico sobre la microestructura en cocido de una ferrita de Ni-Zn Barba, C. Clausell, C. Felíu, M. Monzó Instituto de Tecnología Cerámica. Asociación de Investigación de las Industrias Cerámicas.

Universidad Jaume I. Castellón. España. La compacidad y la microestructura de las piezas cerámicas cocidas dependen de la compacidad y microestructura de las piezas crudas y del tratamiento térmico a que se sometan estas últimas. A su vez, tanto la compacidad como la microestructura (distribución de tamaños de poro, tamaño medio de poro y número de poros por grano) de una pieza cerámica cruda quedan determinadas por la presión de prensado, la distribución de tamaños de partícula y el tamaño medio de las partículas, mientras que el tratamiento térmico, principalmente la temperatura máxima de sinterización y el tiempo de permanencia a esta temperatura, determinan la evolución desde la compacidad y la microestructura de la pieza cruda a la compacidad y la microestructura de la pieza cocida. En el presente trabajo se ha estudiado el efecto que la presión de prensado, la distribución de tamaños y el tamaño medio de partícula, tienen sobre la microestructura en crudo y en cocido de una ferrita de Ni-Zn. Asimismo, se ha determinado la influencia del tratamiento térmico sobre la compacidad y microestructura de las piezas cocidas.

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Interacción de sales fundidas con una semiantracita carbonizada en el intervalo de temperatura 743-1173 K. Un estudio por difracción de rayos-X M. Alfaro Domínguez1, F. J. Higes Rolando2, V. Gómez Serrano2. 1Departamento

2Deparatmento

de Electrónica e Ingeniería Electromecánica. Área de Ciencia de Materiales e Ingeniería Metalúrgica. Escuela de Ingenierías Industriales. Universidad de Extremadura. Ctra de Elvas s/n. 06071. Badajoz (Spain)

de Química Inorgánica. Facultad de Ciencias. Universidad de Extremadura. Ctra de Elvas s/n. 06071. Badajoz (Spain)

Los cambios químicos producidos como resultado de la interacción de sales fundidas con los componentes minerales de una semiantracita carbonizada (AC) a las temperaturas de 743, 873 y 1173 K en N2 son investigados. Generalmente, un óxido metálico (CaO, MgO, FeO, CoO, NiO, Cu2O o ZnO) fue añadido a la mezcla de cloruros alcalinos (LiCl/KCl). Después de los tratamientos de AC, la masa sólida residual fue lavada con agua destilada y secada. Las muestras resultantes fueron analizadas por difracción de rayos X. El grado de interacción química con la fracción inorgánica de AC depende de la composición química de las sales fundidas y de la temperatura del tratamiento térmico, siendo el primer efecto generalmente más importante cuando se añade un óxido metálico a la mezcla de cloruros, y en especial cuando dicho óxido es CaO, que por razones de brevedad será el único que exponemos, además de ser el que mejor comportamiento presenta. En este caso con el aumento de la temperatura se favorece la formación de una serie de especies químicas diferentes, predominando la espurrita en la muestra preparada a 743 K y la caolinita en la muestra tratada a 1173 K.

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Las filitas cerámicas como nuevas materias primas y sus aplicaciones en tecnología de materiales E.Garzón Garzóna, A. Ruiz Condea, P.J. Sánchez-Sotoa a) Departamento de Ingeniería Rural, Universidad de Almería, La Cañada de San Urbano, 04120-Almería b)Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla, Centro Mixto CSIC-US, c/Américo Vespucio s/n, Isla de la Cartuja, 41092-Sevilla

El presente trabajo se enmarca dentro de una línea de investigación de interés aplicado, que se lleva cabo en cooperación,

sobre prospección, evaluación y estudio de nuevas materias primas cerámicas en Andalucía y de acuerdo con las directrices del III Plan Andaluz de Investigación. El objetivo es llevar a cabo una caracterización de una materia prima natural, denominada “filita cerámica”, cuyos componentes esenciales son filosilicatos de tamaño de partículas muy fino y cuarzo. Ocasionalmente, este tipo de

materias primas pueden contener calcita (filitas calcáreas). La abundancia de filosilicatos de grano fino imprime un tacto untuoso a estas materias primas y las hacen fácilmente exfoliables. Una muestra representativa de este tipo de materia prima se ha estudiado por distintas técnicas experimentales, como son difracción de rayos X (DRX), fluorescencia de rayos X (FRX), microscopía óptica petrográfica, microscopías electrónicas de barrido (MEB) y transmisión, análisis químico por EDX, análisis granulométrico y análisis térmico. Los resultados obtenidos son de interés para evaluar sus posibles aplicaciones en tecnología de materiales. Asimismo, se revisan algunas de las aplicaciones generales a las que se destinan estas materias primas y se proponen otras sobre la base de la caracterización llevada a cabo.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 152

Deterioro por fuerzas de contacto hertziano en Y-TZP A. Juy y M. Anglada Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal.lúrgica, ETSEIB, Universitat Politècnica de Catalunya, 08028 Barcelona Se ha estudiado la influencia del daño inducido por fuerzas de contacto sobre la resistencia a flexión de policristales tetragonales de circona dopados con 2.5 % molar de itria (Y-TZP) con una microestructura dúplex formada por granos cúbicos y tetragonales, y que se obtiene después de un tratamiento térmico a 1650 °C de Y-TZP de grano tetragonal fino. Para determinar el nivel de deterioro por fuerzas de contacto, se ha medido el cambio en la resistencia a flexión biaxial después de aplicar una fuerza de contacto con una esfera mediante un ciclo simple y también después de aplicar fuerzas de contacto repetidas durante un gran número de ciclos. Los resultados encontrados son analizados en términos del daño producido y de las tensiones elásticas y residuales. Se propone la existencia de una relación entre el daño inducido por cargas de contacto y la capacidad de que se extiendan las grietas radiales durante la aplicación repetida de cargas de contacto debido a las tensiones residuales.

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Conducción intersticial de ión óxido en oxo-apatitos de lantano. León-Reina L., Losilla E. R., Martínez-Lara M., Aranda M. A. G., Bruque S. Departamento de Química Inorgánica, Universidad de Málaga, 29071- Málaga. Se han preparado dos series de compuestos con entramados estructurales tipo oxo-apatito: La10-x(MO4)6O3-1.5x (M=Ge o Si; 9.33≤10x≤10). Estos materiales son interesantes porque presentan conductividades de ión óxido elevadas y pueden ser buenos electrolitos para pilas de combustible tipo SOFC (Solid Oxide Fuel Cell). Se han estudiado las estructuras cristalinas a temperatura ambiente, 773 y 1173K mediante refinamiento combinado de datos de difracción de rayos-X y difracción de neutrones. Se ha establecido de forma precisa el límite composicional de las dos disoluciones sólidas y su estructura; incluyendo la localización de un átomo de oxigeno extra en una posición intersticial, que recientemente había sido postulada de forma teórica mediante una simulación atomística.1 La caracterización eléctrica mediante espectroscopía de impedancias confirma que las muestras son conductores de ión óxido (σ= 4.7(2)×10-3S.cm-1 a 773K para La9.33Si6O26) . La variación de la conductividad con la temperatura para las dos series es diferente, en el régimen de baja temperatura, la energía de activación para la serie del Si es algo inferior a la de Ge, además, para el caso de Ge la representación se curva conforme aumenta la temperatura. Este comportamiento diferenciado se ha podido explicar con el estudio de la cristaloquímica de ambas series, centrándonos en la variación (ocupación) del oxígeno intersticial conforme aumenta la temperatura, lo cual, ha llevado a establecer dos tipos de mecanismos de conducción, intersticial para la serie de Si, y mecanismo por vacantes e intersticial a baja temperatura, cambiando a solo intersticial a elevadas temperaturas para el caso del Ge.

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Envejecimiento acelerado de circona (3Y-TZP) sinterizada en condiciones reductoras José F. Bartolomé , Isabel Montero , Marcos Diaz and José S. Moya Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), CSIC, Cantoblanco 28049, Madrid, Spain Sylvane Deville , Jerome Chevalier and Gilber Fantozzi Institut National des Sciences Appliquées (INSA), GEMPPM, UMRM 5510, 20 av. Albert Einstein, 69621 Villeurbanne, France. Se ha investigado el envejecimiento producido a 140 ºC en presencia de vapor de agua en materiales de circona estabilizada con un 3 % molar de Y2O3 (3Y-TZP), sinterizados en aire y en condiciones reductoras. Se ha observado, mediante difracción de rayos X, que las muestras sinterizadas en condiciones reductoras exhiben una mayor transformación de la fase tetragonal a la monoclínica que aquellas que, con unos valores muy similares de densidad y tamaño medio de grano, han sido sinterizadas en aire. Este hecho esta relacionado con los siguientes mecanismos: a) el aumento de la concentración de vacantes de oxígeno producido por el proceso de sinterización en una atmósfera con baja presión parcial de oxígeno, da lugar a una mayor velocidad de difusión de dichas vacantes, siendo este proceso el que gobierna la transformación de fase durante el envejecimiento; b) la presencia en los bordes de grano de la circona policristalina de una nueva fase agregada que se forma por la exolución de iones de Fe2+, promueve una expansión de volumen que puede inducir la formación de microgrietas que favorecen la transformación de fase de la circona.

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Synthesis, characterization and dielectric properties of Ba1-yLa2y/3Ti1-xZrxO3 system M. L. Martínez-Sarrión, L. Mestres, C. Ostos Departamento de Química Inorgánica, Universidad de Barcelona, Martí i Franquès 1-11, 08028 Barcelona, Spain. The perovskite-type titanate solid solutions have been extensively studied as desiredable dielectric materials mainly for the rapid increase of demands in a broad range of communication and electronic devices1. By the great potential found on PbTi1-xZrxO3 (PZT) some compounds with alkaline-earth in site A of the perovskite are being researched. These new free-lead systems present very high dielectric constants and are also interesting in the field of environmental protection.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 The aim of this work is to investigate the synthesis and electrical properties of Ba1-yLa2y/3Ti1-xZrxO3 (BLZT) compounds maintaining the stoichiometry and perovskite structure. In order to obtain the BLZT, conventional ceramic method and a novel oxalate-peroxide process3 were compared. At first, BaCO3, La2O3, TiO2 and ZrO2 were mixed into an agate mortar with acetone, dried and heated at 1200ºC for 2h. After grinding, samples were pressed into pellets (150MPa). They were fired at 1350ºC for 6h, grinded, re-pelleted and re-fired for 14h. The second method consisted in mixing Ba(NO3)2 and La(NO3)3.6H2O in aqueous medium adding diluted nitric acid. This precursor was added dropwise to a solution of (NH4)2C2O4.H2O in basic media with strong stirring. During addition at room temperature pH was kept near to 9. The final precipitate was filtered, washed with ethyl acetate, dried and fired at 700ºC with a rate heating of 2ºC/min under N2. After grinding, samples were pressed into pellets (150 MPa) and fired at 1000ºC for 5h. By powder X-ray diffraction the ranges of solid solution for the two methods are built-up and compared. To analyze some structural changes, IR studies are used. The morphology of pure BLZT is studied by SEM. Finally, the composition is determined by ICP. The measurements of the electrics properties are carried out by AC measurements using a HP 4192A impedance analyzer from room temperature to 350ºC over a frequency range of 5Hz – 1.3x107Hz. Some results showed dielectric constants significantly high.

CEMENTOS Y HORMIGONES 020

Efecto de aditivos superplastificantes basados en policarboxilatos sobre la hidratación y microestructura de pastas de cemento portland F. Puertas, H. Santos, M. Palacios, S. Martínez-Ramírez Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (CSIC) Madrid En las últimas décadas la incorporación de aditivos superplastificantes al hormigón ha permitido obtener hormigones con características y propiedades muy mejoradas respecto a los convencionales, en especial, los hormigones de altas prestaciones. La utilización de dichos aditivos permite producir hormigones más trabajables, más resistentes y más económicos puesto que se optimizan los contenidos en cemento. Diversos autores han estudiado cómo el empleo de aditivos superplastificantes basados en melamina y naftaleno, afectan a la hidratación del cemento, así como a la morfología y microestructura de los productos de reacción, sin embargo, el efecto de los aditivos basados en policarboxilatos es menos conocido. En el presente trabajo se ha estudiado el efecto de un aditivo superplastificante basado en policarboxilatos sobre las propiedades mecánicas, hidratación y microestructura de los productos de reacción de pastas de cemento Portland. Para ello se prepararon pastas con una relación agua/cemento de 0.4 y una dosificación de aditivo que varió entre 0-1% y posteriormente se curaron en cámara de humedad (H. R.= 99% y 21 ± 2 ºC). Dichas pastas se estudiaron a través de diferentes técnicas: calorimetría de conducción, análisis termogravimétrico (TG), difracción de rayos X (DRX), espectroscopía de absorción infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR), resonancia magnética nuclear (RMN), porosimetría de mercurio (MIP) y microscopía electrónica de barrido (SEM). Los resultados obtenidos han demostrado que los aditivos basados en policarboxilatos no inducen importantes modificaciones en las resistencias mecánicas de las pastas cuando se mantiene la relación agua/cemento constante. Sin embargo, dicho aditivo retrasa las reacciones iniciales de hidratación aunque con el tiempo los procesos reactivos continúan con mayor intensidad. A través de FTIR y 29Si y 27Al-RMN se observan algunas diferencias estructurales en los productos de reacción. Además este aditivo produce un refinamiento del sistema poroso, incrementando el porcentaje de mesoporos, de manera que las pastas son menos susceptibles de sufrir procesos de alteración.

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Estabilidad de las fases hidratadas del cemento: modelización termodinámica S. Martínez-Ramíreza), M.T. Blanco-Varelaa), J. Aguilerab) a) Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (CSIC) C/ Serrano Galvache nº4, 28033 Madrid b) Cementos el Monte, C/ Muelle Ingeniero Juan Gonzalo s/n, 21810 Palos de la Frontera (Huelva) La modelización termodinámica es una técnica con la cual se puede estudiar la alteración del cemento en disoluciones salinas y las condiciones de equilibrio. A partir de una base de datos de fases sólidas y especies acuosas es posible calcular el conjunto de fases estables, la composición de las disoluciones en equilibrio y el pH de la disolución. Se pueden construir los diagramas de fases a partir de los puntos invariantes calculados en los sistemas isotermos. Esta técnica es particularmente adecuada para el estudio de sistemas cementantes donde las velocidades de reacción pueden ser tan lentas que pueden tardar meses e incluso años en alcanzar el equilibrio. Usando la modelización termodinámica los mismos sistemas pueden ser calculados con relativa facilidad. En este trabajo se utiliza el programa PHREEQE versión 2 para hacer los cálculos de especiación y determinar el índice de saturación de los minerales. Dicha versión permite estudiar reacciones controladas cinéticamente, equilibrios sólido-disolución, equilibrios en fase gas, fijando el volumen, etc. En este trabajo se estudian los sistemas CaO-SiO2-CaCO3-H2O y CaO-SiO2-CaSO4-H2O, cerrado y a 25ºC a través de cálculos termodinámicos, y se determina el rango de concentración de ion carbonato y sulfato en el que son estables cada una de las fases del sistema.

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Estudio de la influencia de la temperatura ambiental en la trabajabilidad y resistencia del hormigón J. Ortiza, A. Aguadob, L. Agullób, T. Garcíab a) Doctorando en Ingeniería de la Construcción, Universitat Politècnica de Catalunya, Becario del CONACYT - México b) Departamento de Ingeniería de la Construcción, Universitat Politècnica de Catalunya, C. Jordi Girona, 1-3 (edificio C1), 08034 - Barcelona - España En este trabajo se presenta el esquema general de un proyecto de investigación sobre la influencia de la temperatura ambiental sobre la trabajabilidad y la resistencia del hormigón con el objeto de desarrollar alguna metodología a nivel industrial para optimizar la dosificación del cemento en el hormigón. Se simularon en laboratorio condiciones climáticas de temperatura y humedad relativa y se fabricaron hormigones y morteros, en los cuales se midió su temperatura y se determinó su consistencia y resistencia a compresión. Los resultados muestran una clara correlación entre la temperatura y la trabajabilidad y entre la temperatura y la resistencia, teniéndose los resultados más desfavorables en las condiciones de verano. Las conclusiones apuntan a los áridos como un constituyente de gran importancia debido a su gran proporción en el hormigón y a su susceptibilidad a la temperatura.

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Polimeros minerales alcalinos A. Palomo*, A. Fernández-Jiménez y M. T. Blanco-Varela Instituto de ciencias de la construcción “Eduardo Torroja” (CSIC). Aptdo. 19002 Madrid (España) Los Polímeros Minerales Alcalinos constituyen una novedosa familia de materiales que entre otras interesantes propiedades poseen la capacidad de conjugar cualidades específicas de los cementos con cualidades características de las cerámicas tradicionales y con atributos que solo pertenecen a las zeolitas. Estos materiales se sintetizan por ataque, en medio fuertemente alcalino, de determinados minerales arcillosos o subproductos industriales con elevados contenidos en sílice amorfa (o vítrea) y alúmina. En el presente trabajo se presentan algunos aspectos relativos a la síntesis y caracterización de esta familia de materiales.

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FTIR characterisation of leaching effects in Portland cement pastes due to neutralisation of their alkaline nature Hidalgoº, S. Petitb, C. Andradeº ºInstituto Eduardo Torroja (CSIC), C/Serrano Galvache 4, 28033 Madrid, Spain. de Poitiers, CNRS UMR 6532 HydrASA, 40, avenue du Recteur Pineau, F-86022 Poitiers Cedex, France

bUniversité

FTIR spectroscopy was used to characterise the microstructural changes in cement pastes when they are submitted to a long term water aggression. Due to the long timescales involved in laboratory experiments using groundwaters, accelerated tests have to be used to evaluate the long-term behaviour of concretes. In this work, the leaching of cement pastes has been performed in HNO3 medium, using powders with a low and controlled particle size, in order to produce significant degradation, and to achieve equilibrium or near-equilibrium conditions between the leachant medium and cement paste.

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Cementos Pórtland adicionados con puzolanas silicoaluminosas: Evaluación del calor de hidratación. J. Payá 1, M.V. Borrachero 1, J. Monzó 1, L.Soriano1, S. Velázquez 2. Grupo de Investigación en Química de los Materiales de Construcción (GIQUIMA) Departamento de Ingeniería de la Construcción. Universidad Politécnica de Valencia. Camino de Vera s/n. E-46071 Valencia- Spain. 2 Universidad Panamericana Campus Guadalajara. Prolongación Calzada Circunvalación Poniente 49. Ciudad Granja, 45010 Zapopan, Jalisco (México). 1

La hidratación del cemento Pórtland es un proceso exotérmico, que puede dar lugar a incrementos importantes de temperatura en el hormigón, en condiciones semiadiabáticas o en hormigones con elevados contenidos en cemento. Dicho aumento puede tener consecuencias adversas para su calidad, debido a la generación de tensiones y la aparición de microfisuras, las cuales afectarían negativamente a las propiedades mecánicas y a la durabilidad del mismo. Habitualmente, el uso de materiales puzolánicos de adición (puzolanas naturales y cenizas volantes) o de adiciones hidráulicas (escorias de alto horno) permite reducir la cantidad global de calor liberado por la mezcla, aunque, en estos casos, la ganancia de resistencia mecánica del hormigón se ve retrasada con respecto a los hormigones con solo cemento. En el caso de puzolanas muy reactivas como el metacaolín (MK) y el catalizador gastado de craqueo catalítico (FCC), se podrían fabricar estos hormigones de elevada resistencia mecánica a tiempos cortos; sin embargo, estas puzolanas influirían tanto en el calor global como en el calor instantáneo liberado por la mezcla cementante (cemento más puzolana). El objetivo de esta investigación ha sido evaluar la contribución que estas puzolanas, MK y FCC, tienen sobre el calor de hidratación de cemento, a efectos de valorar las ventajas que puede tener su uso con respecto al control de la temperatura del hormigón durante los procesos de fraguado y endurecimiento. Para ello, se evalúa y compara cementos con las adiciones puzolánicas MK y FCC, así como

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 cementos con filler calizo (CA), a efectos de comprobar el efecto partícula, el efecto dilución, el efecto puzolánico y la concentración de sulfatos como regulador del fraguado en la hidratación del cemento Pórtland. Fueron registradas curvas de calor liberado en el proceso de hidratación, tanto en experiencias de mezcla previa (0-7 días) como en experiencias de hidratación “in situ” (24 horas). El registro del calor liberado se efectuó por medio de un calorímetro de conducción, evaluando la velocidad de emisión de calor. A partir de la ecuación de Tian-Calvet y de los datos de calibrado, se calculó tanto la velocidad instantánea de liberación de calor como el calor total emitido a lo largo de un periodo. Se llevaron a cabo ensayos con cemento blanco tipo I y con mezclas preparadas a partir de sustituciones del 15% en peso de dicho cemento por FCC, MK y CA. Se observó, en general, que la presencia de estas puzolanas acorta el tiempo en el que se alcanza la máxima velocidad de liberación de calor, pero se estimó que el calor total fue inferior al que se obtiene en pastas con cemento solo.

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Comportamiento reológico de pastas de escoria activada alcalinamente en presencia de aditivos superplastificantes y reductores de la retracción M. Palacios, F. Puertas Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (CSIC) Madrid El pre1sente trabajo muestra el diferente comportamiento de aditivos superplastificantes y reductor de la retracción sobre las propiedades reológicas y tiempos de fraguado de pastas de cemento portland y de escoria activada alcalinamente. Se utilizaron dos disoluciones activadoras, waterglass y NaOH con un contenido de Na2O del 4% con respecto a la masa de escoria. Los aditivos superplastificantes disminuyen el esfuerzo de cizalla umbral de pastas de cemento portland ordinario al adsorberse sobre las partículas de cemento y ejercer fuerzas de dispersión de tipo electrostático o estérico entre ellas, lo que origina además el retraso de las reacción de hidratación. Este mismo efecto presenta el aditivo derivado de naftaleno sobre pastas de escoria activada con NaOH, mientras que el aditivo copolímero vinílico no afecta significativamente a las propiedades reológicas (esfuerzo de cizalla y viscosidad plástica) y a los tiempos de fraguado de pastas de escoria activada con waterglass, excepto cuando se adiciona 0.3 y 0.5% de dicho aditivo, en cuyo caso se produce un retraso de la reacción de activación. Por último, el aditivo reductor de la retracción no modifica los parámetros reológicos ni a los tiempos de fraguado de pastas de cemento portland aunque induce un aumento del esfuerzo de cizalla umbral y un retraso del final del fraguado cuando se adiciona un 0.3% del reductor de la retracción.

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Escorias de cobre: comportamiento puzolánico y fijación de los elementos pesados en morteros M. I. Sánchez de Rojas, J. Rivera y M. Frías Instituto Eduardo Torroja (CSIC, C/Serrano Galvache, 4. 28033 Madrid-España La industria cementera ha sido pionera en la reutilización de subproductos industriales en la fabricación de cementos, con el consiguiente ahorro energético, existiendo pruebas del buen comportamiento de estos materiales en la durabilidad de los morteros y hormigones, a los que confieren mejoras en ciertas propiedades. Sin embargo, el aprovechamiento de estos residuos industriales, con garantía de respetar el medioambiente, exige realizar estudios que contemplen el posible efecto contaminante de sus elementos nocivos. Las escorias procedentes de metalurgias no férricas (como las de plomo, cobre, níquel, cinc...), pueden presentan actividad puzolánica y, por tanto, ser aplicadas como adición activa en la fabricación de cementos mixtos. Sin embrago, estos materiales son susceptibles a contener elementos pesados, y, en la actualidad, su uso se ve limitado por la posible contaminación de las aguas en contacto con los hormigones o morteros elaborados con este tipo de materiales. En este trabajo se recoge el estudio llevado a cabo con una escoria procedente de la metalurgia del cobre. Se pone de manifiesto su comportamiento puzolánico y como los elementos contaminares pueden ser retenidos en la matriz cementante.

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Fabricación de cementos con residuos de catalizador de craqueo catalítico (FCC): Propiedades reológicas, fraguado y estabilidad de volumen en pastas M.V. Borrachero 1, J. Payá 1, J. Monzó 1, S. Velázquez 2. Grupo de Investigación en Química de los Materiales de Construcción (GIQUIMA) Departamento de Ingeniería de la Construcción. Universidad Politécnica de Valencia. Camino de Vera s/n. E-46071 Valencia- Spain. 2 Universidad Panamericana Campus Guadalajara. Prolongación Calzada Circunvalación Poniente 49. Ciudad Granja, 45010 Zapopan, Jalisco (México). 1

En este trabajo de investigación se recoge los resultados sobre estudios realizados en pastas de cemento con FCC, residuo generado en las refinerías de petróleo, que ha demostrado su elevado carácter puzolánico y su alta reactividad en mezclas con cemento Pórtland. Se ha analizado sus propiedades reológicas en estado fresco, estudiando la variación del esfuerzo de cizalla en función de la velocidad de corte en pastas con solo cemento y cemento/FCC 85/15, variando la relación agua/conglomerante, y se ha calculado analíticamente el valor de la viscosidad plástica (µ) a través de modelos. Se observa que el catalizador es una sustancia que demanda agua de forma significativa. Para compensar dicha demanda, fueron fabricadas pastas con sustitución mixta de FCC+ CV (CV ceniza volante), y se estudió la viscosidad, con objeto de evaluar si la demanda de agua del FCC, podía verse compensada con el incremento de la fluidez que provoca la presencia de las cenizas volantes en mezclas cementantes. Además, sobre estas mezclas cemento/FCC y

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 cemento/(FCC+CV), se ha realizado estudios de fraguado, determinando el agua de consistencia normal y los tiempos de inicio y final de fraguado, encontrándose siempre que todas las mezclas realizadas cumplen con la normativa vigente de cementos. Por último, se ha realizado ensayos en pastas en estado endurecido, para evaluar los procesos de hinchamiento y retracción. Los resultados muestran que el FCC no influye negativamente en el proceso de hinchamiento de la pasta de cemento, y que disminuye la retracción respecto a las pastas control con solo cemento, o incluso respecto a pastas con otras puzolanas.

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Hidrólisis alcalina en hormigones de CAC por efecto del árido M.T. Blanco-Varelaa, S. Martínez-Ramíreza, T. Vázqueza, S. Sánchez-Moralb a) Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja, (CSIC), c/ Serrano Galvache nº 4, 28033 Madrid, Spain. b) Museo Nacional de Ciencias Naturales, (CSIC), José Gutiérrez Abascal, 2; 28006- Madrid, Spain. El objetivo del trabajo fue determinar el proceso que condujo al deterioro del hormigón de CAC de una vigueta pretensada de una vivienda de Barcelona. Se estudiaron muestras de partes internas (sanas) y externas (dañadas) de dicho hormigón a través de FRX, DRX, FTIR, RAMAN, MO, SEM/EDX y BSE, y se midió la resistencia mecánica sobre microprobetas extraídas de ambas zonas. Por primera vez se muestra un caso de hidrólisis alcalina en muestras reales. La hidrólisis de los áridos de tipo metamórfico, feldespáticos, pizarrosos etc, liberó el ión K+ desencadenante de la hidrólisis alcalina observada. Los productos finales de la hidrólisis alcalina (calcita y bayerita) depositados en torno a los áridos hidrolizados presentan una microestructura muy poco cohesiva y constituyen una interfase árido - matriz cementante muy débil, lo que justifica la caída de resistencias en el material.

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Low radioactive impact materials of Calabria region G. Alitto, V. Nastro , A. Nastro Dipartimento di Pianificazione Territoriale, Università della Calabria, Arcavacata di Rende (CS) 87036, Rende ITALY All building materials contain, in different way, some radioactivity, due to natural or artificial radioisotope. In this work, we focus our attention on importance, in building fields, to use raw materials with a low percent of radioactive nuclides. So it reports, radioactivity measures, made by high precision gamma-spectrometry, of some rocks taken from quarry in Calabrian territory (south Italy), in particular we have considered the “pietra rosa di Mendicino” and the “pietra di S.Lucido”.For a better relevance we proceeded to compare that results with ones detected from a granite rocks, taken by Sila Mountains in Calabrian. Beginning from analyzed data, it was used a simplified model to evaluate Radon content of the same materials, in enclosed environments. Then, data results are verified according active laws and to standard emissions, recommended from the European Commission in volume “Radiation Protection 112”.

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Microondas: Un método de secado para las pastas de cemento J. Rivera, M.I. Sánchez de Rojas, M. Frías Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja La hidratación del cemento envuelve una serie de complejos procesos de disolución-precipitación, en la cual varias reacciones ocurren simultáneamente en diferentes rangos, influenciándose unas con otras. La disolución de las fases anhidras del cemento posibilita la formación de componentes con menor solubilidad, produciendo la precipitación de coloides e hidratos cristalizados, dando lugar a una pasta endurecida. En gran número de estudios sobre la hidratación del cemento o de sus constituyentes es necesario finalizar esta reacción en un tiempo de curado determinado. La forma de llevar a cabo este proceso se realiza mediante la eliminación del agua sin combinar de la pasta de cemento, la cual proporciona el medio adecuado donde transcurren todas las reacciones de hidratación y de carbonatación. Los mayores cambios producidos en las propiedades químicas y mecánicas de la pasta del cemento se producen durante los primeros momentos de la hidratación (1 día). Por lo tanto, en el estudio de estas pastas es necesario encontrar un método de secado capaz de extraer el agua sin combinar rápidamente, de forma que se pueda establecer exactamente cuando la reacción de hidratación finaliza completamente. El método de secado puesto a punto en este trabajo, mediante la utilización de un horno microondas, permite deshidratar las pastas de cemento estudiadas paralizando sus reacciones de hidratación. Por lo tanto, este método se puede considerar como apropiado para el secado de las pastas de cemento, sobre todo en estudios de las reacciones de hidratación a muy cortas edades (< 20h). La evolución de la hidratación (grado de hidratación) de la pasta de cemento se establece a través de la cantidad de agua combinada (AC) y de portlandita (CH), determinada por medio del análisis termogravimétrico (TG) y del análisis térmico diferencial (ATD).

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 240

Nuevos procedimientos de análisis termogravimétrico para la caracterización de materiales de construcción: aplicación a yesos M.V. Borrachero, J. Payá, M. Bonilla, J. Monzó

Grupo de Investigación en Química de los Materiales de Construcción (GIQUIMA) Departamento de Ingeniería de la Construcción. Universidad Politécnica de Valencia. Camino de Vera s/n. E-46071 Valencia- Spain. La técnica de análisis termogravimétrico (TGA) es ampliamente utilizada en la caracterización de diversos tipos de materiales, en especial minerales. En la actualidad, se está empleando cada vez más en la caracterización de materiales de construcción relacionados con sustancias conglomerantes, tales como yeso, cales y cementos (Pórtland, aluminoso, y otros). En este tipo de materiales, se ha observado que cada uno de los eventos termogravimétricos (deshidratación, descomposición, descarbonatación) se dan a lo largo de intervalos de temperatura bastante amplios (grandes diferencias entre onset y endset), dependiendo dichos intervalos de la cantidad de muestra analizada y de la velocidad de calentamiento, entre otros parámetros. Asimismo, el desarrollo de diversas reacciones, al calentar la muestra, puede darse a temperaturas muy cercanas, lo cual complica la interpretación y la cuantificación a partir de las curvas TGA convencionales. El objetivo de esta investigación es desarrollar nuevos procedimientos TGA que permitan obtener una información más precisa en la caracterización de yesos, sabiendo que el sulfato cálcico dihidrato, se deshidrata en dos etapas consecutivas y cercanas en temperatura de deshidratación. La resolución de estos eventos se ha incrementado utilizando dos estrategias diferentes: por una parte, la producción en el ensayo de una atmósfera autogenerada en el proceso de deshidratación, que origina, como consecuencia, un retraso en ambas reacciones. Por otra parte, el calentamiento usando la termogravimetría de alta resolución (HRTGA), basada en la variación de la velocidad de calentamiento de la muestra en función de la velocidad de pérdida de masa observada en cada instante. Los resultados obtenidos para ambas estrategias de mejora de las curvas TGA, muestran que se trata de dos procedimientos que incrementan sustancialmente la resolución de las curvas, es decir, que separan ambos procesos de deshidratación. En este trabajo también se muestra los datos obtenidos en ensayos de evaluación del avance de la reacción de hidratación del yeso usando un analizador de humedad por halógenos. Dicho sistema permite deshidrataciones mucho más rápidas que los calentamientos convencionales en estufas, sin sacrificar el control de las condiciones de ensayo. Los resultados han sido contrastados con los datos aportados con la técnica termogravimétrica bajo condiciones de atmósfera autogenerada, mostrando una elevada correspondencia y demostrando la viabilidad de esta técnica, basada en el calentamiento con lámpara de halógenos, para la evaluación de la cinética de hidratación del yeso.

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Reduction of radioactivity in production of concretes G. Alitto, V. Nastro, G. A. M. Niceforo, A. Nastro Dipartimento di Pianificazione Territoriale, Università della Calabria, Arcavacata di Rende (CS) 87036, Rende ITALY All building materials contain, in different way, some radioactivity, due to natural or artificial radioisotope. Natural radioactivity, in raw materials, that constitute building materials, can be modified by adding secondary products or by products from other industrial processes.In this work, we focus our attention on importance, in building fields, to use raw materials with a low percent of nuclides radioactives, according to European recomendation. In particular was studied the radioactivity of some materials used in the building farm and the methods to detect these radiations. The presence of radionuclide and the radioactivity of limestone, clay and concrete in Calabria is discussed. The results obtained are compared with values recommended by the European Commission in volume “Radiation Protection 112”.

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Viabilidad del uso de la escoria de SiMn como adición activa al cemento Moisés Frías Rojas1*, I. Menéndez1, M. I. Sánchez de Rojas1, J. Rivera1, J. Santamaría2 y C. Rodríguez2 2

1 Instituto Eduardo Torroja (CSIC), Serrano Galvache, n 4. 28033 Madrid Ferroatlantica, División de Ferroaleaciones, Fábrica de Bóo de Guarnizo (Cantabria)

El objetivo principal de este trabajo es estudiar la viabilidad de valorizar la escoria de silicomanganeso (SiMn) como puzolana para la fabricación de cementos, actuando como adición activa de los mismos. Para ello, resulta necesario investigar diferentes aspectos científicos y técnicos de las nuevas matrices cementantes. Las investigaciones se han centrado principalmente en la determinación de la composición química y mineralógica, evaluación de la actividad puzolánica de este tipo de escorias, evolución de calor y comportamiento mecánico. Los resultados obtenidos ponen de manifiesto que las escorias de SiMn pueden reciclarse como adición activa en la fabricación de cementos.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 080

Difracción de polvo y el método de Rietveld en la industria de cementos Portland De la Torre, A. G.; Aranda, M. A. G. Departamento de Química Inorgánica, Universidad de Málaga, 29071 Málaga. Para determinar y predecir las prestaciones finales de materiales, tales como clínkeres o cementos Portland, es muy importante conocer la composición mineralógica de los mismos. La difracción de rayos-X de polvo (DRXP) combinada con el método de Rietveld es la herramienta más adecuada para obtener el análisis cuantitativo de fases (ACF) de clínkeres y cementos. También se puede aplicar esta metodología en otros puntos de la cadena de producción. Por ejemplo, se pueden analizar las materias primas, material acumulado en los electrofiltros y partículas sólidas recogidas adecuadamente cerca de las factorías. Para llevar a cabo este tipo de análisis es esencial conocer las descripciones cristalográficas de cada una de las fases cristalinas presentes en la mezcla. Este método no necesita estándar interno sino que se utiliza como estándar los difractogramas calculados teóricamente a partir de las estructuras cristalinas. Por otro lado, es determinante el ajuste de la forma de los picos de difracción. Existen algunos efectos, tales como la orientación preferente o la microabsorción, que se deben modelar correctamente. En esta comunicación se presentan ACF de materiales que pertenecen a varios puntos de las cadenas de producción de cementos Portland. A modo de ejemplo, se presentarán análisis de: 1) materias primas, 2) materias acumuladas en los electrofiltros, 3) clínkeres Portland blancos, 4) clínkeres Portland grises, 5) cementos Portland grises, y 6) partículas en suspensión.

MATERIALES METÁLICOS. OBTENCIÓN Y TRANSFORMACIÓN 055

Caracterización de la conformabilidad de materiales laminados metálicos compuestos A. Torregaray, C. García, X. Eraña Departamento de Fabricación, Mondragon Unibertsitatea, Loramendi 4, 20500-Arrasate-España La unión de diferentes laminados metálicos para el desarrollo de materiales con características más específicas en aplicaciones concretas ha estado condicionada al tipo de aleaciones que se pretendía unir. Los procesos corrientes de unión de materiales metálicos (unión por difusión, soldadura) no permiten la unión de cualquier aleación, debido a la propia naturaleza química de las mismas (es el caso de la unión de acero con aluminio). Además, la existencia de porosidades y de algunos intermetálicos que se forman en la difusión fragilizan la unión, soportando bien las solicitaciones normales a la intercara, pero no las tensiones a cizalladura que se crean en los procesos de conformado. Actualmente, el desarrollo tecnológico de nuevos adhesivos para su utilización en uniones metálicas amplía las posibilidades de unir diferentes laminados metálicos. El problema es ahora dar forma a este producto sin que se produzcan defectos. En este estudio se analiza el comportamiento de distintos laminados metálicos unidos mediante diferentes adhesivos. Se ha analizado la respuesta del laminado a solicitaciones mecánicas propias de proceso de conformado, mediante la realización de ensayos intrínsecos y simulativos de plegado y punzonado.

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Diseño y desarrollo de aleaciones de aluminio para el conformado en estado semisólido Z. Azpilgaina, I. Hurtadoa, E. Gandariasa, G. Basterrecheaa, J. Goñib, P. Eguizabalb, M. Lakehalb, I. Sarriésb, I. Landac, L. Wielanekc a) Mondragon Goi Eskola Politeknikoa, Mondragon Unibertsitatea. Loramendi 4, 20500 Mondragón. b) Fundación INASMET, Mikeletegi Pasealekua 2, 2009 Donostia. c) Fagor Ederlan S. Coop., Departamento de I+D, Gastañaduy 42, 20540 Eskoriatza. La gran mayoría de los componentes producidos mediante la tecnología semisólida se fabrican con las típicas aleaciones de fundición AlSi7 (% peso), con las que se alcanzan valores de resistencia a la tracción del orden de 220 a 320 MPa. En comparación, las aleaciones típicas de forja pueden llegar hasta 400 MPa., pero el problema reside en la dificultad de conformar en estado semisólido dichas aleaciones debido en gran medida al pobre comportamiento reológico de las mismas. Parámetros termodinámicos y microestructurales, como la sensibilidad de la fracción sólida a variaciones de temperatura, rango de solidificación y morfología de la fracción sólida, son responsables de dicho comportamiento, por lo que es posible, hasta cierto punto, anticipar la validez de una aleación mediante ensayos de calorimetría, simulaciones termodinámicas y observación microestructural. En este trabajo se presentan los resultados obtenidos en el diseño y desarrollo de aleaciones de aluminio para el conformado semisólido. Se proponen modificaciones a introducir en la composición de la aleación de forja 7075 con objeto de mejorar su conformabilidad. Se ha empleado la simulación termodinámica para seleccionar aquellas composiciones que mejor comportamiento ofrecen. Para la obtención de aleaciones con propiedades tixotrópicas se ha empleado una instalación piloto de New Rheocasting (NRC), y la operación de conformado se ha realizado en una prensa de forja, donde se han obtenido probetas y componentes simplificados para su caracterización mecánica y análisis microestructural.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 119

Moldeo por Inyección de Bronce Cu-10Sn Usando un Ligante Termoplástico Basado en Polietileno de Alta Densidad y Polietilenglicol G. Herranza, J. Ladrón de Guevara, B. Levenfeld, A. Várez, J.M. Torralba Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales e Ingeniería Química Universidad Carlos III de Madrid, Av. Universidad 30, 28911-Leganés-Madrid En este trabajo se ha estudiado el moldeo por inyección de polvo de piezas de bronce Cu-10Sn. El ligante termoplástico desarrollado está basado en polietileno de alta densidad (HDPE), cera parafina (PW) y polietilenglicol (PEG). La optimización de la carga metálica se ha llevado a cabo a través de medidas del par de torsión durante el mezclado y de estudios reológicos. La carga óptima de polvo resultó ser del 60% en volumen. Los parámetros de inyección se seleccionaron para obtener tres geometrías de pieza diferente, consiguiéndose probetas homogéneas sin distorsiones y una adecuada resistencia en verde para que puedan ser manipuladas. El proceso de eliminación del ligante se optimizó mediante análisis termogravimétrico del ligante y del feedstock resultante. Las velocidades de calentamiento durante la eliminación se optimizaron para seleccionar la máxima velocidad que permita obtener piezas sin grietas en un ciclo de eliminación corto. La eliminación del ligante se llevó a cabo, térmicamente, en una atmósfera de N2/10%H2. Finalmente, las muestras se sinterizaron entre 800 y 950ºC en la misma atmósfera. Keywords: moldeo por inyección de metales, bronce y polímero termoplástico.

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Obtención de polvo de hierro de grano ultrafino mediante severa deformación plástica en molino de bolas A. Lópeza, E. Ariasa, J. A Benitoa, A. Rocab, J. M. Cabrerac y J.M. Pradoc a) Departamento de Ciència de Materials i Enginyeria Metal·lúrgica, EUETIB Barcelona,UPC. C/ Urgell, 187. 08036 Barcelona. E-mail: [email protected]. b) Departamento de Enginyeria Química i Metal·lúrgia, Facultat de Química, Barcelona, UB. c) Departamento de Ciència de Materials i Enginyeria Metal·lúrgica, ETSEIB Barcelona, UPC. Polvo de hierro de elevada pureza con tamaño de grano nanométrico ha sido obtenido mediante severa deformación plástica en un molino de bolas. La principal consecuencia es que la dureza de la ferrita así obtenida es muy elevada. Debido a que en el proceso es necesario introducir en el recipiente un agente lubricante (EBS) para evitar adhesión del polvo triturado a las paredes del recipiente, se ha estudiado la evolución del polvo a través de varias condiciones de molienda en presencia de agente lubricante. Durante la primera fase de molienda, el polvo de hierro de forma irregular se lamina progresivamente sin aumentar significativamente su dureza. Después de un tiempo, que depende de las condiciones de molienda y el tamaño original del polvo, el grosor de la lámina va descendiendo hasta situarse en varias micras. En este punto, estando ya el material ligeramente endurecido, la lámina se fractura y el material entonces se endurece rápidamente. El polvo de hierro así obtenido alcanza una dureza media alrededor de 800 HV.

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Soldabilidad de aceros inoxidables dúplex 2205 mediante la técnica de soldeo por Arco-Plasma. A. Ureña, E. Otero, M.V. Utrilla, C.J. Múnez Escuela Superior de Ciencias Experimentales y Tecnología. Universidad Rey Juan Carlos. 28933 Móstoles, Madrid En este trabajo se determinan las condiciones óptimas, velocidad e intensidad de soldeo, para las uniones a tope de chapas laminadas de acero inoxidable duplex 2205 mediante la técnica de soldadura por arco-plasma (PAW). A través del estudio de la energía neta aportada (ENA) se relacionan las distintas formas y dimensiones de los cordones de soldadura. También se realiza un estudio metalográfico de las soldaduras, relacionando las distintas transformaciones de fase que ocurren, tanto en el baño fundido como en la zona afectada por el calor (ZAC), con las durezas medidas, según la norma EN-1043, que presenta el material en esas zonas.

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Análisis estructural de espumas de aluminio de poro cerrado obtenidas por fusión A.C. Cárcel , C. Ferrer Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales; E.T.S.I.I. Valencia. Universidad Politécnica de Valencia, Campus de Vera 46022 En este trabajo se presenta un método de análisis de la distribución de tamaños de poro basado en técnicas de filtrado mediante análisis de imagen, en lugar de los procedimientos de estimación clásicos que estiman solamente tamaños medios de poro a partir de imágenes 2D. El método requiere únicamente el empleo de software de análisis de imagen no específico. El procedimiento se ha aplicado a la medida de la uniformidad y de la distribución de porosidad en espumas metálicas de aluminio Al-1.5Ca obtenidas directamente por fusión (Alporas) con 1,6% TiH2 como agente espumante. El método permite obtener la curva completa de distribución del tamaño de poros con precisión.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 174

Caracterizacion de aleaciones Al-Cu/P obtenidas mediante extrusion en caliente de polvos LEG Cambronero, J.M.Ruiz-Roman, J.M. Ruiz-Prieto a)Departamento de Ingenieria de Materiales,E.T.S.I. Minas-Universidad Politécnica de Madrid, Rios Rosas 21, 28003 Madrid-España Mediante la mezcla de polvos de aluminio y de cuprofósforo se alcanza una dispersión de estas ultimas en contenidos del 5 al 30% en la matriz de aluminio tras la conformación en matriz de la mezcla de polvos y su extrusión en caliente. Los materiales presentaron una microestructura con las partículas de Cu/P orientadas en la dirección de extrusión y una ligera difusión del aluminio en dichas áreas debido a la temperatura de extrusión (450-500ºC). Las propiedades dependen del contenido de Cu/P, así propiedades físicas como la densidad de los materiales extruídos varia desde 2,77g/cm3 a 3,20g/cm3 y propiedades mecánicas como la dureza varia desde 56HRH a 98 HRH para relaciones de extrusión de 25:4, alcanzándose una resistencia a tracción máxima de 174 MPa para un contenido del 30% de Cu/P.

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Influencia de la temperatura de sinterización sobre la microestructura de aceros con alto contenido en Manganeso y Níquel: Cuantificación de ferrita libre N.Antóna, A.Rodríguez-Martína, F. Velascob y J.M. Torralbab a) Área de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica. Departamento de Construcción y Agronomía. Universidad de Salamanca. Avda. Requejo, 33, E- 49022 - Zamora. b) Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica. Universidad Carlos III de Madrid. Avda de la Universidad, 30. E-28911 Leganés - Madrid. En este trabajo se ha profundizado en el conocimiento de la sinterización de los aceros con altos contenidos en manganeso y distintos prealeados manganeso-níquel, prestando especial atención al proceso de difusión de los distintos elementos a través de la cuantificación mediante análisis de imagen de la ferrita remanente. Los contenidos en carbono de los aceros analizados son 0,3%C y 0,7%C, con un 3% en peso de manganeso y distintos prealeados (80Mn/20Ni, 55Mn/45Ni y 25Mn/75Ni). Las temperaturas de sinterización fueron 1150ºC, 1180ºC y 1230ºC, bajo condiciones de vacío (velocidades de calentamiento y enfriamiento de 5ºC/min. y mantenimiento de 20 min.). A partir de las imágenes obtenidas mediante microscopía óptica se determinó la ferrita libre a las temperaturas de 1150ºC, 1180ºC y 1230ºC, y su evolución microestructural. Así, se ha podido evaluar el grado de homogeneización alcanzado para cada composición y temperatura, con el fin de identificar la composición y temperatura de sinterización más aceptable. Como era de esperar, a medida que se aumenta la temperatura de sinterización, disminuye el porcentaje en ferrita remanente debido a la difusión del carbono y el resto de los aleantes, formándose bainita, martensita, perlitas finas o cadenas de carburos. En los aceros con prealeados, el mayor porcentaje de ferrita remanente lo presentan los aceros con un mayor contenido en níquel, consiguiéndose microestructuras uniformes con prealeados ricos en manganeso y a menores temperaturas.

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Modelización del conformado por Sub-Liquidus-Casting (SLC): predicción y estudio de los defectos en un componente de automoción A. Forn, S. Menargues, A. Pérez, E. Martín Centro de Diseño de Aleaciones Ligeras y Tratamientos de Superficie (CDAL). Universitat Politècnica de Catalunya (UPC). Escuela Politécnica Superior de Vilanova i la Geltrú. Avda. Víctor Balaguer s/N. 08800 Vilanova i la Geltrú. La simulación numérica de los procesos de fabricación en estado semisólido es muy útil para optimizar el diseño del molde y del proceso. Una inapropiada selección de las velocidades en cada etapa, temperaturas y presiones permitirán un correcto llenado de la cavidad del molde, evitando con ello la aparición de defectos en los componentes. En este trabajo se ha estudiado una rotula de dirección fabricada mediante el proceso de Sub-Liquidus-Casting (SLC) desarrollado por la empresa THT Presses Inc, con la aleación de aluminio A356. La determinación de defectos como uniones frías, pieles o porosidad se realiza mediante microscopia óptica sobre el componente fabricado. La simulación se ha realizado considerando el material se comporta como un semisólido homogéneo, con propiedades tixotrópicas e introduciendo la microestructura como un parámetro estructural. Se comparan los defectos previstos por la simulación con los resultados obtenidos en componentes reales.

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Microsoldadura por laser de microesferas de titanio para aplicaciones médicas J.F. Moreno1,3, J.A. Ramos-de-Campos2, A. García-Marín2, J.M. Sampedro2, V. Amigó3 1Bio-Vac

España S.A., Valencia (España). Instituto Tecnológico de Óptica, Color e Imagen, Valencia (España). 3Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales. Universidad Politécnica de Valencia Camino de Vera, s/n, 46022-Valencia-España 2AIDO,

El presente trabajo trata de desarrollar una técnica de sinterizado de microesferas (polvo) en implantes ortopédicos sólo en zonas concretas, utilizando técnicas avanzadas de procesado de materiales con láser. De esta forma se evitará someter toda la pieza a un ciclo de alta temperatura que merma sus características resistentes, pues disminuye las características resistentes del material base. En un intento de mejorar la osteointegración de las prótesis se someten éstas a procesos de recubrimiento poroso basado en la sinterización sin presión de microesferas de titanio con el que se obtienen poros superficiales entre las 80 y 250 micras de diámetro. Estos recubrimientos presentan en ocasiones pérdidas de las microesferas en zonas con pendientes elevadas o de difícil acceso de las herramientas de colocación de las mismas, por lo que se trata de reponer las microesferas que falten mediante microsoldadura por láser. Se emplea un láser de Nd:YAG de 1000 W de potencia máxima que permite el modo pulsado, utilizando como variables fundamentales del proceso la potencia del láser, entre 130 y 300 W, y duraciones del pulso de 400 a 4000 ms. Se evalúa macroscópica y microscópicamente el efecto del láser tanto en la superficie de las microesferas como en el interior de las mismas por la energía envuelta en el proceso de microsoldadura que produce transformaciones de tipo martensítico en el titanio base y con ello la fragilización de la superficie de las microesferas que puede afectar seriamente las propiedades mecánicas del recubrimiento poroso. Para minibar estos efectos en la microestructura se ha determinado las condiciones iniciales de fusión para cada potencia, que se controlan con el tiempo de exposición o pulso del láser.

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Problemática y tendencias en la obtención de componentes de fundición de altas prestaciones E. Ochoa de Zabaleguia, J. A. Goñib, J. Izagab, Z. Azpilgaina, I. Hurtadoa a) Mondragon Unibertsitatea, Goi Eskola Politeknikoa, Loramendi 4, 20500-Mondragón b) AZTERLAN, Centro metalúrgico de investigación, Sabigain 10, 48200-Durango El fuerte desarrollo de la producción de energía eólica, ha abierto un nuevo mercado para piezas de fundición esferoidal de grandes dimensiones. Las exigencias de calidad y prestaciones mecánicas de este sector son muy elevadas. La aparición de inclusiones no metálicas en zonas críticas de las piezas, es motivo suficiente para su rechazo. El dross es un término con el que se designa un tipo de escoria constituida principalmente por MgO y SiO2. Su origen puede ser exógeno (tratamiento de Mg y posterior inoculación) o endógeno (dentro de la cavidad del molde). Actualmente no se conoce ningún procedimiento metalúrgico para evitar su formación, siendo práctica habitual sobredimensionar las secciones susceptibles de presentar dross, lo que supone un costoso proceso adicional de mecanizado. Este trabajo se engloba dentro de un programa de investigación cuyo objetivo final es establecer un procedimiento operativo para minimizar la formación de dross. Se plantean dos líneas de actuación para corregir este defecto, impedir la entrada de dross exógeno en la cavidad del molde mediante una buena práctica desescoriado o el uso de filtros, y evitar la formación de dross endógeno, minimizando la oxidación del caldo durante el llenado.

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Influencia de los parámetros de soldeo en la microestructura y propiedades mecánicas de las uniones soldadas por láser de aceros inoxidables dúplex V. Amigó, A. Vicente, D. Busquets,V. Bonache , L. Teruel. Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales. Universidad Politécnica de Valencia Camino de Vera, s/n, 46022-Valencia-España La soldadura de aceros inoxidables siempre presenta problemas por las modificaciones microestructurales que suceden en la zona afectada por el calor, y son precisamente estas modificaciones las que justifican el comportamiento mecánico de la unión. En especial, los aceros inoxidables dúplex al ser soldados por fusión, pasan de la estructura bifásica a una estructura fundamentalmente ferrítica con formación de austenita en los bordes de grano, lo que explica las propiedades mecánicas de la unión soldada, fundamentalmente las de plasticidad. La principal característica de la técnica láser frente a los procesos de soldadura convencionales, es sin duda la baja entrada de calor, y consecuentemente las altas velocidades de calentamiento y enfriamiento, lo que permite obtener valores altos de la relación penetración-anchura del cordón. Desde el punto de vista microestructural esto se traduce en una zona afectada por el calor (ZAC) mínima, lo que reduce la susceptibilidad a fractura bajo tensión característica de esta zona. El láser empleado es del tipo Nd-YAG con una potencia de trabajo de 1kW, focalización constante y se utiliza argón como gas de protección. El trabajo presenta la influencia de los parámetros de soldeo en las modificaciones microestructurales y en el comportamiento a tracción de las uniones soldadas. El análisis microestructural se efectúa mediante microscopía óptica y electrónica de barrido, junto con un estudio de la orientación cristalina realizado mediante la técnica de EBSD. El trabajo se completa con la obtención de perfiles de microdureza, que junto con los ensayos de tracción, permiten evaluar las propiedades mecánicas de la zona de afección térmica.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004

METALURGIA FÍSICA. PROPIEDADES Y APLICACIONES DE LOS METALES 121

Aplicación de la microscopía de imagen por orientación en el estudio de la transformación austenita-ferrita en aceros microaleados en relación con la heterogeneidad en el tamaño de grano ferrítico E. Cotrina, A. Iza-Mendia, B. López e I. Gutiérrez CEIT y TECNUN, Pº de Manuel Lardizabal 15, 20018 Donostia-San Sebastián Durante la transformación de aceros de bajo contenido en carbono los fenómenos de engrosamiento de grano tales como coalescencia y crecimiento dan lugar a un tamaño de grano de ferrita mayor del esperado de la densidad de nucleación inicial. Además del control sobre el tamaño de grano medio, resulta crítica la distribución de tamaños de grano teniendo en cuenta que la tenacidad del material está controlada fundamentalmente por los granos de mayor tamaño. Se ha observado que dicha distribución depende de la microestructura de austenita previa a la transformación, observándose diferencias entre austenita recristalizada y austenita deformada. Factores tales como: la cantidad de deformación acumulada en la austenita y en especial la heterogeneidad de deformación afectan de manera importante a la microestructura de ferrita resultante. Dicha heterogeneidad, descrita fundamentalmente en términos de diferencias locales en el espaciado entre las juntas de austenita, determina el alcance del crecimiento del frente de transformación. El choque entre los diferentes frentes delimitará en última instancia el tamaño final. Mediante el empleo de la técnica de microscopía de imagen por orientación basada en la difracción de electrones retrodispersados, se han analizado las características cristalográficas de la transformación austenita-ferrita. Los resultados demuestran que parece existir una relación entre el tamaño de grano y el carácter de la junta, así como una distribución espacial de tamaños diferente en función del tipo de transformación. La influencia de las microestructuras heterogéneas resultantes en propiedades mecánicas como la tenacidad se aborda en base a la definición del tamaño de grano efectivo.

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Efecto de las partículas dispersas en el tamaño de grano producido por deformación severa de aleaciones de aluminio I. Gutiérrez-Urrutia, M.A. Muñoz-Morris y D.G. Morris. Departamento de Metalurgia Física, CENIM-CSIC. Avenida Gregorio del Amo 8, 28040 Madrid Este trabajo examina las microestructuras obtenidas mediante el proceso de extrusión angular (ECAP) de una aleación de Al-Mg-Si 6082 con distintas distribuciones de precipitados de Mg/Si. Se analiza la influencia de los distintos tipos posibles de precipitados de Mg/Si así como la distribución de dispersoides intermetálicos presentes en el proceso de afinamiento de grano. Además, se presentan las propiedades mecánicas de los diferentes estados micro/nano estructurales obtenidos mediante ECAP.

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Efecto del contenido en silicio y parámetros del procesado en la microstructura recristalizada de aceros eléctricos C. Capdevila, J. P. Ferrer y C. García de Andrés Grupo de Investigación de Transformaciones de Fase en Estado Sólido en Aceros (GITFES) Departamento de Metalurgia Física. Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM). Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Avda. Gregorio del Amo, 8. 28040 Madrid, España. En el presente trabajo se realiza un estudio de la influencia de la temperatura final de laminación en caliente y la temperatura de recocido en la recristalización de dos aceros eléctricos ferríticos con contenidos en silicio de 0.3% y 1.3% en masa. Los materiales, después del laminado en caliente, fueron sometidos a temperaturas de recocido de entre 800 y 950ºC durante 1.5h. Se han seguido los cambios microstructurales de los materiales después de los tratamientos isotérmicos.

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Estudio de las cinéticas de transformación de la perlita en condiciones de enfriamiento continuo en aceros eutectoides E. Cotrina, A. Iza-Mendia, B. López, J. M. Rodriguez-Ibabe CEIT y TECNUN, Pº Manuel de Lardizabal 15, 20018 Donostia-San Sebastián Se ha llevado a cabo un estudio de la transformación austenita-perlita en tres aceros eutectoides tras la aplicación de diferentes tratamientos termomecánicos. Se han realizado ensayos de torsión de múltiples pasadas en condiciones de deformación similares a las utilizadas en los procesos industriales. Tras la deformación el acero se enfría en condiciones de enfriamiento continuo a distintas velocidades. La evolución de la transformación se analiza sobre muestras templadas a diferentes temperaturas durante el enfriamiento, empleándose técnicas de microscopía óptica y de barrido para la caracterización microestructural. El estudio revela que tras el tratamiento termomecánico se consigue un afino importante de la estructura de austenita y que la perlita nuclea fundamentalmente en las juntas de grano de austenita, con un predominio de nucleación en puntos triples, y crece como nódulos

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 esféricos que contienen varias colonias. El estudio mediante microscopía de imagen por orientación de las colonias indica que están separadas por juntas de alto y bajo ángulo en términos de desorientación cristalográfica de la ferrita eutectoide. El conjunto de colonias con una orientación similar constituye la “unidad perlítica”, cuyo tamaño afecta directamente a las propiedades mecánicas, principalmente a la tenacidad. Se observa que el espaciado interlaminar depende únicamente de la velocidad de enfriamiento.

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Influencia del contenido de aluminio en el afino de grano mediante laminación acumulativa en aleaciones de Mg-Al-Zn J.A. del Vallea, M.T. Pérez-Pradoa, O.A. Ruanoa y V. Amigób a) Dpto. Metalurgia Física, Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM), CSIC, Avda. Gregorio del Amo, 8, 28040 Madrid b) Dpto. de Ingeniería Mecánica y de los Materiales, Universidad Politécnica de Valencia (UPV), Camino de Vera, s/n, 46022 Valencia El objetivo de este trabajo es estudiar el efecto del contenido de Al en la microestructura de aleaciones de Mg-Al-Zn (serie AZ) procesadas mediante laminación severa acumulativa. Este método de procesado consiste en laminar un material, cortar la chapa laminada en varias piezas, apilar éstas y volver a laminar el conjunto, de forma que las distintas piezas se suelden. El proceso se repite hasta que se alcanza la deformación deseada. Para llevar a cabo este estudio se han escogido las aleaciones AZ31 (3% Al y 1% Zn) y AZ91 (9% Al y 1% Zn). La caracterización microestructural de las muestras procesadas se ha llevado a cabo mediante microscopía óptica y análisis de texturas por difracción de rayos X. Se ha comprobado que el refinamiento de grano es mayor en las aleaciones con mayor contenido de Al. Sin embargo, la microestructura resultante es más heterogénea. La homogeneidad de la microestructura se puede mejorar aumentando el número de pasadas.

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Comparación entre el grado de fragilización térmica de un acero dúplex de baja aleación y un superdúplex T. Otárolaa, S. Hollnera, B. Bonnefoisb, J.M. Manerob, A. Gil-Negretec, L. Coudreuseb, A. Mateoc a) Dept. Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica, Universitat Politècnica de Catalunya b) Centre de Recherches des Matériaux du Creusot, Arcelor Industeel, Francia c) INASMET, San Sebastián El uso de aceros inoxidables dúplex suele limitarse a temperaturas hasta los 300ºC. Por encima de esta temperatura puede ocurrir una considerable fragilización, junto con una pérdida de resistencia a la corrosión, debido a la precipitación de diversas fases. La severidad de la fragilización depende de la temperatura y del tiempo de exposición, así como de la composición química del acero. En general, cuanto mayor es el contenido en elementos de aleación, más susceptible es el acero a las precipitaciones de fases fragilizantes. En este trabajo se realizaron ensayos de dureza y de resistencia al impacto, tanto a un dúplex de baja aleación como a un superdúplex, para analizar la evolución de sus propiedades mecánicas durante diversos tratamientos térmicos en el rango de 550 a 700ºC. Posteriormente se realizó un estudio microestructural utilizando microscopía electrónica de transmisión para determinar las fases intermetálicas presentes. Es interesante destacar que las condiciones de máxima fragilización difieren notablemente para ambos aceros. Palabras claves: aceros dúplex, fragilización térmica, transformaciones microestructurales, microscopía electrónica de transmisión.

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Desarrollo y caracterización de nuevas aleaciones de Mg para su aplicación en aeronáutica G. Arruebarrena, I. Hurtado Mondragon Unibertsitatea, Goi Eskola Politeknikoa, Loramendi 4, 20500 Mondragón Su ligereza y las propiedades mecánicas que presenta en sus aleaciones, hacen del magnesio un metal muy atractivo para reducir el peso de los aviones, pero la problemática reside en el reducido número de aleaciones disponibles en el mercado y en que las aleaciones comerciales no satisfacen los requerimientos exigidos por la industria aeronáutica. El presente trabajo se realiza en el marco de un proyecto europeo, IDEA, en colaboración con otros 13 centros de investigación, empresas y universidades de distintos países de Europa y de Israel. Su objetivo general es analizar y proponer soluciones a la problemática que presentan las aleaciones de Mg para su aplicación en el sector aeronáutico. Así, se van a desarrollar nuevas aleaciones de magnesio para piezas estructurales de interior y para piezas de espesor pequeño que se procesarán mediante fundición en arena, fundición a la cera perdida e inyección, marcando como requerimientos la colabilidad, junto con la resistencia a la corrosión y elevadas propiedades mecánicas. En el presente trabajo se hace la presentación de la metodología implantada en Mondragon Unibertsitatea para el desarrollo de este proyecto. En concreto se está implantando una base de datos para el cálculo termodinámico, estudiando sobre todo la influencia que tienen el Mn y los elementos de tierras raras. Los resultados teóricos obtenidos se validarán mediante ensayos de metalurgia física (DSC, metalografía, EDX, etc.), modificando y ampliando de esta forma la base de datos existente con los resultados experimentales obtenidos. Así mismo, se compararán las características mecánicas de las nuevas aleaciones y de las aleaciones comerciales AM50A, AM60B y AZ91D.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 158

Evolución con la temperatura del microconstituyente eutéctico binario en los sistemas ternarios con solubilidad parcial en estado sólido R. Gamboa, J. Oñoro Dpto. Ingeniería y Ciencia de los Materiales. ETSI Industriales. Universidad Politécnica de Madrid c/ José Gutiérrez Abascal, 2. 28006 Madrid-España En el presente trabajo se estudia mediante análisis gráfico la evolución que sufren los microconstituyentes eutécticos o eutectoides binarios en sistemas de tres componentes, con solubilidad parcial en el estado sólido, caso típico de las aleaciones metálicas. El análisis de la evolución, que durante el proceso de enfriamiento, sufren los microconstituyentes eutécticos binarios en los sistemas ternarios, da lugar a la búsqueda de la composición eutéctica, que fija a cada temperatura, la relación másica de los compuestos o fases del microconstituyente bifásico. Se comprueba que, para solubilidad parcial en estado sólido, no sólo el título de ambas fases eutécticas varía con la temperatura durante su formación sino que además le ocurre lo mismo a la relación másica de las mismas. Por otro lado, en aquellas aleaciones que, durante parte de su solidificación, sufran reacción eutéctica binaria parcial con aparición previa de microconstituyente primario o preutéctico, se podrá definir, para cualquier temperatura, el triángulo de composiciones que une los títulos de los microconstituyentes monofásico y eutéctico formados hasta esa temperatura así como del líquido residual.

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Influencia de los tratamientos térmicos en el comportamiento magnético de un acero al carbono A. Varelaa, A. Garcíaa, S. Nayab, L. Garcíaa, R. Artiagaa, J.L. Miera a)Departamento de Ingeniería Industrial II, Escola Politécnica Superior, Universidade da Coruña, c/Mendizábal s/n. 15403-Ferrol. b) Departamento de Matemáticas, Escola Politécnica Superior, Universidade da Coruña, c/Mendizábal s/n. 15403-Ferrol En el presente trabajo se hace un estudio sistemático de las propiedades magnéticas que se pueden lograr en un acero al carbono, comercial y de bajo coste y que, además, permite su conformación por cualquier proceso de deformación plástica. El acero elegido es un acero típico de fleje, el F-1410, suministrado en forma de bobina de 1 mm de espesor y 2.4 mm de ancho, que tras ser desengrasado y recocido se somete a su doblado. Posteriormente se ha efectuado un barrido de tratamientos anisotérmicos (temple y revenidos), midiéndose tras cada tratamiento la inducción magnética máxima y la remanente. Por último se ha hecho un estudio metalográfico y la determinación de la microdureza tras cada tratamiento para correlacionar la microestructura y microdureza con las características magnéticas.

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Modelización de ensayos de indentación puntiaguda para la obtención de la curva tensión-deformación uniaxial O.Casalsa, M.Mataa, and J.Alcaláa a) Departament de ciencia dels materials i enginyeria metal·lúrgica. Universitat Politècnica de Catalunya Avda Diagonal 647, 08028 Barcelona, España En el presente trabajo se lleva a cabo el análisis mediante modelización por elementos finitos de los ensayos de indentación cónica y piramidal (Vickers y Berkovich). Para ello se evalúan, mediante las simulaciones, parámetros físicos característicos de la respuesta al contacto como son la dureza y la deformación superficial (apilamiento o hundimiento) alrededor de la huella de indentación. Estos parámetros fundamentales se correlacionan directamente con las curvas de carga (P) – profundidad de penetración (hs) que se obtienen experimentalmente mediante la aplicación de técnicas de nano – indentación o indentación instrumentada en general. A partir de las modelizaciones por elementos finitos se desarrolla el formalismo matemático para correlacionar los parámetros de dureza y deformación superficial con las propiedades mecánicas uniaxiales. Este formalismo es utilizado, en el marco de la mecánica del continuo, con la finalidad de desarrolar una metodología para la extracción de propiedades mecánicas uniaxiales a partir de los ensayos de indentación. La metodología resultante demuestra ser válida para metales puros y sus aleaciones.

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Análisis de la cinética de reaustenización de aceros de baja aleación L. Medizabal, J.M. Rodriguez Ibabe CEIT y TECNUN, P. Manuel de Lardizabal 15, 20018 Donostia-San Sebastián Este trabajo analiza la reaustenización de un acero de baja aleación con contenido medio en C partiendo de una microestructura resultante de un enfriamiento al aire tras la laminación en caliente. Se han aplicado calentamientos acelerados (8ºC/s), realizando mantenimientos isotermos a 800 y 880ºC con tiempos de permanencia variables. Se ha llevado a cabo un análisis microestructural (microscopía óptica y SEM) y se han realizado mediciones de durezas y de nanodurezas en muestras templadas en diferentes momentos del ciclo. Los resultados obtenidos señalan que el procedimiento de la nanoindentación proporciona información sobre el grado de homogenidad alcanzado durante la reaustenización, frente a las medidas convencionales de durezas que no permiten una adecuada discriminación. Las mediciones realizadas así como el estudio microestructural indican que la reaustenización del acero considerado posee cinéticas más lentas que las habitualmente asignadas a los aceros C-Mn, previsiblemente originada por la menor difusión del carbono en la austenita causada por la aleación con Cr.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 088

Análisis mediante microscopía de haz de electrones convergente (CBED) de la desorientación de fronteras de grano en Zr puro deformado en fluencia S. Barrabesa, M.T. Pérez-Pradob, M.E. Kassnera y O.A. Ruanob a) Dept. of Aerospace and Mechanical Engineering, Olin Hall 430, University of Southern California, Los Angeles, California 900891453 USA b) Dpto. Metalurgia Física, Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM), CSIC, Avda. Gregorio del Amo, 8, 28040 Madrid El zirconio y sus aleaciones (en especial la aleación Zircaloy) son materiales ampliamente utilizados en la industria nuclear para fabricar partes del núcleo de los reactores. Esto es debido a su baja sección eficaz de absorción de neutrones y a su buena resistencia mecánica. Sin embargo, los mecanismos microscópicos operativos durante la deformación de estos materiales aún son desconocidos. El objetivo de este trabajo es profundizar en los mecanismos de recristalización dinámica que predominan en el Zr puro deformado en fluencia a distintas temperaturas. Se ha observado que durante ensayos uniaxiales a temperaturas superiores a 400°C tiene lugar un refinamiento de grano significativo. Simultáneamente se producen cambios apreciables de textura, que conducen a la estabilización de una textura de deformación. Sin embargo, el uso de técnicas de caracterización microestructural como la microscopía óptica o el análisis de texturas no permiten elucidar con claridad los posibles procesos de recristalización dinámica (recristalización dinámica discontinua, continua y geométrica). Para conseguir este objetivo, se ha medido la desorientación de las fronteras de grano presentes en la microestructura de las muestras deformadas en distintas condiciones utilizando la técnica de microscopía de haz convergente (CBED) en el microscopio electrónico de transmisión, MET. Las medidas realizadas sugieren que el mecanismo de recristalización predominante es la recristalización dinámica geométrica (GDX).

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Detección e identificación de precipitados intermetálicos en piezas inyectadas de AlSi9Cu3 A. Forn, J. A. Picas, M. Punset, E. Martín Centro de Diseño de Aleaciones Ligeras y Tratamientos de Superficie (CDAL). Universitat Politécnica de Catalunya (UPC). Escuela Politécnica Superior de Vilanova i la Geltrú. Avda. Víctor Balaguer s/n. 08800 Vilanova i la Geltrú. La conformación de piezas de aluminio mediante procesos de inyección a presión da lugar a heterogeneidades, fenómenos de segregación y compuestos intermetálicos en las piezas. En este trabajo se identifican los compuestos presentes en el material y el efecto de la adición de Mn en la evolución de la estructura. En el caso específico de la aleación AlSi9Cu3, el estudio microscópico y los análisis EDX han demostrado la presencia de intermetálicos de AlFeSiMn en formas α- nodular y β-acicular, compuestos de AlFeSiMnCr en formas poligonal y “Starlike” y cristales poligonales de silicio primario. La presencia de estos precipitados comporta una reducción de la resistencia mecánica del material. Los efectos negativos de los precipitados pueden reducirse mediante la adición de elementos como el Mn que facilitan la aparición de precipitados α-AlFeSiMn en lugar de los precipitados β-AlFeSiMn de mayor fragilidad. El estudio metalográfico se ha realizado mediante microscopia óptica, SEM y Técnicas EDX.

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Efecto de los aditivos en componentes de la aleación A -357 obtenidos por New Rheocasting (NRC) Antonio Forn, Adrià Esteve, MªTeresa Baile, Elisa Rupérez Centro de Diseño de Aleaciones Ligeras y Tratamientos de Superficie (CDAL). Universitat Politécnica de Catalunya (UPC).EPSEVG. Avda. Víctor Balaguer s/n. 08800 Vilanova i la Geltrú. Se evalúa el efecto de los tratamientos térmicos T6 y de la adición de agentes nucleantes en la fabricación de componentes con la aleación A-357, por el proceso de New Rheocasting (NRC). Para facilitar la inyección en estado semisólido se requiere una fase α globular, suspendida en un líquido de composición eutéctica. Esta estructura se obtiene controlando las condiciones de enfriamiento del caldo y mediante la adición de agentes nucleantes. En este trabajo se estudia el efecto de los agentes nucleantes y de los tratamientos térmicos T6 en la formación de los glóbulos de fase α. La caracterización de los componentes se ha realizado mediante análisis micrográfico cuantitativo y ensayos mecánicos estáticos.

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Uso del acero inoxidable como material estructural en la fabricación de autobuses R. Sánchez, I. Moreno, A. Heredia Centro de Investigación y Ensayos, Acerinox S.A. Villa de Palmones – 11370 Los Barrios (Cádiz) - España En esta comunicación se resumen los estudios realizados en un proyecto europeo de investigación, donde se evalúan distintos tipos de aceros inoxidables (ferrítico y austeníticos), con el objeto de poner de manifiesto las prestaciones que ofrecen estos materiales a la hora de ser utilizados en la fabricación de estructuras o chasis de autobuses y autocares. Se incluyen estudios de uniones, nodos, ensayos de estructuras, costes de producción e impacto medioambiental con el objeto de ofrecer a los fabricantes, los criterios de diseño necesarios para la correcta utilización del acero inoxidable en esta aplicación.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 096

Estudios del reparto del niobio durante la solidificación de aceros inoxidables V. Botella1, J. F. Almagro1, C. Luna1, A. Heredia1, J. J. Laserna2, J. Botella1 1Centro

de Investigación y Ensayos, ACERINOX, S.A. Los Barrios (Cádiz) de Química Analítica. Universidad de Málaga. Málaga

2Departamento

En los numerosos estudios llevados a cabo por investigadores metalúrgicos dentro del campo de los aceros inoxidables, el niobio está descrito como un elemento alfágeno o promotor de la formación de ferrita. Sin embargo, los autores no se ponen de acuerdo en el coeficiente alfágeno asignable a este elemento. Uno de los factores que no ha sido tenido en cuenta es que el efecto del niobio, como elemento alfágeno, sólo es atribuible a las partes solubles del contenido total de este elemento en el acero inoxidable, por lo que debe deducirse del total aquella parte que, al formar inclusiones o precipitados altamente estables (NbC, NbN, etc.) no se disuelve en el acero durante la solidificación ni durante un tratamiento térmico. En este estudio se caracterizan mediante FESEM-EDS las fases metálicas y precipitados de una serie de lingotes de acero inoxidable, en estado de solidificación, aleados con distintas cantidades de niobio (hasta el 2,8%). Se han observado cuatro fases en la microestructura de todas las muestras: dos fases metálicas, la austenita y la ferrita delta, y dos fases precipitadas, una fase de carbonitruros de niobio y otra de un intermetálico también con niobio. Se ha calculado qué parte de la concentración de niobio se encuentra en cada una de las fases. Se ha comprobado que, en todas las muestras, aproximadamente la mitad del niobio total se encuentra en las fases metálicas. La otra mitad acaba formando parte de las fases precipitadas junto con las fracciones de otros elementos (C, N…) que, consecuentemente, tampoco van a estar disponibles en el acero para el equilibrio γ ↔ δ durante el proceso de solidificación.

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Fenómenos de precipitación de intermetálicos en aceros inoxidables dúplex J. F. Almagro, C. Luna, A. Corrales, J. A. Simón, M.A. Heredia Centro de Investigación y Ensayos, ACERINOX, S.A. Los Barrios (Cádiz) Los aceros inoxidables dúplex, austeno-ferríticos, sufren numerosos cambios estructurales durante los ciclos de calentamiento y enfriamiento, mayoritariamente transformaciones relacionadas con la ferrita, debido al menor empaquetamiento de su estructura cristalina. Se ha estudiado la evolución de dúplex convencionales y de uno nuevo bajo en níquel a diferentes temperaturas (1125 K y 1175 K) y tiempo corto (5 minutos), de gran importancia en los procesos de soldadura. La evolución de estos aceros se determina, en primer lugar, a partir de las variaciones en la cantidad de ferrita presente. Mediante microscopía clásica (MO) se caracterizan los materiales, determinando el porcentaje de fases presentes por análisis de imágenes. El estudio de las fases intermetálicas formadas se aborda con FESEM y las composiciones se establecen a partir de microanálisis EDS. Con tan sólo 5 minutos de tratamiento, se detectan fases precipitadas con altos contenidos en cromo y molibdeno, cuya composición química difiere ligeramente de un material a otro debido a las variaciones en las composiciones originales de estos dúplex. La caracterización mediante EBSD (análisis de difracción de electrones retrodispersos) en un FESEM (en combinación con el análisis químico) de las fases precipitadas en los dúplex indica que se trata de fases sigma y chi.

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Influencia de los tratamientos térmicos en las propiedades mecánicas de la aleación Ti-6Al-4V para prótesis ortopédicas V. Amigó, M. Sanchis, D. Busquets Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales. Universidad Politécnica de Valencia Camino de Vera, s/n, 46022-Valencia-España El éxito de una prótesis radica, además de en la biocompatibilidad del material, en la fijación implante-hueso. Esta unión se puede obtener de diversas formas, siendo una de ellas el crecimiento del hueso alrededor de un recubrimiento poroso generado sobre la prótesis. Sin embargo, la obtención de este recubrimiento supone llevar el material a temperaturas elevadas, que conllevan cambios tanto en la microestructura como en las propiedades mecánicas. El presente trabajo evalúa la influencia de los tratamientos térmicos a los que se ve sometida la prótesis sobre la microestructura y las propiedades mecánicas a tracción y fatiga, así como sobre la dureza del material. Estos cambios microestructurales serán evaluados tanto por técnicas de microscopía como por difracción de electrones retrodispersados, que permitirá obtener la orientación cristalina preferente de la estructura y con ello evaluar su influencia en las mencionadas propiedades mecánicas.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 133

Influencia del nitrógeno en la respuesta a la compresión en aceros Hadfield C. Iglesias T.a, B. Schulz E.b (a) Estudiante de Doctorado, Departamento de Ingeniería Metalúrgica, Universidad de Santiago de Chile, Casilla 10233, Av. Libertador Bernardo O’Higgins 3363, Estación Central, Santiago, Chile. [email protected]; (b) Profesor Titular, Departamento de Ingeniería Metalúrgica, Universidad de Santiago de Chile, Casilla 10233, Av. Libertador Bernardo O’Higgins 3363, Estación Central, Santiago, Chile [email protected] En nuestros trabajos anteriores, Se llegó a plantear una hipótesis que decía que los efectos del Carbono son combinados con el Nitrógeno en solución. El planteamiento del rol del Nitrógeno en aceros Hadfield, puede marcar un hito en el estudio de los mecanismos de deformación y endurecimiento de dichos aceros, sin poner en duda los estudios efectuados a la fecha, sino más bien, complementarlos, debido a la influencia casi despreciada y desconocida del Nitrógeno en ellos. En el presente trabajo, dicha hipótesis es corroborada completamente, pues el contenido de nitrógeno en aceros Hadfield es evidentemente importante. Se encontró que el coeficiente de endurecimiento por deformación en compresión presenta un incremento de un 100% en su valor, al aumentar el contenido de nitrógeno de 80 a 620 ppm. Los aceros obtenidos, fueron sometidos a ensayos de compresión de acuerdo con la norma ASTM E9-87 y comparados con resultados obtenidos por H. Sehitoglu y D. Canadinc en monocristales de Hadfield de similar composición química a las obtenidas en esta investigación.

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Estudio y modelización del crecimiento de grano austenítico en un acero microaleado con niobio David San Martín, Francisca G. Caballero, Carlos Capdevila, Carlos García de Andrésa Grupo de Transformaciones de Fase en Estado Sólido de Aceros (GITFES), Departamento de Metalurgia Física, Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM), CSIC, Av. Gregorio del Amo 8, 28040, Madrid, Spain. Debido a que el estado en el que se encuentra la austenita condiciona su descomposición y predetermina las propiedades finales del acero, en este trabajo se estudia y modeliza el crecimiento de grano austenítico producido durante el calentamiento continuo de un acero CMnNb. La disminución de la energía libre del sistema, debido a la reducción de la superficie de bordes de grano, es la fuerza motriz responsable del proceso de crecimiento de grano austenítico en el cual los granos más grandes crecen a expensas de los más pequeños. Los precipitados formados en el acero por elementos microaleantes, tales como vanadio, niobio y titanio, pinzan los bordes de grano y las dislocaciones, inhibiendo su movimiento durante los procesos térmicos y termomecánicos. La temperatura a la cual se rompe el equilibrio entre la fuerza motriz para el crecimiento de grano y la fuerza de pinzamiento se denomina temperatura de crecimiento libre. A esta temperatura comienza un crecimiento no uniforme en el que se producen algunas diferencias entre los tamaños de los granos que pueden llegar a ser muy importantes. En este trabajo, además de analizar la influencia de la velocidad de calentamiento sobre el proceso de crecimiento de grano austenítico, se calcula la temperatura de crecimiento libre a la que desaparece la influencia del pinzamiento producido por los precipitados, y se modeliza el proceso de crecimiento bajo pinzamiento.

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Efectos isotópicos en la absorción/ desorción de H/D por Pd. F. Leardini*, J. Bodega, J.F. Fernández y C. Sánchez. Dpto. de Física de Materiales, Universidad Autónoma de Madrid. El estudio de los efectos isotópicos en la cinética de absorción y desorción de hidrógeno y deuterio por metales tiene una gran importancia que abarca desde el estudio de los hidruros metálicos y la separación de isótopos hasta la catálisis química. Con el objetivo de calibrar la sensibilidad de detección de las moléculas de H2 , HD y D2 por un espectrómetro de masas comercial Balzers QME 200 se han realizado electrolisis en mezclas de H2O/D2O y analizado la composición de lo gases liberados durante la electrolisis. Variando la concentración de D2O se puede variar la concentración de las moléculas de H2, HD y D2 en la fase gaseosa. La relación entre la fracción de isótopos en las fases líquida y gaseosa se expresa mediante el factor de separación isotópico: α=(H/D)gas/(H/D)liq El factor de separación depende del cátodo utilizado y varía con el estado de la superficie del metal. Para las calibraciones se han usado cátodos de Pt, ya que las cantidades de hidrógeno y deuterio absorbidas en este metal son despreciables, lo cual permite usar la ley de Faraday para relacionar la cantidad total de gases liberados con la corriente electrolítica aplicada. Una vez calibrado el equipo, hemos obtenido valores del factor de separación con cátodos de Pd y estudiado la influencia del gas absorbido por el metal en este factor. Dicha influencia se ha investigado a partir de medidas in situ durante la hidrogenación/ deuteración electrolítica de Pd.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 169

Estudio termodinámico y cinético del compuesto intermetálico ZrCr2 J. Bodega, F. J. Fernández, C. Sánchez Dpto. Física de Materiales, Facultad de Ciencias, Universidad Autónoma de Madrid, Cantoblanco 28049 Madrid, España. Ante el imparable avance en el consumo del gas hidrógeno como combustible en un futuro no muy lejano, se hace necesario dar solución a uno de los grandes problemas que presenta su utilización: el almacenamiento. Es cada vez más sólida la idea de que el modo de almacenamiento más seguro es como hidruro metálico. Así, se necesita del estudio de materiales (como pueden ser compuestos intermetálicos del tipo AB2) que, bien como acumuladores, bien como catalizadores, hagan posible este propósito. El trabajo realizado ha consistido en un estudio comparativo, tanto termodinámico como cinético, del material ZrCr2 en las diferentes fases de Laves en que cristaliza: C-14 y C-15. El objetivo del estudio es definir que fase presenta mejores propiedades para su uso como catalizador en composites basados en magnesio. La metodología en la presentación del trabajo consistirá en una exposición detallada sobre los métodos experimentales utilizados, medios y métodos de caracterización, resultados obtenidos y conclusiones. Como resultado general, se esperan obtener notables diferencias en el comportamiento termodinámico y cinético entre las dos fases, posibilitando este hecho, la elección más adecuada de una de ellas para su función como catalizador.

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Efectos de la textura en los mecanismos de deformación y en el crecimiento y topografía de depósitos de cinc electrolítico sobre chapas de acero de embutición profunda A.C. Cárcel , M.A. Pérez Puig Unidad de Ciencia de Ciencia e Ingeniería de Materiales- E.T.S.I.I. Valencia, Universidad Politécnica de Valencia. Camino de Vera, s/n, 46022-Valencia-España Se estudia la estructura cristalográfica de chapas de acero de embutición profunda, empleadas en la fabricación de piezas reales de alta dificultad de carrocerías de vehículos. El estudio se lleva a cabo sobre bobinas que presentan un comportamiento anómalo (roturas con fenómenos de gripado) en la embutición de piezas del modelo Ford Focus. Se analizan las estructuras y texturas preferentes de los recubrimientos y del substrato mediante XRD y EBSD. Los recubrimientos de cinc de las bobinas que presentan riesgos de gripado presentan una clara textura basal. Se atribuye la aparición de esta textura a la existencia de texturas preferentes (111) en la superficie del acero de este mismo grupo de bobinas. El crecimiento de los depósitos con textura basal modifica la topografía original de las chapas, con reducciones significativas de la ondulación, y facilita la deformación bajo esfuerzos de cizalladura paralelos a la superficie. Ambos aspectos son determinantes en el comportamiento tribológico observado.

RECUBRIMIENTOS. TRIBOLOGÍA 040

Efecto del tratamiento térmico en la estructura de un depósito autocatalítico de Ni-P-Mo Luis Vargasa, Arturo Barbaa, Ana Bolarínb, Félix Sánchezb a) Universidad Nacional Autónoma de México, México, Mex. b) Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, Pachuca, Mex. Se desarrolló un depósito autocatalítico de Ni-P-Mo y se estudió el cambio en su estructura cristalina, desde el punto de vista de la codeposición del molibdeno. Se escogió una composición química de Ni-10%P-5%Mo para conseguir un film que en su condición tal como se deposita fuera una mezcla de regiones amorfas y regiones microcristalinas. Los tratamientos térmicos indujeron varios cambios estructurales que permitieron la total cristalización de las regiones amorfas y el reordenamiento zonal de las fases cristalinas, para producir una solución sólida de Ni-Mo con precipitación de intermetálicos Ni3P y MoNi4. La dureza del revestimiento en condición tal como se deposita cayó en el rango que se reporta en la literatura para depósitos Ni-P con alto contenido de fósforo, pero con tratamiento térmico ésta se incrementó rápidamente, tomando valores muy superiores y alcanzando un máximo de 1450 VHN100 a 500°C durante 2 hr. Este endurecimiento se interpretó como consecuencia de la transformación amorfo Æ cristalino, y de los procesos de envejecimiento de la aleación ternaria, que se vieron reforzados por la precipitación de MoNi4, el cual aumentó sustancialmente la dureza del depósito y la retuvo a mayores temperaturas.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 185

Estudio de las propiedades de recubrimientos de WC-Co nanoestructurados, obtenidos mediante proyección térmica de alta velocidad (HVOF) J.M. Guilemany, S. Dosta, J. Nin CPT. Centro de Proyección térmica. Ingeniería de Materiales. Dept. Enginyeria Quimica i Metal·lúrgia. Universitat de Barcelona. C/Martí i Franqués, 1.08028 Barcelona. El interés por los materiales nanoestructurados y sus recubrimientos es ostensible, ya que la reducción de tamaño de grano a escala nanométrica permite una mejora en propiedades tan importantes como son la dureza, la tenacidad, la resistencia a la abrasión, e incluso resistencia a la corrosión. Este interés ha surgido también en el ámbito de la Proyección Térmica, que representa un conjunto de tecnologías y procesos con amplia aplicación industrial ya que permite obtener unas propiedades superficiales excelentes a precios económicos, al depositar en la superficie de un sustrato una serie de capas de orden micrométrico del material proyectado, dotando al sustrato de las propiedades superficiales que se requieren para la aplicación final del producto. Este estudio se ha basado en materiales tipo cermet, compuestos por una fase cerámica embebida en una matriz metálica, como es el WC-Co, que es de gran interés en el campo de aplicaciones de materiales resistentes al desgaste. Para la realización de este estudio se han obtenido mediante la técnica de proyección térmica de alta velocidad (HVOF), dos tipos de recubrimientos, obtenidos a partir de dos tipos de polvo con la misma composición y morfología distinta, uno convencional microestructurado y otro nanoestructurado, que han sido convenientemente caracterizados en el Centro de Proyección Térmica de la Universidad de Barcelona. Se han evaluado las propiedades tribológicas de los recubrimientos determinando mediante ensayos Ball-onDisk (ASTM G99-90), los coeficientes de fricción, así como la resistencia al desgaste abrasivo mediante el ensayo de Rubber Wheel (ASTM G65-91) y la resistencia a la corrosión mediante técnicas electroquímicas. Los resultados comparativos han permitido contrastar que los recubrimientos nanoestructurados muestran mejores propiedades que los convencionales.

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Producción de recubrimientos de NiAl sobre acero con una capa intermedia de Ni electrodepositado C. Sierraa, A.J. Vázqueza a)Departamento de Corrosión y Protección, Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM-CSIC) Avd Gregorio del Amo, 8, 28040-Madrid-España Los recubrimientos de NiAl sobre un sustrato de acero se pueden obtener mediante una técnica sencilla y barata como es la Síntesis Autopropagada a Alta Temperatura asistida con Energía Solar Concentrada. Con objeto de mejorar la adherencia entre el recubrimiento y el sustrato se ha electrodepositado sobre el sustrato una capa de Ni. Los resultados obtenidos indican que la adherencia es buena. Se ha observado que la capa electrodepositada influye en la propia síntesis del recubrimiento: dependiendo de la masa de reactivo de Ni-Al depositada sobre las muestras se obtiene un recubrimiento exclusivamente de NiAl o un recubrimiento formado por dos fases distintas.

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Cementación en transmisiones de coches de competición M. Preciado Calzada a), P. M. Bravo Díez a), L. E. García Cambronero b) a) Departamento de Ingeniería Civil, Escuela Politécnica Superior de Burgos. Av. Cantabria s/n, 09006 Burgos-España. b) Departamento de Ingeniería de Materiales, Universidad Politécnica de Madrid. C/ Ríos Rosas 21. 28003 Madrid, España. En un engranaje, la superficie del material debe tener un alto límite elástico para asegurar que permanece en régimen elástico una vez expuesto a una tensión de contacto localizada y para reducir el contacto por deslizamiento. No obstante, el núcleo del diente del engranaje y el resto de la rueda requieren alta tenacidad a fractura y resistencia a figuración por fatiga, para soportar cargas cíclicas a veces aplicadas de forma impulsiva. En un acero, el problema de optimizar ambos requerimientos a un precio económico sólo puede conseguirse modificando la superficie del material mediante algún tratamiento superficial como la cementación. En competición de automóviles, la tecnología y la durabilidad de todos los componentes debe ser óptima y esto lleva a crear componentes de mucha calidad y comportamiento excelente. Últimamente la criogenia aplicada a tratamientos de cementación parece ser una buena opción para alcanzar el nivel deseado. En este artículo se han estudiado dos aceros diferentes con distintas profundidades de cementación y se han comparado las propiedades relevantes en el funcionamiento de los engranajes con las mismas muestras tratadas criogénicamente. De la comparativa realizada se pretende encontrar un tratamiento adecuado para las transmisiones en coches de competición.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 217

Recubrimientos tribológicos de carburo de cromo preparados mediante depósito por arco catódico M. Gómez a,b, J. Estevea, J. Romeroa, F. Montalàc, L. Carrerasc, A. Lousaa aDepartament

de Física Aplicada i Òptica, Universitat de Barcelona, Avgda. Diagonal 647, E-08028 Barcelona, Catalunya, España. bGrupo de Corrosión y Protección, Universidad de Antioquia, A.A. 1226 Medellín, Colombia cTratamientos Térmicos Carreras, TTC S.A., C/Doctor Almera 85, E-08205 Sabadell, Catalunya, España

Los recubrimientos de carburo de cromo sobre acero son buenos candidatos para aplicaciones en matrices de conformado y moldeo. La alta resistencia mecánica, la estabilidad química y a altas temperaturas de la fase Cr3C2 puede ser compatible con el severo desgaste abrasivo y la corrosión encontrada en estas operaciones de manufactura. Se han depositado recubrimientos de carburo de cromo por evaporación en arco catódico desde blancos de cromo, utilizando C2H2 como gas reactivo. Los recubrimientos fueron depositados sobre sustratos de acero templado y en algún caso se depositó una película intermedia para mejorar la adhesión del recubrimiento de carburo de cromo. Las condiciones del depósito fueron variadas hasta obtener la fase dura de Cr3C2 y con un contenido de carbono sobre-estequiométrico. La microestructura y composición de los recubrimientos fueron estudiados mediante difracción de rayos X (XRD), microscopia electrónica de barrido (SEM), espectroscopia de masas de iones secundarios (SIMS) y espectroscopia Raman. Las propiedades mecánicas y tribológicas fueron evaluadas mediante nanoindentación y pruebas de bola sobre disco respectivamente, a temperatura ambiente. Los resultados muestran una evolución de la estructura cristalina de los recubrimientos desde carbono amorfo y Cr7C3 hasta Cr3C2. La dureza aumenta con la disminución del contenido de carbono y el coeficiente de fricción disminuye con el aumento del contenido de carbono en el recubrimiento. La resistencia de adhesión de las películas se ve fuertemente favorecida por el depósito de una capa intermedia de CrN.

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Estudio de la resistencia al desgaste de termoplásticos mediante la técnica de multirayado W. Brostowa, F.J. Carrión-Vilchesb, M.D. Bermúdezb y J.J. Cervantesb. a) Laboratory for Advanced Polymers and Optimized Materials (LAPOM). Department of Materials Science & Engineering, University of North Texas, Denton, TX 76203-5308, EE.UU. b) Grupo de Ciencia de Materiales e Ingeniería Metalúrgica.. Departamento de Ingeniería de Materiales y Fabricación. Universidad Politécnica de Cartagena, C/Doctor Fleming s/n. 30202 Cartagena. Las técnicas de rayado son métodos tribológicos útiles para estudiar la resistencia a la abrasion en polímeros y proporcionan una medida de las propiedades mecánicas superficiales. Este trabajo describe el estudio experimental de la resistencia al desgaste, utilizando un método de multiple rayado para distintos polímeros termoplásticos tales como: Poliestireno (PS), Estireno-Acrilonitrilo (SAN), Poliamida 6 (PA6) y Polisulfonas (PES y PSU). Los ensayos experimentales se llevaron a cabo utilizando el equipo CSM Micro Scratch Tester (MST), empleando cargas entre 2,5 y 15N, donde se ejecutaron 15 microrayados consecutivos sobre cada una de las muestras. Los datos obtenidos para el Poliestireno muestran que este material presenta poca resitencia al desgaste, encontrándose el mejor comportamiento para la Poliamida 6, incluso por encima de polímeros especiales como son las polisulfonas. Las técnicas de microscopía electrónica de barrido y de fuerza atómica se utilizaron para caracterizar los mecanismos de desgaste, tipo de deformación y para correlacionar con los datos obtenidos en los ensayos de multirayado.

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Characteristic of oxy-sulphur-nitrided layers on sintered Fe-Mo alloys J.Baranowska Institute of Materials Science and Engineering, Technical University of Szczecin Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, Poland The author presents her investigation on the influence of the sintering parameters of the Fe-Mo alloys on the formation of the diffusion layers during gas oxy-sulphur-nitriding. Samples were obtained for various parameters of the sintering (compacting – 600-1000 MPa, sintering temperature – 1123-1323 K). It was stated that the compacting pressure decided about the porosity of the samples after compacting and sintering as well. The penetration of the gaseous media into the matrix increases with the porosity and for porosity higher that 4% the nitriding takes place in the whole volume of the material. The penetration of the SO2 into the internal pores is also possible for porosity higher that 7%.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 252

Determinación del coeficiente de rozamiento en ensayos de doblado de chapa. Aplicación a acero electrocincado de gran embutibilidad y ángulo de doblado de 90º V. Miguela, C.Ferrerb, A.Calatayuda, A.Martíneza a) Instituto de Desarrollo Regional: Sección de Ciencia e Ingeniería de Materiales, Universidad de Castilla-La Mancha, Avda. España, s/n, 02071-Albacete-España b) Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales, Universidad Politécnica de Valencia, Camí de Vera, s/n, 46022-Valencia-España En este trabajo se propone un procedimiento de ensayo de doblado de chapa que conduce a la determinación de la fuerza de rozamiento de la chapa con el cilindro de doblado y de la parte de la fuerza de ensayo que se invierte en el doblado y enderezado de la misma. Como aplicación al modelo propuesto de determinación de las fuerzas indicadas, se lleva a cabo una serie de ensayos con chapa de acero electrocincado de gran embutibilidad para un ángulo de doblado de 90º y diferentes radios de doblado.

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Efecto de la frecuencia de contacto sobre el comportamiento frente al desgaste del acero al carbono AISI 1045 en ensayos de desgaste discontinuos C. Navasa, I. Garcíaa,*, J. de Damboreneaa, J.P. Celisb a Departamento

de corrosión y Protección, Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas CENIM/CSIC, Av. Gregorio del Amo 8, 28040 Madrid, España bDepartamento de Metarlurgia y Ciencia de Materiales, Universidad Católica de Lovaina, Kasteelpark Arenberg 44, B-3001 Lovaina, Bélgica Este trabajo presenta un nuevo enfoque para los ensayos de desgaste por deslizamiento, como el tipo bola contra disco o punzón contra disco, donde cada punto de la superficie del material del disco investigado mantiene un contacto intermitente con el contracuerpo. Desde el punto de vista del material del disco, en estos ensayos unidireccionales y discontinuos, la frecuencia de contacto de cada punto del surco de desgaste con el punzón o la bola está determinada por la velocidad de deslizamiento y el diámetro del surco de desgaste. Sin embargo, el único parámetro de ensayo que usualmente es mencionado en la bibliografía es la velocidad de deslizamiento, y aunque este parámetro define perfectamente la condición de trabajo para el material del contracuerpo, no es suficiente para definir las condiciones del material del disco, si no es señalado también el diámetro del surco. En este trabajo se investiga el efecto de la frecuencia de contacto sobre la tasa de desgaste para el caso de un disco de acero al carbono deslizando unidireccionalmente y discontinuamente contra una bola de alúmina. Los ensayos se llevaron a cabo a varias velocidades de deslizamiento manteniendo constante la frecuencia de contacto, y a diferentes frecuencias de contacto manteniendo constante la velocidad de deslizamiento. Los resultados obtenidos confirman que la tasa de desgaste del disco de acero al carbono depende no sólo de los parámetros usualmente considerados, velocidad de deslizamiento y carga aplicada, sino también de la frecuencia de contacto. Además, este trabajo revela que la frecuencia de contacto es un parámetro clave para la determinación del modo de desgaste del disco de acero. A frecuencias de contacto superiores a 9 Hz, el mecanismo predominante fue el desgaste oxidativo, mientras que a frecuencias inferiores a 3 Hz el mecanismo predominante fue el desgaste adhesivo. Esta transición de desgaste adhesivo a oxidativo esta acompañada de un cambio en el coeficiente de fricción y en el estado de oxidación de partículas de desgaste que fue evidenciado mediante la caracterización de las superficies desgastadas y las partículas de desgaste mediante SEM y EDS. Palabras clave: Tasa de desgaste, Bola sobre disco, Frecuencia de contacto, Deslizamiento unidireccional

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Endurecimiento de recubrimientos de cromo electrolítico mediante deposición de carbono por electrodescargas y aleación superficial con láser F.M. Labajosa, P. Morenob y M.A. Béjarc aDepartamento bDepartamento

de Química Inorgánica. Universidad de Salamanca. E.T.S. Ingeniería Industrial, 37700, Béjar, Salamanca. de Ingeniería Mecánica. Universidad de Salamanca. E.T.S. Ingeniería Industrial, 37700, Béjar, Salamanca. cDepartamento de Ingeniería Mecánica. Universidad de Chile. Casilla 2777, Santiago, Chile.

En este trabajo mostramos la posibilidad de endurecer recubrimientos de cromo electrolítico sobre acero al carbono, mediante la generación in-situ de óxidos y/o carburos de cromo. Para ello, incorporamos carbono al recubrimiento de cromo, mediante fuentes térmicas de alta densidad de potencia, pero de baja densidad de energía. La técnica que hemos empleado es la formación de una aleación superficial mediante radiación láser pulsada (LSA). El procesado se efectuó en aire y como fuente de carbono se utilizó grafito. La caracterización de las fases cristalinas formadas en la superficie se llevó a cabo mediante difracción de rayos X.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 212

Investigación del grado de interacción de los materiales, en la reparación de herramientas mediante técnicas de recubrimiento láser Gabriel Esteller Lores (1) Adolfo Garcia Marín (2) Jesús M.Sanpedro (2) Francisco Monera González (3) José A.Ramos de Campos (2) (1) Dpto.Ing.Mec. y Materiales UPV y Aleaciones Estampadas SA (2) Instituto Tecnológico de Optica. AIDO (3) Aleaciones Estampadas SA El recubrimiento por láser es una técnica conocida para la reparación de herramientas dañadas, en ésta comunicación se investiga mediante polvos de calidad similar al sustrato (X40CrMoV5 EN10027-92), que se encuentra tratado a una dureza de 48-50 HRc. Se estudian muestras de distintos cordones solapados, variando velocidad y desenfoque hasta alcanzar los parámetros con mejor dilución del recubrimiento, con una potencia de 1000W emitiendo de modo contínuo con un láser de Nd:YAG. Una vez conseguida la correcta interacción entre el polvo aportado y la herramienta, se investigan los factores fisico-químicos del recubrimiento como: composición, microestructura y caracteristicas resistentes, que deben satisfacer un buen servicio. Finalmente esperamos poder mostrar resultados de matrices para estampación en caliente de latón y aluminio, reparadas mediante esta técnica con los condicionantes estudiados.

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Modificación superficial del acero F-1110 por proyección térmica de CW-Ni M. Pascual, C. Ferrer, J. Cembrero, M. Perales Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales. U:P.V.. Camino de Vera s/n, 46022 Valencia El objetivo de la proyección térmica como tratamiento superficial es observar el comportamiento de adherencia y de desgaste de los aceros de moldeo como F-1110 mediante proyección térmica de carburo de tungsteno a partir de su microestructura y de sus características resistentes. También averiguar qué mejoras ofrece la proyección térmica frente otros tipos de recubrimientos hasta ahora empleados en cuanto a dureza superficial, tenacidad, resistencia al desgaste, economía y su enfoque preferente a las aplicaciones en recubrimientos en matrices para estampación.

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Obtención de formas autosostenidas de nuevos materiales mediante proyección térmica HVOF J.M. Guilemany, J. Nin, J.R. Miguel CPT. Centro de Proyección Térmica. Ingeniería de Materiales. Dept. Enginyeria Química i Metal·lúrgia. Universitat de Barcelona. C/ Martí i Franqués 1, 08028, Barcelona. La Proyección Térmica representa un conjunto de técnicas y procesos originariamente diseñados para obtener recubrimientos superficiales de distintos materiales con propiedades que abarcan desde la resistencia al desgaste (fricción, abrasión, erosión), a la corrosión, a la oxidación y como aislantes térmicos, entre otras. La utilización de la técnica de alta velocidad HVOF (High Velocity OxyFuel) para obtener recubrimientos de altas prestaciones ha sido una excelente solución en los últimos años, sin embargo, el proceso de recubrir piezas del interior de cilindros de radio pequeño sigue siendo una limitación para este tipo de técnica. La idea de las formas autosostenidas nació de la necesidad de recubrir interiores de piezas. Una forma autosostenida no es nada más que una pieza formada enteramente por recubrimiento, sin substrato alguno que le de soporte mecánico. La obtención de formas autosostenidas mediante proyección por plasma o por técnicas de spray forming está en estos momentos muy difundida. Sin embargo, la obtención de formas de este tipo mediante HVOF es novedosa, y precisamente, el Centro de Proyección Térmica (CPT) patentó un método para obtener formas autosotenidas mediante la oxidación previa de un mandril o substrato removible. Siguiendo el método patentado, se han obtenido nuevas piezas mediante un equipo de HVOF de tercera generación utilizando mezclas de materiales totalmente novedosa en Proyección Térmica como son el WC-Co con diferentes proporciones de Stellite 6. Se han utilizado diferentes condiciones de proyección y los recubrimientos y formas autosostenidas obtenidas se han caracterizado estructuralmente evaluandose sus propiedades tribológicas.

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Obtención y caracterización de nuevas formulaciones de recubrimientos abradables de AlSi mediante proyección por plasma atmosférico J.M. Guilemany, J. Navarro, D. Fernández, J. Nin, J. Fernández, J.R. Miguel CPT. Centro de Proyección Térmica. Ingeniería de materiales. Dep. Enginyería Química i Metal.lurgia. Universitat de Barcelona. C/ Martí i Franquès, 1. E-08028 Barcelona. El empleo de materiales agradables en tecnologías de Proyección Térmica está destinada a la obtención de recubrimientos fácilmente mecanizables, con aplicaciones en puntos críticos en los que la disminución de tolerancias entre partes móviles es de vital importancia. Básicamente, éste tipo de materiales está compuesto por una matriz relativamente blanda en la que se encuentra dispersa una fase

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 cerámica o polimérica con propiedades lubricantes, generando un conjunto poco compacto que facilita el arranque de material sin generar daños en la pieza móvil. El carácter lubricante de la fase cerámica o polimérica facilita la eliminación del detritus y evita la adhesión con la pieza móvil. Se han obtenido y caracterizado en el Centro de Proyección Térmica de la Universidad de Barcelona nuevas formulaciones de polvos de AlSi con diferentes contenidos en Polietileno y Poliamida que han sido proyectados mediante técnicas de proyección térmica Plasma Atmosférico (APS). Se han estudiado con especial interés las propiedades tribológicas, determinando, mediante ensayos de Ball-onDisk (ASTM G99-90), los coeficientes de fricción. Para el cálculo del volumen perdido se ha utilizado la técnica de interferometría de luz blanca (SWLI). La resistencia al desgaste abrasivo se determinó mediante el ensayo de rueda de caucho (ASTM G65-91) y finalmente se realizó el estudio de los mecanismos de desgaste mediante microscopía electrónica de barrido (SEM). De acuerdo con los resultados obtenidos, que han dado origen a una patente española, se concluye que los nuevos recubrimientos abradables, muestran bajos coeficiente de fricción y mejores propiedades tribológicas que los materiales convencionales.

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Progresos en la caracterización de las propiedades mecánicas de aleaciones Cobre-Litio producidas por aleado mecánico R.N. Castilloa, E. Gorzigliaa, A. Peñaloza Vb a)Escuela de Ingeniería Mecánica, PUCV, Chile b)Instituto de Física, PUCV, Chile En este artìculo se presentan los avances realizados en la caracterizaciòn de algunas propiedades físicas y mecánicas, junto a los micromecanismos de fractura de la aleación Cu-2%pesoLi obtenida mediante aleado mecánico, seguido de consolidación y sinterizaciòn vìa extrusiòn en caliente a las temperaturas de 5000C y 700oC. Se realizaron ensayos mecánicos de dureza y tracciòn, los que fueron seguidos de análisis metalogràficos y fractogràficos de la aleación estudiada. Los resultados obtenidos son comparados con polvos de Cu-puro bajo similares condiciones. Los resultados indican que por medio de la extrusiòn en caliente es posible obtener elevados niveles de densificaciòn para los materiales estudiados. Además, se encontrò que el lìtio fragiliza al cobre para extrusiones a 700 oC, reduciendo la resistencia a la tracción y elongaciòn, pero elevando la dureza. Los resultados son comparados con la literatura.

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Evolución microestructural de recubrimientos de Ni-Cr en aceros inoxidables dúplex obtenidos por láser de polvos V. Amigó, Y. Pineda, M.D. Salvador, D. Busquets, A. Cano Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales. Universidad Politécnica de Valencia Camino de Vera, s/n, 46022-Valencia-España La posibilidad de restaurar las propiedades superficiales del material mediante el recubrimiento por láser de polvos constituye uno de los procesos de mayor interés en la actualidad. En este trabajo se han obtenido recubrimientos de aleación de níquel sobre aceros austenoferríticos, mediante el tratamiento láser de polvos para diferentes condiciones de procesado. Se ha evaluado la influencia de las variables de proceso: velocidad del láser, caudal de alimentación de polvo y desenfoque del haz láser, en la microestructura de los recubrimientos y con ello en las propiedades finales de los mismos así como en la transición de éstas a través de la interfase y la zona afectada por el calor, evaluada mediante difracción de electrones retrodispersados. La obtención de recubrimientos a partir de polvos aleados resulta muy adecuado al obtener microdurezas semejantes, a pesar de la precipitación de carburos en borde de grano y del direccionamiento de los granos en su solidificación, pero la zona afectada por el calor está formada principalment por granos ferríticos con cierta disolución del níquel y precipitación en borde de grano de la fase austenítica que modifica sustancialmente las propiedades mecánicas de la unión, lo que se evalúa mediante perfiles de microdureza.

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Aplicación Nano-HVOF para segmentos de pistón J. Landa1, I. Illarramendi1, J. M. Montalban1, A. Igartua2 and G. Mendoza2 1) TARABUSI, S.A (Grupo CIE Automotive), B/ Urquizu, 58; 48140 Igorre (Vizcaya) España 2) Fundación TEKNIKER, Avda. Otaola, 20, 20600 Eibar, España Actualmente, existe una tendencia de sustituir la tecnología contaminante de cromo duro que conlleva la utilización de Cr VI en baño electrolítico. Esta tecnología es utilizada hoy en la industria para recubrir diferentes tipos de componentes mecánicos críticos (como por ejemplo el segmento de pistón). En este estudio se va analizar la propuesta mediante el uso de la tecnología HP-HVOF para recubrir segmentos de pistón usando Nano-polvos. En primer lugar, se aplicaron diferentes recubrimientos Nano-HVOF sobre cilindros realizándose con ellos pruebas tribológicas, usando para ello la configuración básica de ensayo “Cilindro sobre Disco”. Cuando se utilizaron nano-recubrimientos se observó que el coeficiente de fricción y la rugosidad de la capa fue reducida según un factor 2, mientras el desgaste fue reducido según un factor 5. Una reducción adicional del coeficiente de fricción (el 16 %), rugosidad (por un factor de 4) y desgaste (por un factor de 8) se consiguió a través de operaciones de rectificado. En un segundo paso, las capas fueron aplicadas con éxito a segmentos de pistón y se realizaron ensayos de simulación. La configuración empleada fue “Camisa-Segmento” y con esta se evaluó el coeficiente de fricción. Otra vez, se obtuvo una reducción de coeficiente de fricción y de desgaste para la capa de Cr3C2NiCr de menor tamaño de polvo.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 Finalmente, se realizaron pruebas en el motor con el fin de comparar el comportamiento de las capas desarrolladas frente a las de referencia recubiertas de cromo y de acero nitrurado. Para este fin, se seleccionó un motor turbodiesel, donde las 2 capas de referencia y las 2 capas desarrolladas se probaron en carga máxima y alta temperatura. Con el objetivo de evaluar los niveles de desgaste del bloque cilindro (agujero), del pistón (1ª ranura), del segmento (cara y lados) y el consumo de combustible. El desgaste y los resultados de consumo de combustible fueron favorables para las dos capas nuevas destacándose el Cr3C2NiCr Agradecimientos: a la Dra. S. El Becker y a la CE, por la financiación del Contrato G5RD-CT-2000-00231”. Al Dr. Passerini de Sapes, C. y R. Bastoni de Osvat - V. Cantelli, F. Gili del Centro de Investigación de Fiat - A. Kirsten y R. Moll de Woka - L. Fedrizzi de Universidad de Roma - G. Matthaeus de Thermico - A. Horsewell de Universidad Técnica de Dinamarca, A. Forn, J. Picas de la UPC,a F. Rabezzana de Metec y a RALSA (España).

MATERIALES POLIMÉRICOS. OBTENCIÓN Y PROCESOS 248

Desarrollo y caracterización de nuevas formulaciones de plastisoles vinílicos biodegradables J. E. Crespoa, A. Jiménezb, P. Stefanic, J. Lópeza, D. Garcíaa a) Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales. Universidad Politécnica de Valencia Paseo Viaducto, 1 03801- Alcoy-España. b) Departamento de Química Analítica. Universidad de Alicante. Campus de San Vicente del Raspeig. Apartado de correos 99, 03080Alicante (España). c) Departamento de Ingeniería Civil. Facultad regional de Concepción de Uruguay. Universidad Tecnológica Nacional. Ing. Pereira 676, 3260 Concepción del Uruguay. Pcía, de entre Ríos (Argentina) En el desarrollo de nuevas formulaciones de plastisoles se están incorporando nuevos plastificantes que presentan la característica de ser biodegradables. El empleo de estos nuevos plastificantes primarios debe ir acompañado de un estudio de sus propiedades mecánicas, sobre todo en función de la temperatura y el tiempo de curado del plastisol. Esto permite conocer cual es el proceso de curado óptimo y como estos parámetros influyen en las propiedades mecánicas.

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Método para la deposición de polianilina conductora mediante polimerización química simple sobre una superficie de ABS E.Matveeva, R. Enguix, R.J. Martínez Palomino y Vitali Parkhutik Departamento de Materiales, Universidad Politécnica de Valencia, Camino de Vera, s/n, 46022-Valencia-España El presente trabajo describe un método de deposición de una capa uniforme de polianilina (PANI) sobre la superficie de plástico ABS (acrilonitrilo butadieno estireno), tratamiento que permite combinar las propiedades eléctricas del material depositado PANI con las propiedades mecánicas de la matriz polimérica ABS. El campo de aplicaciones de estos compuestos es básicamente el recubrimiento antiestático o la protección contra interferencias electromagnéticas (EMI) El método propuesto consiste en dos pasos, inmersión de la ABS en una disolución de anilina, seguida de una polimerización química oxidativa de los monómeros ad- y absorbidos. La emulsión de anilina se obtuvo en agua con la ayuda de tensioactivos. Los tres tipos de tensioactivos usados para preparar y estabilizar las emulsiones de anilina fueron: N,N-dimethyl-octalamine-N-oxide (tensioactivo de tipo molecular), Sodium dodecyl sulfate (de tipo aniónico) y hexadecyl trimethyl ammonium bromide (catiónico). Después del tratamiento se observó, mediante SEM, que la superficie de ABS estaba completamente cubierta por PANI. La conductividad superficial tras el recubrimiento con PANI alcanzó valores entre 10e-3 y 10e-4 S/ para las mejores muestras. Hemos aplicado el mismo tratamiento a plasticos diferentes de ABS. Un mecanismo general de interaccion de la emulsion de anilina con la superficie de plastico ha sido propuesto.

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Obtención de piezas estructurales de plástico mediante un proceso híbrido termoconformado/sobreinyección J. Aurrekoetxea, L. Aretxabaleta, G. Castillo, M. Mateos, M. Sarrionandia, I. Urrutibeascoa Departamento de Mecánica, Mondragon Unibertsitatea. Loramendi, 4, 20500-Mondragón-España El trabajo muestra un nuevo concepto de proceso híbrido para la fabricación de piezas estructurales de gran superficie en plástico. La arquitectura de la pieza está compuesta por: 1) una piel termoconformada que cumple las funciones estéticas, aislantes y ergonómicas, y 2) un esqueleto sobreinyectado que aporta el carácter estructural, el soporte a la piel y la integración de otras funciones. Los resultados obtenidos muestran que: 1) la resistencia de la intercara de unión piel/esqueleto asegura la integridad estructural de la pieza, 2) la incorporación de materiales de altas prestaciones en la piel termoconformada mejora el comportamiento a la fluencia con respecto al uso de materiales tradicionales, 3) la libertad de diseño es mayor que en las piezas fabricadas por termoconformado o inyección, y 4) los costes asociados a la máquina de inyección son menores que en el caso de la inyección convencional.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 068

Preparación de membranas de matriz mixta con carbones activados como material de relleno M.Anson1, J.Marchese1 ,E.Garis1, N.A.Ochoa1, P.Prádanos2, L.Palacio2, A.Hernández2 aLaboratorio

de Ciencias de Superficie y Medios Porosos, Dpto de Química, Facultad de Química-Bioquímica y Farmacia, Universidad Nacional de San Luis, San Luis, Argentina bGrupo de Superficies y Materiales Porosos, Dpto. de Física Aplicada, Facultad de Ciencias, Universidad de Valladolid, Valladolid, España.

En el presente trabajo se estudió la preparación y caracterización de membranas compuestas de matriz mixta (MCMM) aptas para la separación de gases. Las membranas fueron sintetizadas utilizando un copolímero, Acrilonitrilo-Butadieno-Estireno (ABS) como material de la fase continua y dos carbones activados (CA) como material inorgánico de relleno. Las MCMM obtenidas fueron caracterizadas por técnicas de permeabilidades de gases, microscopía óptica (MO), electrónica (ESEM) y de fuerza atómica (AFM). Las membranas se caracterizaron por presentar caras superficiales con distintas rugosidades, pero siempre cubiertas por el material polimérico. Se estableció que en todos los casos existe una distribución bimodal de tamaños de partículas de CA en la matriz polimérica, con un máximo correspondiente a 2-4µm y otro máximo ubicado entre 10-20µm producto de aglomerados formados por partículas de CA. Es de destacar la muy buena adherencia mecánica entre la interfase carbón/polímero, corroborada por la alta permeabilidad y selectividad del gas CO2. Este contacto íntimo puede atribuirse a las características gomosas que presentan las cadenas de ButadienoEstireno presentes en el ABS.

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Study of the influence of microwaves in the mechanism of vulcanisation of natural rubber using model compound vulcanisation B. Vega , N. Agulló, S. Borrós GEM-IQS, Via Augusta 390, 08017 Barcelona - Spain The mechanism of vulcanisation of natural rubber has been studied using microwave-heating. Model compound vulcanisation (MCV) has been used in order to simplify the study using squalene as model of natural rubber, because it has a similar structure. N-cyclohexyl-2benzothiazolesulfenamide (CBS) has been used as accelerator. The accelerator evolution, the cross-linking degree and the effect of the double bound have been studied and the results have been compared with previous results of our group using conventional heating. Vulcanisates characterization was performed by two methods of HPLC-UV. The results obtained have shown that microwave vulcanisation is six times faster than thermal vulcanisation. Some differences have been detected in the amount of the intermediates formed in the reaction, in the sulphur transfer to the squalene chain and the role of double bond in accelerator’s evolution.

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Caracterización química superficial y eléctrica de una membrana líquida soportada FPVD/C10MIM+BF4R. Fortunatoa, J.G. Crespoa, J.Benaventeb a) Departamento de Química. Faculdade de Ciências e Tecnologia. Universidade Nova de Lisboa. Quinta da Torre. P-2829-516 Caparica. PORTUGAL. b) Grupo de Caracterización Electrocinética y de Transporte en Membranas e Interfases. Departamento de Física Aplicada I, Facultad de Ciencias, Universidad de Málaga, E-29071 Málaga. ESPAÑA Se ha obtenido y caracterizado una membrana líquida soportada (MLS) consistente en una matriz porosa de fluoruro de polivinilideno en la que se ha introducido tetrafluoroborato de 1-n-decil-3-metilimidazolonio. El caracterización química de la superficie de dos muestras de membrana se ha realizado mediante XPS, y la eléctrica a partir de medidas de la resistencia eléctrica y capacidad de la membrana líquida soportada y del soporte poroso con disoluciones de NaCl a distintas concentraciones. La diferencia en los valores de la resistencia eléctrica y capacidad obtenidos con la MLS y el soporte de FPVD, bajo las mismas condiciones experimentales, hace suponer la presencia de líquido iónico en los poros de la membrana.

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Estudio de la superficie de membranas poliméricas comerciales y experimentales mediante XPS y AFM M.J. Arizaa, E. Rodriguez Castellónb, P. Prádanosc y J.Benaventea a) Departamento de Física Aplicada I. Facultad de Ciencias. Universidad de Málaga. 29071 Málaga b) Departamento Química Inorgánica. Facultad de Ciencias. Universidad de Málaga. 29071Málaga c) Departamento de Termodinámica y Física Aplicada. Facultad de Ciencias. Universidad de Valladolid. 41071 Valladolid. Se han realizado medidas de XPS y AFM para caracterizar química y morfológicamente la superficie de distintos tipos de membranas poliméricas, tanto en lo que respecta al tipo de material como a su estructuras y procesos de separación en los que se aplican. La diferencia en las concentraciones atómicas de los elementos característicos del material, y la presencia de elementos extraños al mismo (impurezas), que se atribuyen a diferencias en al proceso de fabricación, pueden afectar a la rugosidad de la superficie y al comportamiento de rechazo/transporte de las membranas. También se han realizado medidas de espectroscopía de impedancias con las membranas en contacto con disoluciones de NaCl que suministran información sobre el comportamiento eléctrico y estructural de las membranas y, en el caso de membranas compuestas, la contribución correspondiente a cada sub-capa.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 016

Estudio del curado del sistema epoxi diglicidil éter de bisfenol-A (DGEBA) y trietilentetramina (TETA) J.L. Mier, R. Losada, F. Barbadillo, A. García, A. Varela y R. Artiaga Escola Politécnica Superior de Ferrol. Universidade Da Coruña

c/ Mendizábal s/n. 15403 Ferrol (A Coruña)- España En el presente trabajo se ha estudiado el curado de una resina epoxi de diglicidil-éter de bisfenol-A (DGEBA), el Araldite GZ 601 X75, utilizada en la formulación de pinturas de uso naval con trietilentetramina (TETA). La determinación de la relación óptima resina/endurecedor se hizo por calorimetría diferencial de barrido (DSC). Se examinó el curado de las muestras a temperatura ambiente y a 100ºC a través de espectroscopia infrarroja (FT-IR) observando la disminución del pico del anillo epoxi a 915 cm-1. El análisis cinético del curado realizado por DSC muestra mayores valores de la energía de activación aparente en el método de Borchardt-Daniels (80.0 kJ/mol) que en los métodos autocatalítico (61.1 kJ/mol) y de Duswalt (45.4 kJ/mol). El análisis termomecanodinámico (DMTA) de resinas curadas sobre láminas de aluminio con la relación óptima resina/endurecedor revela que la temperatura de transición vítrea de las resinas curadas a 100ºC y a temperatura ambiente son 106ºC y 59ºC respectivamente.

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Influencia de la temperatura de procesado y la presencia de polipropileno (PP) en la temperatura de transición vítrea y la temperatura de degradación del poliestireno de alto impacto (HIPS) F. Parres, J. López, L. Sanchez, R. Balart, J. E. Crespo Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales, Universidad Politécnica de Valencia, Passeig del Viaducto, 1. 03801-AlcoyEspaña El aumento producido en el consumo de materiales poliméricos en los últimos años, ha supuesto la aparición de un nuevo residuo que es necesario tratar. A diferencia de los metales el problema que presenta el reciclado de material polimérico es la degradación sufrida por este y como consecuencia de ello, la pérdida de propiedades en general y la variación de su comportamiento. Y no solo la degradación, sino también por la presencia de otros materiales poliméricos. El presente estudio se basa en las variaciones que sufre el poliestireno, al ser uno de los materiales poliméricos con una presencia importante en los residuos sólidos urbanos. Concretamente para la realización del estudio se ha utilizado poliestireno de alto impacto y polipropileno virgen, de este modo el material de partida no presenta prácticamente degradación. La finalidad es conocer la variación que sufre la temperatura de transición vítrea y la temperatura de degradación con la variación de la temperatura de procesado y la presencia de polipropileno. Para realizar todo el análisis se ha utilizado la calorimetría diferencial de barrido. En primer lugar, el estudio se centra en la variación que se produce en la temperatura de transición vítrea y en la temperatura de degradación del poliestireno de alto impacto utilizando distintas temperaturas de procesado. En segundo lugar, se ha analizado la influencia de PP sobre la temperatura de transición vítrea y la temperatura de degradación. Tras analizar las distintas muestras, se observa la disminución de la temperatura de transición vítrea y la temperatura de degradación con el aumento de la temperatura de procesado, en cambio, en presencia de PP, la temperatura de transición vítrea aumenta con el porcentaje de PP y la degradación prácticamente permanece estable.

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Síntesis, caracterización y procesamiento en película (membrana) proto-conductora de poly (éter-étercetona) sulfatado E. Matveeva ,F.J. Serneguet Castillo y V. Parkhutik Departamento de Materiales, Universidad Politécnica de Valencia Camí de Vera s/n, 46071, Valencia España El objetivo de este trabajo es el de clarificar y optimizar las condiciones de la sulfatación de poly (éter-éter-cetona) por ácido sulfúrico así como su posterior procesamiento en membrana. Para este objetivo emplearemos diferentes técnicas de caracterización de los polímeros obtenidos (grado de acidez, TGA, examen a través de microscopio electrónico).

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Tratamiento con HNO3 de una membrana compuesta de poliamida/polisulfona: efecto del tiempo de tratamiento M.I. Vázquez, M.V. Martínez de Yuso, A. Muñoz y J. Benavente Grupo de Caracterización Electrocinética y de Transporte en Membranas e Interfases. Departamento de Física Aplicada I. Facultad de Ciencias. Universidad de Málaga. E-29071 Málaga Se ha estudiado el efecto del tratamiento con HNO3 y de su duración en la modificación química superficial, obtenida mediante XPS, y en parámetros de transporte correspondientes a una membrana comercial compuesta de poliamida/polisulfona para procesos de ósmosis inversa. Los parámetros considerados han sido la permeabilidad salina y la resistencia eléctrica de la membrana, las cuales se han obtenido a partir de medidas de difusión y de espectroscopía de impedancias, respectivamente, con las membranas en contacto con una disolución 0.01 M de NaCl. Las medidas de impedancia permiten obtener la resistencia eléctrica de la densa capa activa (poliamida) que controla el transporte, y del soporte poroso (polisulfona). Los resultados indican que el tratamiento químico reduce la

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 resistencia eléctrica de ambas subcapas de la membrana compuesta, actuando de forma más significativa en la sub-capa porosa. Este hecho coincide con los resultados de XPS, los cuales indican alguna modificación (pero no el deterioro de la capa de poliamida) como resultado del tratamiento.

MATERIALES POLIMÉRICOS. PROPIEDADES Y APLICACIONES 066

Caracterización de membranas poliméricas mediante porosimetría de desplazamiento líquido-líquido J.M. Sanz, J.I. Calvo, P. Prádanos, A. Hernández Grupo de Superficies y Medios Porosos, Dpto. de Termodinámica y Física Aplicada, Facultad de Ciencias, Universidad de Valladolid, Valladolid, España. A liquid-liquid displacement porosimeter (LLDP) has been developed and used to analyse two different polymeric membranes in the ultrafiltration (UF) range. Polysulfone MinitanTM membranes from Millipore and track-etched polycarbonate membranes from NucleporeTM have been analysed and the results obtained for both membranes showed a very nice reproducibility, allowing a complete determination of the distribution of pores effectively opened to flux. These results also give a fair agreement with previous determinations, both with similar and different characterization techniques. Finally, the study performed shows that LLDP measurements are a very useful tool in the structural characterization of porous membranes and they give a precise, accurate and fast picture of the active pores in the analysed filters. Of course, ulterior research should be made in order to elucidate the influence on the results of LLDP liquids and also to improve the existing data conversion algorithms. In that sense, membranes so regular as track etched UF ones could be used as appropriate standards to refine the technical parameters for LLDP.

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Determinación directa de metales en polímeros sólidos mediante espectrometría de absorción atómica en cámara de grafito (GFAAS) y vaporización electrotérmica-plasma de acoplamiento inductivoespectrometría de masas (ETV-ICPMS) C.Crespoa, M.Resanob, M. A.Belarrab a)Instituto Tecnológico de Aragón, Laboratorio de Mecánica y Nuevos Materiales, Mª de Luna8, E-50018,Zaragoza b)Departamento de Química Analítica, Universidad de Zaragoza, E-5009, Zaragoza. La determinación de metales en polímeros es de gran importancia tanto para asegurar su adecuación a las normativas vigentes como para su clasificación o su posterior reciclado. En este trabajo se comentan las posibilidades de realizar dichas determinaciones directamente sobre los polímeros sólidos mediante dos técnicas analíticas: espectrometría de absorción atómica en cámara de grafito (GF-AAS) y vaporización electrotérmica-plasma de acoplamiento inductivo-espectrometría de masas (ETV-ICP-MS). En ambos casos, la eliminación de la etapa de disolución de la muestra aumenta de forma notable la rapidez con la que se pueden realizar las medidas, permite la determinación de menores cantidades de los metales y evita los errores asociados a dicha etapa, especialmente contaminación y pérdidas de analito. Pese a que esta forma de trabajo lleva asociados algunos inconvenientes (necesidad de modificar frecuentemente las condiciones habituales de trabajo, obtención de resultados más imprecisos que si se disuelven las muestras), los resultados obtenidos para varios elementos en distintos tipos de polímeros indican que esta forma de trabajo resulta perfectamente válida y resulta especialmente eficaz en aquellos casos en que el contenido del metal es sumamente pequeño y, de forma general, cuando la rapidez y la economía son más importantes que una gran exactitud.

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Modificación superficial de membranas de alúmina de microfiltración: caracterización con medidas de ángulo de contacto y AFM L. Fernándeza, J. Marcheseb, L. Palacioc, P. Prádanosc, A. Hernándezc aDepartamento de Química, Universidad Nacional del Comahue, Neuquén, Argentina de Superficies y Medios Porosos, FONCyT-CONICET, Universidad Nacional de San Luis, San Luis, Argentina cGrupo de Superficies y Medios Porosos, Dpto. de Termodinámica y Física Aplicada, Facultad de Ciencias, Universidad de Valladolid, Valladolid, España. bLaboratorio

Membranas de óxidos inorgánicos, una comercial de γ-alúmina (Anopore A02) y otras de α-alúmina preparadas en nuestro laboratorio a partir de aluminosilicatos con tamaños de poros promedio de 0,02, 0,3 y 0,9 µm respectivamente fueron modificadas por el proceso de polimerización superficial de un injerto (PI). Se modificaron las propiedades hidrofílicas y permeabilidades de las membranas híbridas obtenidas mientras que sus características mecánicas se mantuvieron. La técnica de modificación consistió en activar las superficies de las membranas con silano (VTMS), para posteriormente cubrirlas con polivinilpirrolidona (PVP) mediante una reacción de polimerización superficial por radicales libres. La efectividad de la unión del proceso de activación y polimerización fue determinada mediante medidas de ángulo de contacto, Microscopía de Fuerza Atómica (AFM) y permeabilidades de líquidos con distintas constantes dieléctricas.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 Las imágenes de AFM revelan que el recubrimiento con silano no produce alteraciones apreciables de la superficie, mientras que el recubrimiento con PVP reduce el tamaño de los poros. Las medidas de ángulo de contacto indicaron que la membrana de γ-alúmina, con un carácter inicial fuertemente hidrofóbico, muestra un leve aumento de la hidrofilidad con el recubrimiento del silano y un gran incremento con el PVP. Por el contrario, la membrana de aluminosilicatos, inicialmente muy hidrofílica, pierde hidrofilidad en presencia del silano, propiedad que luego recupera parcialmente con el cubrimiento de PVP. El efecto de la disminución del tamaño de poro y de la hidrofilidad de la membrana de aluminosilicatos conduce a una disminución en la permeabilidad de los líquidos analizados.

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Propiedades de una aleacion de PC/ABS en funcion de las condiciones de procesado Valea,A.; Mondragón, I.; González,M.L. Dpto. Ingeniería Química y del Medio Ambiente de la UPV/EHU. Esc. Univ. Ingeniería Técnica Industrial (Plaza La Casilla,3)(48012-BILBAO)(SPAIN) Las necesidades de encontrar materiales poliméricos para nuevas aplicaciones con mínimos costes de desarrollo han impulsado el mezclado y la aleación de polímeros hasta convertirlo en uno de los principales vectores de investigación académica e industrial. A lo largo del presente trabajo se van a discutir aspectos que afectan a las propiedades de una aleación PC/ABS en función de la formulación y de las variables de fabricación, sobre las propiedades mecánicas y las características termomecanicodinámicas.

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Electrodeposición catódica de cobre en un electrodo polimérico S.O. Costaa, T.F. Oteroa, M.J. Arizab, M. Marquezc a) Grupo de Electroquímica, Materiales y Dispositivos Inteligentes, Universidad Politécnica de Cartagena, Campus Alfonso XIII, 30203 Cartagena (Murcia), España b) Grupo de Física de Fluidos Complejos, Departamento de Física Aplicada, Universidad de Almería, 04120 Almería, España c) Los Alamos National Laboratory, Chemistry Division, Los Alamos, NM 87545 and Kraft Foods Inc., The Nanotechnology Lab, Glenview, IL 60025, Estados Unidos El polipirrol es uno de los polímeros conductores más estables y de más alta conductividad. Electrodos metálicos modificados con polipirrol ya han sido utilizados para electrodepositar partículas de metales nobles y estudiar sus propiedades electrocatalíticas. Recientemente, hemos desarrollado en la Universidad Politécnica de Cartagena un electrodo formado únicamente por una película de polipirrol, sin soporte metálico alguno. Al contrario que los electrodos metálicos modificados con polipirrol, nuestro electrodo es muy mal catalizador de la hidrólisis del agua a potenciales catódicos, uno de los principales problemas de la electrodeposición de metales en medio acuoso. Este trabajo muestra que la electrodeposición de metales como el cobre sobre dicho electrodo polimérico es posible aplicando potenciales muy catódicos en disolución acuosa. La cronoamperometría refleja claramente la reducción de la especie metálica. Los depósitos, que se observan a simple vista, se han estudiado mediante microanálisis de rayos X y microscopía electrónica de barrido, constatándose que son de cobre. Incluso a 2.1V respecto al electrodo de Ag/AgCl se produce electrodeposición, lo que indica que la conductividad del polipirrol a dicho potencial catódico es suficientemente alta. Esto no contradice el hecho de que las cadenas completamente reducidas de polipirrol son no conductoras, ya que también hemos visto que la película de polipirrol no se reduce completamente: al aplicar el potencial catódico se produce al mismo tiempo la reducción y compactación de la matriz polimérica, de modo que parte de los contraiones quedan atrapados en su interior asociados a unidades poliméricas oxidadas.

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Estructuras tridimensionales usando materiales poliméricos C. Haro Pérez (a), M. Quesada Pérez (b), J. Callejas Fernández (a)* y R. Hidalgo Álvarez (a) (a) Grupo de Física de Fluidos y Biocoloides, Departamento de Física Aplicada, Facultad de Ciencias, Universidad de Granada, 18071 Granada, España. (b) Departamento de Física, Universidad de Jaén, Escuela Universitaria Politécnica de Linares, 23700 Linares, Jaén, España La formación y control de estructuras en tres dimensiones, utilizando partículas cuyos tamaños están comprendidos entre el nanómetro y la micra, es un área de creciente interés en Ciencia de Materiales. Este estudio se centra principalmente en la descripción de los métodos físicos utilizados en Física Coloidal para describir dichas estructuras. Los materiales utilizados son de dos clases: partículas esféricas de poliestireno y liposomas. El trabajo presenta dos facetas: Experimental y teórica. Desde el punto de vista experimental, en primer lugar, se muestra como se pueden formar esas estructuras en el laboratorio. A continuación, se describe como se observa el orden espacial de las partículas, usando dispersión estática de luz láser. La cuantificación de ese orden tridimensional se hace midiendo el factor de estructura S(q), análogo al usado en la descripción de cristales sólidos. El estudio teórico se realiza a partir de la Mecánica Estadística de las dispersiones coloidales usando la ecuación de Ornstein-Zernike, junto con una adecuada relación de cierre. Algunas de las propiedades que se deducen de este orden espacial, tanto de las partículas individuales (carga), como de las estructuras (distancia media entre partículas), se presentan en la parte final del trabajo.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 064

Preparación y caracterización de microesferas poliméricas C. Illanesa, N.A.Ochoaa, J. Marchesea, L. Palaciob, P. Prádanosb, A. Hernándezb a) Laboratorio de Superficies y Medios Porosos, Dpto. de Química, Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia, Universidad Nacional de San Luis, San Luis, Argentina b) Grupo de Superficies y Materiales Porosos, Dpto. de Termodinámica y Física Aplicada, Facultad de Ciencias, Universidad de Valladolid, Valladolid, España. Este trabajo consiste en la obtención y caracterización de Microesferas (ME) aptas para procesos de extracción y contraextracción líquido-líquido. Las ME fueron preparadas a partir de polímeros utilizando dos rutas. Ruta A: proceso de inversión de fase en emulsión con soluciones de Polisulfona (PSf) en Diclorometano y Polivinilpirrolidona (PVP) como aditivo. Se prepararon ME con diferentes relaciones de PSf-PVP, 1:3, 1:1 y 2:1. Ruta B: las ME fueron obtenidas mediante entrecruzamiento en emulsión, utilizando como materia prima un sellador comercial de silicona. Las ME obtenidas fueron analizadas en cuanto a su características morfológicas-estructurales y con relación a su capacidad de extracción. Los resultados obtenidos mostraron que las ME preparadas con PSf-PVP poseen menores superficies específicas y porosidades relativas cuando la proporción de PVP es incrementada en la mezcla. Las pruebas de extracción de ión Cr (VI) indicaron que las ME sintetizadas poseen características estructurales adecuadas para la incorporación de extractantes selectivos. Las ME de silicona y las de PSf-PVP 2:1 presentaron el mayor rendimiento extractivo, acorde con sus superficies específicas mas altas (≈ 4 m2/g).

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Estudio de la presencia de un depresor de la emisión de estireno sobre las propiedades de una resina de vinilester Valea,A.; Mondragón,I.; González,Mª.L. Dpto. Ingeniería Química y del Medio Ambiente de U.P.V Escuela Univ. Ingeniería Técnica Industrial (Plaza La Casilla,3)(48012-BILBAO) Entre los materiales termoendurecibles sintéticos las resinas poliéster son las mas ampliamente utilizadas por su buena transformabilidad y su bajo precio recurriéndose a las resinas epoxídicas cuando las mayores exigencias así lo demandan. Entre ambas tanto en precio como en caracteristicas se encuentran las resinas de viniléster que se han creado un lugar privilegiado propio al conjugar las mejores caracteristicas de ambas. Una desventaja notable, que es común a las resinas poliéster y viniléster de formulación tradicional, es la nocividad tanto bajo el punto de vista de la higiene laboral como en cuanto al impacto medioambiental del estireno que se evapora durante las fases de curado y especialmente durante la aplicación de estas resinas. Se han estudiado varias alternativas para sustituir el estireno por otros comonómeros y también mediante la incorporación de depresores de la emisión de estireno. En este trabajo se estudian los efectos producidos sobre las propiedades finales de la resina por la incorporación de un depresor de la emisión de estireno en la formulación del sistema viniléster.

035

Evaluación de la influencia del envejecimiento higrotérmico sobre la temperatura de transición vítrea de un material compuesto de resina termoplástica reforzada con Fibra de Vidrio L. E. Chacóna , A. Argüellesb, M. A. Garcíab, Y. Guignardb, J. Viñab a) Escuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de los Materiales, Universidad Central de Venezuela b) Escuela Politécnica Superior de Ingeniería, Universidad de Oviedo, Campus de Viesques, 33204 Gijón, Asturias Los materiales compuestos de resina termoplástica reforzados con fibra de vidrio además de tener una baja densidad y ser resistentes a ambientes corrosivos y a la fatiga, presentan la virtud de poseer una elevada rigidez y resistencia mecánica. En el presente trabajo se evalúa, empleando la calorimetría diferencial de barrido, la evolución de la temperatura de transición vítrea (Tg) de probetas de un material compuesto de una matriz termoplástica polieterimida (PEI) reforzada con fibra de vidrio, envejecidas aceleradamente con 95 % de humedad relativa y 70 ºC, en una cámara higrotérmica durante distintos periodos de permanencia (10, 30, 90 180 y 360 días) y sometidas luego a ensayos isotérmicos, con tensión constante, a tres temperaturas comprendidas entre la ambiental y su Tg, con el objetivo de evaluar la influencia de los parámetros involucrados en esos ensayos sobre el valor de la Tg. Además, se estudió el comportamiento que presentan probetas no envejecidas sometidas a los mismos ensayos de mantenimiento térmico, con el fin de establecer comparaciones. Las dos principales conclusiones de esas comparaciones son que en los tiempos de mantenimiento menores a 750 minutos, las condiciones de envejecimiento influyeron sobre los resultados de los ensayos termomecánicos, disminuyendo el valor de la Tg, independientemente de la temperatura a la que se realizaron dichos ensayos; y que el tiempo de envejecimiento más corto evaluado influyó más que cualquiera de los otros cuatro, en una disminución del valor medio de Tg de las probetas originales sin ensayar y de las no envejecidas ensayadas. En las probetas no envejecidas solo a la menor temperatura empleada y hasta 750 minutos de mantenimiento, se presentó un visible aumento en el valor medio de Tg.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 140

Influencia de la adición de lactosa en las propiedades mecánicas de un cemento óseo N. Martínez(a), J. Y. Pastor(a), M. R. Virto (b), G. Frutos (c), y P. Frutos (b) (a) Departamento de Ciencia de Materiales. Universidad Politécnica de Madrid. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. C/ Profesor Aranguren, s.n. 28040 Madrid. (b) Departamento de Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Facultad de Farmacia. Universidad Complutense de Madrid. Ciudad Universitaria s.n., 28040 Madrid (c) Departamento de Matemáticas e Investigación Operativa. Facultad de Farmacia. Universidad Complutense de Madrid. Ciudad Universitaria s.n., 28040 Madrid Los cementos óseos (materiales con base polimetilmetacrilato, PMMA) son ampliamente empleados en medicina para múltiples aplicaciones: relleno de huesos dañados, uniones temporales entre huesos, relleno entre la zona de prótesis y hueso,... Su uso en humanos requiere de dos condiciones básicas: biocompatibilidad y resistencia mecánica. No obstante es deseable que también puedan ser portadores de antibióticos que permitan una acción directa e inmediata contra posibles infecciones periquirurgicas, y que además reduzcan la dosis de medicación que tiene que ser suministrada al paciente. Todo esto aumenta la efectividad del antibiótico y reduce las posibles complicaciones del cuadro clínico. En este trabajo se analizan las propiedades mecánicas de varios cementos óseos modificados para aumentar la cesión de antibiótico al medio. Se propone un nuevo material, que manteniendo unas propiedades mecánicas aceptables para su función estructural, cuadruplica la liberación de fármaco al medio respecto del comercial de referencia.

067º

Análisis de cortes transversales de membranas de microfiltración con microscopía de fuerza atómica G. Arranz , L. Palacio, P. Prádanos, A. Hernández Grupo de Superficies y Materiales Porosos, Dpto. de Termodinámica y Física Aplicada, Facultad de Ciencias, Universidad de Valladolid, Valladolid, España. Con el fin de evitar las dificultades inherentes al pequeño tamaño de las láminas de membrana estas han sido previamente embebidas en parafina o en resina epoxídica y una vez endurecidas se cortaron con un microtomo. Se ha trabajado con dos membranas, una polimérica de policarbonato fabricada por Cyclopore y otra de γ-alúmina de Whatman con tamaños de poro de 0,2 y 0,4 µm respectivamente. Las imágenes obtenidas mediante AFM han sido analizadas determinándose el espesor de la membrana y la geometría de los poros en el interior de la membrana. Esto permite determinar parámetros como el diámetro de poro en el interior de la membrana y el factor de tortuosidad. En ambas muestras se ha encontrado que las membranas poseen poros muy aproximadamente cilíndricos. En el caso de la membrana de γ-alúmina son poros perfectamente paralelos con una alta densidad de población y un factor de tortuosidad muy próximo a 1. En el caso de la membrana de policarbonato, la densidad de poros es mucho menor y no siempre son perpendiculares a la superficie de la membrana

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Caracterización de polietilenos irradiados por radiación gamma mediante análisis por fraccionamiento en cristalización Francisco Vilaplanaa, Vanesa Morera-Escricha, Pilar del Hierro-Navarrob, Benjamín Monrabalb y Amparo Ribes-Greusa a)Departamento de Termodinámica Aplicada, Universidad Politécnica de Valencia, Camino de Vera, s/n, 46022-Valencia-España b) Polymer ChAR, Parque Tecnológico de Valencia, Aptdo. de Correos 176, 46980-Paterna-España Los efectos de la radiación gamma sobre un polietileno de baja densidad (LDPE) han sido estudiados mediante una nueva técnica de caracterización conocida como análisis por fraccionamiento en cristalización (CRYSTAF), para así comparar su aplicabilidad con otros procedimientos analíticos convencionales como la calorimetría diferencial de barrido (DSC) o la espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR). Para ello, varias muestras de polietileno de baja densidad se han irradiado con diferentes dosis de radiación gamma, y se han caracterizado mediante las técnicas señaladas, estudiando los cambios inducidos por la irradiación sobre la morfología y la estructura química del LDPE. Se ha comprobado que tanto la escisión oxidativa como el entrecruzamiento de cadenas ocurren de forma conjunta al exponer este material a radiaciones de alta energía. Finalmente, se ha demostrado que el análisis por fraccionamiento en cristalización es una técnica analítica adecuada para caracterizar los efectos de la radiación gamma sobre poliolefinas.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 129

Comportamiento en flexión de una resina epoxi modificada con sepiolita A. Nohales, L. Solar, C. I Vallo, C. M Gómez Departament de Química Física e Institut de Ciència dels Materials, Universitat de Valencia, Dr. Moliner, 50, 46100 Burjassot - Valencia Instituto de Ciencia de los materiales y tecnología (INTEMA), Universidad Nacional de Mar de Plata, Mar de Plata 7600 Argentina. Una resina epoxi (DGBEA) fue curada con una diamina y modificada con un 5 % en peso de sepiolita Pangel B40. La muestra fue sometida a análisis térmico dinámico mecánico, microscopia electrónica de barrido y ensayos de flexión en tres puntos. Los resultados de la fuerza de deformación de la matriz modificada y sin modificar obtenidos a partir de los ensayos mecánicos fueron analizados por el modelo de Weibull. Los resultados mostraron que la resina epoxi modificada posee mejores propiedades mecánicas.

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Degradación de la resina de poliéster insaturado por inmersión en medio salino L. Sánchez, M. D. Salvador, R. Balart, J. López, D. García Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales. Universidad Politécnica de Valencia, Paseo Viaducto, 1 03801- Alcoy-España. La evaluación del comportamiento del poliéster insaturado en servicio en atmósferas marinas a temperatura ambiente, permite determinar la degradación mediante los parámetros de caracterización mecánica. Por otra parte, hay que tener en cuenta que el grado de curado de una resina termoestable es uno de los parámetros más importantes que justifican su comportamiento. La correlación entre la cantidad de agua absorbida a temperatura ambiente, el grado de curado y la pérdida de propiedades mecánicas son objeto de estudio en este trabajo.

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Determinación del ángulo de contacto de Young a partir de medidas de rugosidad y ángulo de contacto G. Arranz, L. Palacio, J. Carmona, P. Prádanos, A. Hernández Grupo de Superficies y Materiales Porosos, Dpto. de Termodinámica y Física Aplicada, Facultad de Ciencias, Universidad de Valladolid, Valladolid, España. En este trabajo se ha determinado el ángulo de Young superficie sólida-agua de una membrana de nanofiltración (DS5DL), fabricada por Osmonics, utilizando un método basado en la determinación de la rugosidad de la superficie, propuesto por Wenzel. Para ello se han realizado medidas de ángulo de contacto con el método de deposición de la gota sobre la membrana y medidas topográficas de la superficie con distintas áreas de barrido mediante Microscopía de Fuerza Atómica (AFM). Las imágenes de AFM han permitido obtener valores de rugosidad superficial en función del área. La extrapolación de la rugosidad a área nula permite independizar los efectos de la rugosidad y obtener el verdadero ángulo de contacto con el material.

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Estabilidad de fotopolímeros de acrilamida en capas de 1 mm de espesor como medio de registro holográfico M. Ortuñoa, C. Neippb, S. Gallegoa, C. Garcíaa, I. Pascuala a) Dpto. Interuniversitario de Óptica, Universidad de Alicante, Apartado 99. E-03080 Alicante, Spain. b) Dpto. de Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal, Universidad de Alicante, Apartado 99. E-03080 Alicante, Spain. En este trabajo se analiza el fenómeno de difusión con relación a la estabilidad de los hologramas registrados en fotopolímeros de acrilamida de 1 mm de espesor con una matriz de alcohol polivinílico y agua. Se obtiene un valor experimental del coeficiente de difusión para las cadenas de poliacrilamida generadas en el proceso de fotopolimerización, que supone un valor de referencia para el diseño de la estructura que forma la matriz del fotopolímero, permitiendo obtener fotopolímeros con una determinada velocidad de pérdida de rendimiento en difracción tras el registro. La exposición de los hologramas a la luz blanca permite la reducción de la difusión de las moléculas de polímero generadas en la fotopolimerización, aumentando la estabilidad del holograma, si bien con una importante disminución del máximo rendimiento en difracción similar a la producida por la difusión aunque por distinta causa.

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Estudio mediante EPR de organometálicos homolépticos paramagnéticos de la primera serie de transición M.A. García-Monforte, B. Menjón, P.J. Alonso Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón (CSIC – Universidad de Zaragoza) Pza. S. Francisco s/n, 50009-Zaragoza-España, Diversos complejos homolépticos paramagnéticos de metales de transición con configuración d1 (TiIII, VIV), d2 (VIII), d3 (CrIII) y d7 (CoIII, NiII) y diversos ligandos (C6Cl5, C6H2Cl3-2,4,6, C6H3Cl2-2,6 y C6F5) han sido estudiados mediante espectroscopia de resonancia paramagnética electrónica (EPR). El análisis de los correspondientes espectros permite estimar valores de los parámetros espectroscópicos relevantes, los cuales son interpretados en relación con la estructura y geometría del entorno del metal. De esta manera se concluye que la espectroscopia EPR es una técnica de gran utilidad para el estudio de compuestos paramagnético cuyo interés va en aumento y resultan difíciles de estudiar mediante técnicas más convencionales.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 164

Materiales poliméricos heterocíclicos como componentes de pilas de combustible J. Chojnacka, E. Morales y J.L. Acosta Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros C.S.I.C., c/ Juan de la Cierva 3, 28006 Madrid Se han sintetizado por vía química homo y copolímeros de 3-feniltiofeno con tiofeno y 3,4–etilendioxitiofeno, con vistas a su posterior aplicación como electrodos de difusión en pilas de combustible de membrana polimérica (PEMFC) dado que la existencia de grupos fenilo permite la introducción de grupos ácidos (SO3-) capaces de proporcionar conductividad protónica al material. Los materiales obtenidos en forma de polvo son amorfos, infusibles, insolubles y estables térmicamente hasta 200º C, temperatura superior a la temperatura de trabajo de una pila de combustible polimérica. Los polímeros oxidados con FeCl3 presentan conductividades eléctricas bajas, lo que implicaría un posterior dopado del polímero con un nuevo agente (LiClO4, LiCF3SO3, etc).

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Variacion dimensional y termomecanicodinamica de una resina epoxidica tetrafuncional curada con m-PDA en funcion de la relacion resina/ endurecedor Valea,A.; Mondragón,I.; Salas,P.F.; González,Mª.L. Departamento de Ingeniería Química y del Medio Ambiente. Escuela Univ. Ingeniería Técnica Industrial (Plaza La Casilla,3)(48012BILBAO) Las resinas epoxídicas son las matrices elegidas en el caso de materiales composites de altas prestaciones donde se precise rigidez, resistencia a temperatura y adhesión a muchos sustratos. En el presente trabajo se estudia el curado de una resina epoxídica tetrafuncional (TGDDM) con diferentes proporciones de agente de curado tipo amina aromática analizando las propiedades finales del producto y la proporción óptima.

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Análisis de los procesos de tintado de fibras textiles con emulsiones, mediante el análisis de las propiedades interfaciales del sistema fibra tinte Ontiveros-Ortega A., Ramos –Tejada MM., Espinosa-Gimenez M., Perea R Departamento de Física, Universidad de Jaén, España El estudio de los procesos de adsorción de distintas sustancias sobre una superficie, es un campo de investigación de gran interés tecnológico. La posibilidad de modificar las propiedades superficiales de un material con el objeto de optimizar o minimizar procesos de adhesión o adsorción, tiene grandes implicaciones en campos tan diversos como la medicina, nuevos materiales, farmacología, o adsorción de contaminantes en sistemas medioambientales. En este trabajo, hemos fijado nuestra atención en el análisis de las interacciones interfaciales en los procesos de tintado de fibras textiles. Concretamente en el estudio, de la tinción de fibras de leacril. Estas fibras que debido a su alta hidrofobicidad son de difícil tinción, necesitan para la fijación de los tintes grandes aportes de energía y generan además una gran cantidad de tintes residuales de gran toxicidad, es por ello que la optimización de estos procesos tiene un marcado interés económico y medioambiental. En el presente trabajo se han realizado estudios acerca de los procesos adsorción de tintes emulsionados sobre fibras acrílicas. Concretamente se han analizado los procesos de tintado de fibras de leacril (mas del 85% de acrilonitrilo) con un tinte catiónico (Rodamina B), asistiendo este proceso con un tensioactivo, que además de favorecer la fijación del tinte, actúa como estabilizante cuando el tinte está emulsionado. La microemulsion fue formulada, con hexadecano, isopropanol y disolución acuosa, en las proporciones oportunas para conseguir el tamaño de gota deseado. El análisis de la efectividad del tintado, se realizó mediante el estudio de las cinéticas de adsorción, y de la evolución del potencial zeta y la energía libre superficial en los distintos tratamientos. Los resultados muestran, que frente a la tinción tradicional desde disolución, la adsorción del tinte, es mayor cuando esta se realiza desde emulsión. Además esta tinción se produce a menor temperatura. Otro resultado a destacar del tintado con las emulsiones de tinte que hemos obtenido es, que la fijación del tinte es mucho mas fuerte cuando se realiza desde la emulsión, y que la igualación del tejido es optima en estos procesos. El análisis de las componentes de la energía libre superficial, así como, de los valores de potencial zeta permiten determinar, cuales son los mecanismos de adsorción del tinte, y por ende, cuales son las condiciones optimas de tintado.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 MATERIALES COMPUESTOS 134

Caracterización mediante corrientes inducidas de materiales compuestos de matriz metálica y espumas de aluminio J.R. Ibarsa, J.A. Segarraa, V. Amigób, L.E.G. Cambroneroc, C. Ranningera a)Departamento de Ingeniería y Ciencia de los Materiales. Universidad Politécnica de Madrid. C/ José Gutiérrez Abascal, 2. 28006 Madrid b) Departamento de Ingeniería de Materiales. Universidad Politécnica de Madrid. C/ Ríos Rosas, 47. 28003 Madrid c) Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales. Universidad Politécnica de Valencia. Camino de Vera, s/n, 46022 - Valencia La técnica de corrientes inducidas constituye un potente método de caracterización de materiales, que responde a diferencias en permeabilidad magnética, conductividad eléctrica y características geométricas de las piezas ensayadas. Dado que las variaciones de porcentaje de material de refuerzo en los materiales compuestos de matriz de aluminio y el proceso de fabricación influyen en la conductividad eléctrica y en la distribución de porosidad interna, se han estudiado los parámetros de ensayo más adecuados para permitir la caracterización de estos materiales de forma no destructiva. En este trabajo se presentan los estudios realizados para correlacionar los aspectos microestructurales, determinados cuantitativamente, con la respuesta en corrientes inducidas utilizando fundamentalmente sondas absolutas de baja frecuencia. También se presentan los resultados obtenidos en la caracterización no destructiva, mediante corrientes inducidas, sobre espumas de aluminio, tanto con diversos tipos de precursores como sobre las propias espumas con diversos grados de espumado.

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Estudio mediante difracción de neutrones de las tensiones residuales en un material compuesto 6061Al15vol%SiCw y de su evolución con la plasticidad y con recocidos a 300ºC R.Fernándeza, G.Brunob,c, R.Lin Pengd, G.González-Doncela a) Dept. de Metalurgia Física, Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM), C.S.I.C., Av. de Gregorio del Amo 8, E-28040 Madrid, Spain b) Institut Laue-Langevin, ILL, Rue Jules Horowitz, BP 156F-38042 Grenoble Cedex 9, France c) Manchester Materials Science Centre, Grosvenor str., Manchester M1 7HS, UK. d) Studsvik Neutron Research Laboratory, NFL, Uppsala University, S-611 82 Nyköping, Sweden Se estudia el estado de tensiones residuales macroscópicas generadas en un material compuesto pulvimetalúrgico 6061Al-15vol%SiCw en un estado de máximo endurecimiento, T6, así como la evolución de estas tensiones tras diferentes estados de deformación en compresión y tras diferentes tiempos de recocido a 300ºC. El estudio se ha llevado a cabo sobre medidas realizadas mediante difracción de neutrones de las variaciones en la distancia entre planos (311). Los resultados obtenidos se comparan con los de la aleación 6061Al sin refuerzo. Las macro-tensiones se generan como consecuencia del proceso de temple en agua desde una temperatura de solubilización de 520ºC previo al tratamiento térmico necesario para alcanzar el estado T6. Las tensiones iniciales son fuertemente hidrostáticas aunque poseen una componente deviadora muy similar en magnitud (~28 MPa) en la aleación y el compuesto. La componente hidrostática es, sin embargo, ligeramente mayor en la aleación que en el compuesto (108 MPa frente a 89 MPa). Esto se atribuye a su mayor coeficiente de expansión térmica, CTE. Con la deformación (2%) la componente hidrostática se relaja parcialmente en el compuesto y totalmente en la aleación. Por el contrario, la componente deviadora no se modifica con la deformación. El efecto del recocido sobre la componente hidrostática es similar al debido a la deformación; relajación parcial en el compuesto y total en la aleación. El efecto del recocido sobre el término deviador es, sin embargo, completamente diferente al que produce la deformación; este término se relaja totalmente en ambos materiales después de un tiempo de tratamiento prolongado.

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Materiales compuestos A3xx.x/SiCp modificados superficialmente con Ce. Efecto de distintas variables A. Pardo, M.C. Merino, R. Arrabal, F. Viejo, M. Carboneras y A.E. Coy Departamento de Ciencia de Materiales. Facultad de Química. Universidad Complutense. 28040 Madrid (España) Se ha estudiado el efecto de la adición de Ce mediante tratamientos de conversión sobre la superficie de cuatro materiales compuestos (A360/SiC/10p, A360/SiC/20p, A380/SiC/10p y A380/SiC/20p). El tratamiento de conversión se ha realizado mediante la activación térmica de disoluciones acuosas de Ce(III). Se han establecido las condiciones óptimas del proceso: desengrasado con alcohol isopropílico, pH 6, disolución de 3,5% NaCl con 2000 ppm CeCl3, temperatura de 50ºC y tiempo de inmersión de 1 hora. Estas condiciones favorecen el proceso de deposición de Ce(III) sobre los sitios catódicos de la superficie de los materiales (principalmente sobre compuestos intermetálicos). Como factores negativos se han establecido el desengrasado básico, la agitación de la solución y la adición de oxidantes. Una disminución de la temperatura en el tratamiento de conversión puede llevar a tiempos de inmersión entre 5 y 7 días, lo que haría el proceso industrialmente inviable. La evaluación del proceso se ha realizado mediante ensayos electroquímicos de corriente continua.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 147

Optimización de las variables de conformado en los materiales compuesto base aluminio con adiciones de boro J. Abenojar, F. Velasco, M.A. Martínez Universidad Carlos III de Madrid. Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales. Avd. de la Universidad, 30. Leganés. E-28911 En las aleaciones Al-B obtenidas por colada, es necesario elevar la temperatura hasta 1400-1500 ºC. La tendencia del boro a formar aglomerados y las segregaciones producidas en la solidificación generan falta de homogeneidad en la distribución del boro. En aplicaciones como barrera a la radiación gamma, esta heterogeneidad representa una absorción de neutrones no uniforme. Por tanto es necesario recurrir a la pulvimetalúrgia para evitar este problema. En este trabajo se optimiza la obtención de MMC base aluminio con un 10(wt%) de diferentes aditivos de boro, como boro amorfo, carburo de boro y Fe-B obtenido con una mezcla al 50% por aleación mecánica. La compactación es uniaxial (700 MPa), excepto cuando se adiciona boro amorfo donde se emplea CIP. Para adiciones de boro o carburo de boro se sinteriza a 635 ºC en atmósfera de argón y para adiciones del Fe-B (50%) entre 600 y 1100 ºC, con atmósfera de N2/10H2/0,1CH4 . En el caso de las adiciones de carburo de boro se estudia el comportamiento de la mezcla ante la aleación mecánica y su influencia en las propiedades del material obtenido. Los ensayos realizados son: resistencia a flexión y dureza, la aptitud a la laminación en caliente y la resistencia a la corrosión (mediante curvas de polarización anódicas cíclicas). Se ha comprobado que sus propiedades dependen de la temperatura de sinterización (para el Al+20%Fe-B) y del grado de aleación mecánica (en el caso del Al+10%B4C).

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Propiedades de las espumas de la aleación Al-7Si obtenidas a partir de precursores con mármol como agente espumante LEGCambroneroa, M. Sancheza , JM Ruiz-Romana, JM Ruiz-Prietoa, y C Ranningerb a)Departamento de Ingenieria de Materiales, E.T.S.I. Minas-Universidad Politécnica de Madrid, Rios Rosas 21, 28003-Madrid-España b) Departamento de Ciencia de Materiales e Ingenieria Metalurgica, E.T.S.I. Industriales-Universidad Politécnica de Madrid, Jose Abascal 21, 28006-Madrid-España. Las espumas metálicas presentan un creciente interés por, entre otras, sus propiedades de absorción de energía por deformación o elevada capacidad de aislamiento. Entre las diferentes técnicas de obtención, la Pulvimetalurgia es una de las mas desarrolladas. El presente trabajo aplica esta vía de obtención para obtener espumas de la aleación AlSi7, empleando como agente espumante mármol blanco. Este agente proviene de los residuos sólidos de las canteras y ha de ser molido y acondicionado en forma de polvo antes de ser mezclado con los polvos de aluminio y de silicio. Mediante compactación isostatica de esta mezcla de polvos y extrusión en caliente se obtuvieron distintos precursores empleando diferentes ratios de extrusión. La microestructura de los mismos es analizada desde el punto de vista de distribución de las partículas de silicio y del mármol. Así mismo la densidad de los precursores y del material espumado a 750 ºC al aire fueron determinadas. Finalmente en los materiales espumados, la porosidad y distribución del silicio y del calcio se analizaron mediante microscopia óptica y electrónica de barrido.

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Fabricación de materiales compuestos cerámico (celular)-polímero J.Mª Gómez de Salazar, N. Merino, A. Soria y M.I. Barrena Dpto de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica, Facultad de CC Químicas. Universidad Complutense de Madrid. Avda. Complutense S/N, 28040 Madrid, España En este trabajo se muestra un método de fabricación de materiales compuestos cerámico-polímero, partiendo de sólidos celulares de poro abierto (Al2O3 y SiC) y de una resina epoxi de vinil ester. Así mismo, se evalúa la composición del material de partida y del material compuesto obtenido. Se analiza la interfase formada, así como la capacidad de mojado que presenta el material polimérico con cada uno de los materiales celulares usados.

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Consolidación y sinterización por técnicas pulvimetalúrgicas de polvos Fe-NbC obtenidos mediante SHS E.Gordo P. García-Esteban, R.González-Gómez, P.Romano Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales e Ingeniería Química Universidad Carlos III de Madrid. Avda Universidad, 30, 28911 Leganés, Madrid En este trabajo se estudian distintos métodos de consolidación de un polvo compuesto, Fe-NbC (con proporciones respectivas del 30% y 70% en peso), y su sinterabilidad. El polvo de partida ha sido fabricado mediante el proceso “Self-Propagating High Temperature Synthesis” (SHS), y modificado mediante dos tipos de molienda: molienda de conminución para reducir el tamaño de partícula y facilitar su consolidación, y molienda de alta energía para modificar la microestructura del polvo inicial. Las dos variantes de polvo resultantes de las moliendas han sido compactadas por tres métodos distintos de consolidación: compactación en matriz uniaxial, compactación

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 isostática en frío (CIF), y consolidación con almidón (starch consolidation). Los compactos obtenidos fueron sometidos a un estudio de sinterabilidad, mediante sinterización en vacío a distintas condiciones de temperatura y tiempo. Los materiales sinterizados fueron caracterizados mediante la determinación de su densidad, dureza y variación dimensional. Otras técnicas utilizadas en la caracterización del polvo y de los materiales sinterizados fueron: análisis del tamaño de partículas por láser, análisis de carbono, difracción de rayos X (DRX), análisis térmico diferencial (DTA), y análisis microestructural mediante microscopía electrónica de barrido (MEB).Los resultados de este estudio suponen un punto de partida para el desarrollo de materiales tipo cermet de matriz Fe con alto contenido de fase cerámica. Se pone de manifiesto el interés de la utilización de técnicas de molienda de alta energía para el desarrollo de este tipo de materiales, además de la necesidad de un cuidadoso control de las variables del proceso.

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Una nueva alternativa para controlar y minimizar la formación de Al4C3 en compósitos Al-Mg-Si/SiCP por infiltración no asistida M. Rodríguez-Reyesa, M. I. Pech-Canula, J. A. Aguilar-Martínezb y J. L. De la Peñaa. a)Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN-Unidad Saltillo, Carretera Saltillo-Monterrey, Km. 13, Saltillo, Coah., México 25000. b)Instituto de Minería, Universidad Tecnológica de la Mixteca, Carretera Acatlima Km. 2.5, Huajuapan de León, Oaxaca. C.P. 69000 Con el empleo de partículas de SiO2 dentro de preformas de SiCP como una nueva ruta de procesamiento de compósitos Al-MgSi/SiCP por infiltración no asistida, ha sido posible minimizar y controlar la formación de Al4C3. Los compósitos se caracterizaron por DRX y MEB con facilidades para microanálisis por EDE. Se realizó un análisis en la interfase metal/compósito, ya que esta zona estuvo más tiempo en contacto con el metal en estado líquido y por tanto es la más susceptible a la formación de Al4C3. Los resultados muestran que el efecto benéfico de las partículas de SiO2 en las preformas se ve reflejado en la condición microestructural de la interfase metal/compósito. Se encontró que en el sistema sin SiO2 (sistema 1) hubo una mayor zona de reacción en la interfase metal/compósito seguido del sistema con SiO2 como “cristobalita” (sistema 3), siendo el sistema con SiO2 como “cuarzo” (sistema 2) el que presentó una menor zona de reacción. El análisis en la interfase metal/compósito de muestras del sistema 1 reveló la presencia de Al(OH)3. La formación de Al(OH)3 es atribuida a la reacción del Al4C3 con la humedad del ambiente. También se encontró que la estructura cristalina de la sílice tiene un efecto benéfico en la prevención de la formación de Al4C3, ya que el análisis indica que el empleo de SiO2 en forma de “cuarzo” tiene un mayor beneficio que la SiO2 en forma de “cristobalita” para prevenir la formación de Al4C3.

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Uso de recubrimientos de sílice por oxidación y sol – gel como barreras activas en MCMM de aluminio J. Rams, M. Campo y A. Ureña Departamento de Tecnología Química, Ambiental y de los Materiales,Escuela Superior de Ciencias Experimentales e Ingeniería, Universidad Rey Juan Carlos, C/ Tulipán s/n, 28933 Móstoles –Madrid En este trabajo se analiza la fabricación de material compuesto de matriz metálica de aluminio reforzada con partículas de carburo de silicio recubiertas de sílice. Los procesos de recubrimiento utilizados son la oxidación directa de las partículas, recubrimientos sol – gel y la utilización de recubrimientos dúplex en los que se superponen una capa de oxidación y una desarrollada por sol – gel. El material compuesto se fabrica con una matriz de aleación de aluminio 6061 y con un contenido de partículas recubiertas del 20% en masa. Este material se ha caracterizado con técnicas de microscopía (óptica, SEM, TEM), microanalíticas (XRD, XPS, EDX), micromecánicas (nanoindentación) y térmicas (TG, ATD). Entre los resultados del trabajo se demuestra que la presencia de sílice, tanto amorfa como cristalina, inhibe la aparición del carburo de silicio y aumenta de manera importante la mojabilidad de las partículas por el aluminio fundido. Esta mojabilidad se asocia a la reactividad interfacial entre la sílice y el aluminio que da lugar a la aparición de diferentes productos de reacción entre los que destacan los aluminosilicatos y la alúmina, produciéndose simultáneamente una incorporación de silicio a la matriz que puede llegar a ser relevante para algunos de los recubrimientos utilizados. La interacción que aparece entre la matriz y el refuerzo es diferente dependiendo del proceso de recubrimiento empleado y, en el caso de que se utilicen procesos sol – gel, puede controlarse tratando térmicamente los recubrimientos.

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Adhesión en las diversas orientaciones cristalográficas presentes en la intercara ZrO2/Ni J. I. Beltrána*, Carlos Pecharromána, G. Richterb, Fátima Estebana, M.C. Muñoza aInstituto bMax

de Ciencia de Materiales de Madrid, CSIC, Cantoblanco 28049. Madrid Planck Institute für Metallforschung,Heisenbergstr. 3, 70569 Stuttgart, Alemania.

Se han preparado cermets nanoestructurados de ZrO2/Ni con partículas de níquel de tamaño comprendido entre 120-30 nm, identificando los diferentes tipos de intercaras mediante imágenes de microscopia electrónica de alta resolución (HRTEM). A partir de estos datos hemos realizado un estudio de primeros principios basado en la teoría del funcional de densidad (DFT) en las propiedades estructurales y electrónicas de dichas intercaras. Se han determinado las siguientes cantidades: trabajo de adhesión, distancias interatomicas, poblaciones de carga de Mulliken, poblaciones de enlace (BOP’s) y energías totales. La utilización del cálculo teórico en combinación con el análisis detallado de la imagen de la intercara por HRTEM, permite estimar de forma realista el grado de adhesión de las partículas de Ni dentro de la matriz cerámica.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 111

Composites de NiP con micro y nanopartículas cerámicas C.M. Müller, M.Sarret, A. Amell, J.A. Ortegaa ELECTRODEP. Dpt. Química Física. Universitat de Barcelona. Martí i Franquès, 1. 08028-Barcelona aMacDermid S.A. Av. Barcelona, 6. 08690-Sta. Coloma de Cervelló Los composites metal/partícula son materiales ampliamente utilizados en diferentes sectores de la industria, ya a que la inclusión de partículas permite mejorar las características del metal base o modificar sus propiedades. Depósitos de estos composites, sobre un substrato metálico, se pueden obtener electroquimicamente en procesos con aplicación de corriente (electrodeposición), o sin ella (electroless), siendo este último método el utilizado cuando es importante obtener una distribución homogénea de metal. El objetivo de este trabajo es estudiar la viabilidad y características del proceso de formación de composites matriz NiP con partículas de SiC o Si3N4, con un tamaño medio de 30.0 nm, y analizar las propiedades y prestaciones de estos depósitos, tomando como referencia los composites obtenidos con partículas de un tamaño superior (2.0 µm). Los depósitos se obtienen en un proceso electroless sin aplicación de corriente a partir de un electrolito comercial (Niklad, de MacDermid), y se caracterizan analizando su composición, morfología, estructura y rugosidad. Los resultados obtenidos con las partículas de mayor tamaño (0.6 – 2.0 µm) han permitido establecer las condiciones necesarias para obtener un contenido de partículas elevado y con una distribución homogénea en todo el grosor del depósito. Los primeros resultados de dureza y resistencia a la abrasión indican que la presencia de la partícula mejora claramente las prestaciones del metal base. Sin embargo, la obtención de los nanocomposites con el mismo sistema experimental está resultando más compleja, ya que es difícil conseguir una buena incorporación de partículas sin que se produzca la formación de aglomerados. Se están analizando las posibles variaciones en la composición del electrolito o en la metodología de obtención que permitan mejorar la dispersión de las nanopartículas.

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Efecto de la degradación en resinas de poliéster reforzado con fibra de vidrio Mª D. Salvadora, V. Amigóa, O. Sahuquilloa, C. Mª Antolinosa, F. Segoviaa, A. Vicentea, C. Sanzb a)

Departamento de Materiales, Universidad Politécnica de Valencia, Camino de Vera, s/n, 46022-Valencia-España b) Instituto Tecnológico del Plástico, Parque Tecnológico de Paterna, Gustave Eiffel, 4, Apdo. 51-4698-Paterna-Valencia-España

El efecto de la degradación por inmersión de compuestos, con matriz de poliéster insaturado y viniléster, reforzados con fibra de vidrio tipo E, se va a evaluar en los siguientes medios químicos: agua, cloruro sódico (3.5 %), hidróxido sódico (4 %), hipoclorito sódico (15 %), ácido sulfúrico (5%), ácido clorhídrico (5%), ácido nítrico (5%), ácido acético (5%), gasoil y gasolina sin plomo. Periódicamente se extrajeron muestras y se evaluaron sus propiedades mecánicas a tracción, flexión, impacto y dureza. El análisis con microscopio electrónico de barrido complementa la información con la observación de las superficies de fractura. Los resultados muestran una disminución generalizada de las propiedades mecánicas con el tiempo de inmersión. Estableciéndose como objetivo determinar la durabilidad de materiales compuestos por inmersión prolongada en los medios químicos.

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Estudio y caracterización de la aleación AA6061 reforzada con TiAl y obtenida por vía pulvimetalúrgica N. Martínez, V. Amigó, M.D. Salvador, D. Busquets Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales, Universidad Politécnica de Valencia, Camino de Vera, s/n, 46022-Valencia-España La importancia de los materiales compuestos de matriz de aluminio lleva al desarrollo de nuevos materiales, así como de nuevos procesos de conformado de los mismos. Resulta de elevado interés, dentro de las investigaciones en este campo, el efecto del proceso de conformación de estos obtenidos por vía pulvimetalúrgica y extrusión en caliente. Con este tipo de procesos, se obtiene una distribución de las partículas de refuerzo homogénea, cuya microestructura se evalúa mediante microscopía óptica (OM) y electrónica de barrido (SEM). Durante la fabricación y posteriores tratamientos térmicos de solubilización y endurecimiento por precipitación de segundas fases, se produce un conjunto de reacciones entre la matriz y el refuerzo que dan lugar a la formación de productos de reacción en la interface matriz/refuerzo. Mediante SEM, se pueden estudiar los productos de reacción formados y a través de energías dispersivas (EDX), se puede analizar su composición. Es importante conocer las propiedades mecánicas de los compuestos de aluminio y poder evaluar la influencia de factores tales como el estado de precipitación de la matriz o el contenido en refuerzo del compuesto en el comportamiento mecánico. Por otro lado es interesante evaluar el comportamiento frente a la corrosión en las aplicaciones prácticas de los compuestos de aluminio ya que muchas de ellas son en contacto con medios agresivos. Para ello se realizan ensayos potenciodinámicos que ponen de manifiesto las variaciones en los potenciales de corrosión y picaduras de las diferentes muestras.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 193

Evolución de las características mecánicas de materiales compuestos sometidos a condiciones de servicio F. Segovia, V. Amigó, A. Vicente, M.D. Salvador, O. Sauquillo Departamento de Ingeniería Mecánica y Materiales, Universidad Politécnica de Valencia; España. Se ha sometido a largos períodos de inmersión en medio marino artificial muestras de material compuesto de poliéster con tejido de vidrio. Igualmente se sumergieron muestras sometidas a tensiones de trabajo en el campo elástico y plástico. Se determinaron sus características a flexión, observándose una disminución de características ajustadas a un modelo exponencial. Los grados de pérdidas fueron del 25 al 31% para el módulo, del 28 al 35% para la resistencia, del 40 al 51% en la energía específica de rotura. Las mayores pérdidas se encontraron para especimenes inmersos bajo una tensión continuada de trabajo dentro del período plástico del material, 140 MPa. Aunque es indudable la existencia de plastificación de la matriz, los efectos osmóticos de la difusión sobre la matriz y la unión a la fibra, la presencia de microgrietas, y los efectos del medio sobre la fibra se hacen presentes en la degradación de las características resistentes del material.

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Obtención de espumas de Al-7Si-1Mg a partir de polvos obtenidos mediante aleación mecánica LEGCambroneroa, JM Ruiz-Romana, JM Ruiz-Prietoa, M. Sancheza y C Ranningerb a)Departamento de Ingenieria de Materiales, E.T.S.I. Minas-Universidad Politécnica de Madrid, Rios Rosas 21, 28003-Madrid-España b) Departamento de Ciencia de Materiales e Ingenieria Metalurgica, E.T.S.I. Industriales-Universidad Politécnica de Madrid, Jose Gutierrez Abascal 21, 28006 -Madrid-España. La obtención de espumas de Al-7Si-1Mg a partir de la espumación con TiH2 de precursores obtenidos mediante técnicas Pulvimetalurgicas desde el punto de vista de la técnica de obtención de los polvos es el objeto del presente trabajo. Así la mezcla manual de los metales en forma de polvos que constituyen la aleación junto con los polvos del agente espumante TiH2 es comparada con la obtención de dicha mezcla mediante aleación mecánica. Para ello se empleo un molino de alta energía en atmósfera de Argón y bajo ciertas condiciones se alcanzó la mezcla de dichos polvos. Tanto la mezcla manual como la mezcla aleada mecánicamente de polvos se compactaron isostaticamente en frío y una vez extruidos en caliente se analizaron las características microestructurales. Como consecuencia de la acción de molienda en los polvos aleados mecánicamente, los precursores poseen una microestructura con un menor tamaño de las partículas de Si, Mg y TiH2, junto con una ligera contaminación por hierro procedente del desgaste de los cuerpos moledores. A partir de los precursores se obtuvieron las espumas de Al-7Si-1Mg, estudiándose su microestructura y densidad.

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Preparación de materiales compuestos a partir de derivados lignocelulósicos P. Álvarez, R. Santamaría, C. Blanco y M. Granda Instituto Nacional del Carbón, CSIC. Apartado 73, 33080 Oviedo En este trabajo se lleva a cabo un estudio sobre la preparación de materiales compuestos a partir de serrín y brea y curados a 900 °C. Los resultados muestran que el tratamiento del serrín con ácido sulfúrico y/o el tratamiento de la brea con óxido de magnesio producen una importante mejora en la estructura y propiedades de los materiales resultantes.

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Propiedades mecánicas de materiales compuestos de aluminio reforzados con partículas de SiC recubiertas de sílice M. Campo, J. Rams y A. Ureña Departamento de Tecnología Química, Ambiental y de los Materiales, Escuela Superior de Ciencias Experimentales e Ingeniería, Universidad Rey Juan Carlos, C/ Tulipán s/n, 28933 Móstoles –Madrid En este trabajo se analiza el comportamiento mecánico de materiales compuestos de matriz de aluminio reforzados con un 20% de partículas de carburo de silicio, comparándose el comportamiento del material cuando se utilizan partículas de SiC en su estado de recepción, y con partículas con recubrimientos de sílice obtenidos por procesos sol – gel con distinto tratamiento térmico. Para ello, se utilizan técnicas cuantitativas de determinación local de la resistencia del material como son la dureza, la microdureza y la nanoindentación, así como ensayos de desgaste por el método pin – on – disk. Finalmente, se ha analizado la microestructura de los materiales por técnicas de microscopía óptica y electrónica de barrido (SEM) y microanalíticas (EDX). En el trabajo se demuestra que el enriquecimiento en silicio que experimenta la matriz como consecuencia de su interacción con las partículas y/o sus recubrimientos durante el proceso de fabricación del material compuesto, modifica sus propiedades mecánicas, tanto a nivel microscópico como macroscópico. Aunque este efecto es menos relevante cuando se utilizan partículas sin recubrir, la degradación del SiC tras exposiciones prolongadas al aluminio fundido debilita al material compuesto frente a fenómenos de desgaste. Utilizando recubrimientos sol – gel tratados a temperaturas superiores a los 725 ºC, se consigue limitar la incorporación de silicio en la matriz y, simultáneamente, aumentar la resistencia del material al desgaste.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 159

Micromecanizado de un compuesto PEEK-fibra de carbono mediante ablación con láser de fs P. Morenoa,b, C. Méndeza, A. Garcíaa, I. Ariasa, L. Rosoa a)

Grupo de Óptica, Departamento de Física Aplicada, Universidad de Salamanca, b) Plaza de la Merced, s/n, 37008 Salamanca b) Departamento de Ingeniería Mecánica, Universidad de Salamanca, Avenida Fernando Ballesteros, s/n, 37700 Béjar (Salamanca)

El compuesto de polieteretercetona (PEEK) reforzado con fibra de carbono es un material con propiedades de gran interés para una serie de aplicaciones industriales, específicamente aquéllas que requieren resistencia mecánica elevada, en ambientes de trabajo con elevadas temperaturas y/o químicamente agresivos. Los sectores industriales susceptibles de emplear este compuesto van desde el aerospacial, automovilístico, procesado químico, productos biomédicos y microelectrónica. En los dos últimos, las aplicaciones de este compuesto suponen además la necesidad de mecanizar estructuras en el rango micrométrico con gran calidad y precisión. En este trabajo se estudia la ablación mediante láser ultrarrápido (no térmica) de este compuesto y se discute su viabilidad como procedimiento de mecanizado para alcanzar los objetivos de calidad y precisión.

CORROSIÓN Y PROTECCIÓN 019

Comportamiento a corrosión de uniones soldadas mediante arco-plasma de aceros inoxidables dúplex M. V. Utrilla, A. Ureña, E. Otero, C.J. Múnez Escuela Superior de Ciencias Experimentales y Tecnología. Universidad Rey Juan Carlos. 28933 Móstoles, Madrid Los aceros inoxidables dúplex son susceptibles a la formación de compuestos intermetálicos durante exposiciones en el rango de temperaturas entre 320 y 950 °C, condiciones que pueden darse durante los procesos de soldadura. La presencia de estas fases es muy perjudicial para la resistencia a corrosión. En el presente trabajo se estudia el comportamiento a corrosión de aceros inoxidables dúplex, soldados mediante arco-plasma (PAW), teniendo en cuenta tanto la velocidad de soldeo (15 y 20 cm/min) como la intensidad del arco (100, 125 y 150 A). Se han realizado ensayos según la norma ASTM A923, evaluando la clasificación de microestructuras "etch", mediante ataque electrolítico con NaOH y ensayos de corrosión en disolución de cloruro férrico para determinar la presencia de estos intermetálicos.

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Evaluación del comportamiento frente a la corrosión de recubrimientos de acero inoxidable procesados en un Horno Solar C. Sánchez Bautistaa, G.P. Rodrígueza, A. Ferriereb, A.J. Vázquezc a) ETSII, Universidad de Castilla-La Mancha. Camilo José Cela s/n 13071- Ciudad Real- España b) IMP-CNRS, Odeillo, Francia c) CENIM-CSIC, Madrid, España. El principal objetivo del presente trabajo consiste en evaluar la resistencia a la corrosión electroquímica de recubrimientos procesados sobre un acero al carbono a partir de polvos de AISI 316 (acero inoxidable austenítico). Los recubrimientos se obtienen en forma de cordones de 55 mm de longitud tras un proceso de fusión y solidificación rápida utilizando energía solar concentrada. Para ello se ha utilizado un Horno Solar Parabólico de eje vertical y de 1,5 kW de potencia situado en el IMP-CNRS (Francia). El estudio establece una relación entre las condiciones de procesado (densidad de potencia y velocidad de desplazamiento de la muestra respecto al haz solar), perfil de composiciones en el recubrimiento (análisis EDX), microestructura desarrollada (microscopía óptica y electrónica de barrido) y comportamiento frente a la corrosión (en NaCl 0,6M). En todos los casos la composición en cromo y níquel del cordón es inferior a la de los polvos de partida (17%Cr, 12%Ni) si bien bajo las mejores condiciones de procesado se obtiene una microestructura austenítica con composición en cromo suficientemente alta para desarrollar una capa pasiva durante el ensayo electroquímico de polarización en medio salino.

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Influencia del Mn en la resistencia a la corrosión por picadura de aceros inoxidables austeníticos con bajo contenido en S A. Pardo, M.C. Merino, A.E. Coy, M. Carboneras, R. Arrabal y F. Viejo Departamento de Ciencia de Materiales. Facultad de Química. Universidad Complutense. 28040 Madrid (España) Se ha estudiado la influencia de la concentración de Mn en la resistencia a la corrosión localizada por picadura de aceros inoxidables austeníticos (AISI 304, 316 y de composición intermedia) con baja concentración en azufre. La práctica ausencia de azufre disminuye la cantidad de inclusiones de MnS, las cuales actúan de centros de nucleación de picaduras. Sin embargo, no se conoce el efecto que

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 sobre la nucleación de picaduras tiene el Mn. Se ha evaluado este efecto determinando la cinética del proceso mediante el ensayo gravimétrico normalizado de ASTM G-48. Así mismo se ha efectuado un estudio mediante medidas electroquímicas de corriente continua para determinar el efecto de la adición de Mn tanto en los potenciales críticos de picadura como en las TCP (temperatura crítica de picadura). La adición de Mn no cambia significativamente el comportamiento de estos materiales, aunque tiende a disminuir la TCP. La protección de estos materiales es más susceptible a la adición de Mo que de Mn. Palabras clave: Aceros inoxidables, Corrosión por picadura

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Resistencia a la corrosión en disoluciones de Ca(OH)2 con cloruros de armaduras de aceros inoxidables austeníticos y dúplex A. Bautista, G. Blanco, F. Velasco Instituto Química y Materiales “Álvaro Alonso Barba” Universidad Carlos III de Madrid. Avda. Universidad nº 30, 28911-Leganés (Madrid). Las armaduras de acero inoxidable son una de las alternativas más eficaces para garantizar la durabilidad de las estructuras de hormigón armado en ambientes de elevada agresividad. El incremento del coste inicial de la estructura que supone su empleo ha limitado su uso generalizado, pero los problemas planteados por otros métodos de protección hacen que actualmente se recurra cada vez más a ellas. En este trabajo se caracteriza el comportamiento frente a la corrosión de 7 tipos diferentes de aceros inoxidables corrugados: 2 dúplex (tipo 2205 deformado en frío y tipo 2205 deformado en caliente), 4 austeníticos tradicionales (tipos 304, 304L, 316 y 316L) y un austenítico bajo en níquel (tipo 204Cu). Para ello se someten a ensayos de polarización cíclica en disoluciones saturadas de Ca(OH)2 con 3 concentraciones de cloruros (0, 0.5 y 5% de NaCl). Los aceros inoxidables dúplex han demostrado su excelente comportamiento frente a la corrosión, siendo inmunes al ataque por picaduras en todos los ensayos realizados. El tipo 204Cu ha mostrado una resistencia a la corrosión, muy similar a la de los austeníticos más tradicionales en medios con una concentración moderadamente alta de cloruros, por lo que este nuevo material, mucho más barato, parece ser una alternativa muy interesante para la fabricación de estructuras de hormigón armado expuesta en ambientes marinos.

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Desarrollo de recubrimientos Zn-Al-Cu por inmersión en caliente como alternativa de protección de aceros de bajo carbono para su aplicación en ambientes salinos A.

Barba P a., Javier Cervantes C a. A. J. Vázquez V.b, G. Torres V.c , P. Molera S.d, M. Trujillo B.a C. Juárez M.a

a) Area de Materiales y Manufactura. Departamento de Ingeniería Mecánica. Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional Autonóma de México. Taller del Anexo. Laboratorios de Ingeniería Mecánica. Circuito Exterior. Ciudad Universitaria. Coyoacan. México, 04510, D.F. b) Area de Corrosión y Protección. Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas. Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Av. Gregorio del Amo 8, Madrid, 08028, España. c) Departamento de Materiales Metálicos y Cerámicos. Instituto de Investigaciones en Materiales. Universidad Nacional Autónoma de México. Ciudad Universitaria. México, 04510, D.F. d) Departamento de Ingeniería Química y Metalurgia. Facultad de Química.Universidad de Barcelona. Marti i Franqués 1. Barcelona, 08028, España. En el presente texto se describen los trabajos desarrollados para generar recubrimientos constituidos de aleaciones Zn-Al-Cu sobre acero bajo carbono mediante tecnologías de inmersión en caliente. Estos trabajos incluyen la determinación del proceso de preparación de la superficie y la de los parámetros de operación (tiempo, temperatura, etc) que permiten obtener el revestimiento. El proceso se ha llamado zinalquizado, pues a las aleaciones Zn-Al-Cu utilizadas en esta investigación han sido generadas en la UNAM y denominado con el nombre de ZinalcoMR. Algunos de los recubrimientos obtenidos fueron sometidos posteriormente a procesos de laminación y recocido a diferentes condiciones de temperatura y tiempo. Las piezas revestidas se caracterizaron mediante técnicas de microscopia óptica y electrónica, ensayos de microdureza, análisis químico puntual mediante microsonda, ensayos de embutido y a ensayos de corrosión en soluciones de sulfato de sodio y cloruro de sodio mediante técnicas electroquímicas a través de ensayos de polarización y con pruebas en cámara de niebla salina.Los recubrimientos muestran mejor resistencia a la corrosión en presencia de cloruro de sodio que el galvanizado y constituyen una alternativa de costo atractivo para su aplicación en zonas costeras.

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Capas lantánidas de conversión desarrolladas mediante activación térmica sobre aleaciones AA6082 M.J. Cano a, M. Bethencourt a, F.J. Botana a, M. Marcos b, R.M. Osuna a y J.M. Sánchez-Amaya a a) Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica y Química Inorgánica. Universidad de Cádiz. Facultad de Ciencias del Mar. Avda. República Saharaui s/n, Puerto Real, 11510, Cádiz. b) Departamento de Ingeniería Mecánica y Diseño Industrial. Universidad de Cádiz. Escuela Superior de Ingeniería. C/ Chile s/n, 11003 Cádiz. En la actualidad se encuentran en desarrollo una gran variedad de tratamientos anticorrosivos que pueden emplearse como alternativas a cromatos. Algunos conllevan el empleo de lantánidos. En el presente trabajo se lleva a cabo un estudio de las características morfológicas y anticorrosivas de capas de conversión desarrolladas sobre la aleación AA6082, a partir de la inmersión en disoluciones de Ce(NO3)3 5 mM, a alta temperatura durante periodos de tiempo variables. El análisis mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) de la morfología de las capas desarrolladas ha puesto de manifiesto la existencia de una capa heterogénea que cubre la superficie de la aleación. /Dicha capa se encuentra formada por una película desarrollada sobre la matriz metálica y una serie de islas

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 dispersas sobre intermetálicos presentes en la aleación. La composición de la capa mixta se ha analizado mediante espectroscopia de energía dispersiva (EDS), pudiéndose comprobar que la película desarrollada sobre la matriz está formada por óxido/hidróxido de aluminio, mientras que las islas dispersas se encuentran formadas por un compuesto rico en cerio. Mediante análisis EDS del sustrato, se ha podido determinar que dichas islas se forman sobre los precipitados de Al(Si,Mn,Fe), de comportamiento catódico respecto a la matriz. Este comportamiento está de acuerdo con la naturaleza catódica del cerio como inhibidor de la corrosión. Se han llevado a cabo ensayos de circuito abierto y polarización lineal en NaCl. Los resultados obtenidos muestran un nivel de protección lo suficientemente elevado como para considerar este método atractivo desde el punto de vista industrial.

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Inhibición de la corrosión bajo tensión de la aleación AA8090 B. Davó, A. Conde, J. J. de Damborenea Departamento de Corrosión y Protección, Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas. CENIM-CSIC Avda. Gregorio del Amo 8, 28040 Madrid, España Las aleaciones de aluminio-litio son materiales interesantes en la fabricación de componentes aeronáuticos debido a su baja densidad y a su buena combinación de propiedades mecánicas y de resistencia a la corrosión. Sin embargo, debido a las condiciones de trabajo estas aleaciones pueden experimentar fracturas ocasionadas por un fenómeno de corrosión bajo tensión (CBT). En el presente trabajo se analiza la posibilidad de reducir la susceptibilidad a la CBT de la aleación Al-Li-Cu-Mg (8090-T8171) mediante la adición de 10000 ppm de CeCl3 a la solución 1M NaCl + 0.3% H2O2. La formación de una capa rica en óxidos/hidróxidos de Cerio disminuye la densidad de picaduras, reduciendo la probabilidad de formación de la grieta que conduce a la fractura. Por otra parte, la deposición de estos óxidos en la frontera de grano frena la disolución de los precipitados que son los principales responsables del crecimiento de grieta y por tanto, se inhibe la rotura por CBT.

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Comportamiento electroquímico de pasivazos de aluminio 6063 y 1050 C.M. Müller, M.Sarret, J.M. Montero, M. Arranza, J. Amigóa ELECTRODEP. Dpt. Química Física. Universitat de Barcelona. Martí i Franquès, 1. 08028-Barcelona. aSIDASA Calle 40 14-16, Sector E-Zona Franca. 08040 Barcelona. La búsqueda de soluciones para minimizar la degradación por corrosión de las distintas aleaciones de aluminio de interés industrial, continúa recibiendo una especial atención, relacionada en parte con la problemática de substitución de los pasivados con cromo hexavalente. Para responder a la demanda de sus clientes, la empresa SIDASA ha desarrollado un conjunto de pasivados exentos de cromo para las aleaciones 6063 (AlMgSi) y 1050. En un intento de analizar el comportamiento de estos nuevos recubrimientos mas allá de un simple estudio de la respuesta a ensayos acelerados de corrosión, se ha realizado un análisis del comportamiento electroquímico en oxidación de un conjunto de probetas sometidas a este nuevo proceso de pasivado (No-Cr – incoloro) y a otros procesos ya contrastados de cromado con cromo hexavalente (Cr - irisado) y de cromado-fosfatado. (Cr-P – verde). El objetivo del presente trabajo es estudiar los diferentes procesos de oxidación, poniendo un especial énfasis en el análisis de las primeras etapas. La identificación de los posibles iniciadores nos dará una interesante e importante información para definir estrategias para la formulación de nuevos pasivados exentos de cromo, o sin cromo hexavalente, con mejores prestaciones a los actuales. Para obtener la información requerida se ha seguido una doble línea de trabajo: ensayos de inmersión en disolución salina durante largos períodos de tiempo, y ensayos galvanostáticos (oxidación a intensidad de corriente controlada) a distintas intensidades. Los procesos de corrosión/oxidación se han seguido midiendo los parámetros electroquímicos característicos y realizando los estudios de morfología (SEM-perfilometría-AFM), estructura y composición química necesarios (XPS-ESCA). Los resultados obtenidos muestran el importante papel de los compuestos intermetálicos de las aleaciones en estudio, habiéndose puesto de manifiesto de manera indirecta el carácter catódico respecto al metal base de las partículas de compuesto AlFeSi y su importante contribución a los procesos de corrosión de las probetas sometidas a pasivado exento de cromo.

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Materiales compuestos AA6061/SiCp/PM modificados superficialmente con Ce. Comportamiento a la corrosión en niebla salina S. Merinoa*, A. Pardob, M.C. Merinob, J.A. Garcíaa, E.M. Ruiz-Navasc y R. Arrabalb aDepartamento

de Tecnología Industrial, Universidad Alfonso X El Sabio, 28691, Villanueva de la Cañada, Madrid, Spain. de Ciencia de Materiales. Facultad de Química. Universidad Complutense. 28040 Madrid (España) c.Departamento de Ciencia de Materiales e Ingeniería Metalúrgica. Universidad Carlos III. Madrid (España) Se ha estudiado el efecto de la adición de Ce mediante tratamientos de conversión y electrolísis sobre la superficie del material compuesto AA6061/SiC/10-20p, preparado por vía pulvimetalurgica, en la resistencia a la corrosión en medios clorurados. El tratamiento de conversión se ha realizado mediante activación térmica de disoluciones acuosas de Ce(III).Los tratamientos de electrolisis se han realizado a partir de disoluciones orgánicas de Ce (III). Las cinéticas del proceso se han realizado mediante ensayos gravimétricos en cámara de niebla salina (ensayo normalizado ASTM B 117). La modificación superficial con Ce mejora el comportamiento a la corrosión de estos materiales, disminuyendo la actividad de las intercaras matriz/SiC. Mientras que el tratamiento de conversión desplaza el Ecorr hacia valores más nobles, el tratamiento por electrólisis inhibe el ataque localizado por picadura de los materiales compuestos ensayados. bDepartamento

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Evaluacion de la velocidad de corrosion del acero 1006 en Villahermosa, Tabasco Estañol Vidrio María Antonietaa, Garcés Rodríguez Roberto Carlosb a) Departamento de Comercio Internacional y Economía, Universidad del Valle de México Campus Villahermosa, Tabasco, México b) Departamento de Ingeniería Electrónica, Universidad Olmeca, Tabasco, México Uno de los problemas más graves causados por los avances de la tecnología, es la corrosión de los materiales como consecuencia de la agresividad atmosférica. Está aceptado que el 50% de estas pérdidas es debida a la corrosión atmosférica, ya que el 80% de las estructuras metálicas, construcciones, metales y aleaciones están expuestos a este medio. Se evaluó la velocidad de corrosión del acero 1006 en Villahermosa, Tabasco. La metodología del proyecto, se basa principalmente en la determinación de las velocidades de corrosión de metales, seguida en el programa ISOCORRAG, que viene realizando en el seno de la International Standard Organization (ISO), en el Grupo de Trabajo 4 de la Comisión Técnica 156.1. El acero se expuso al desnudo, se encontró que la estación del Estado de Tabasco es una categoría de corrosividad C3 según los factores climáticos y de C4 según la velocidad de corrosión. Cabe mencionar que este resultado es debido a las altas humedades relativas que presenta Tabasco durante el año.

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Análisis del producto de corrosión del acero 1006 en diversas atmósferas Estañol Vidrio María Antonietaa, Garcés Rodríguez Roberto Carlosb a) Departamento de Comercio Internacional y Economía, Universidad del Valle de México Campus Villahermosa, Tabasco, México b) Departamento de Ingeniería Electrónica, Universidad Olmeca, Tabasco, México En este trabajo de investigación se programó el estudio sistemático de probetas de acero 1006 en diversas atmósferas (una zona Industrial y urbana ubicadas en el Estado de Nuevo León y otra rural en Tabasco), el objetivo de este estudio es comprobar algunos de los mecanismos de corrosión atmosférica propuestos por diversos investigadores, así como identificar los principales productos de corrosión y su morfología. Lo anterior se logró mediante la aplicación de diferentes técnicas de laboratorio (microscopía electrónica de barrido y metalografías). La metodología de exposición de las probetas se basó principalmente la seguida en el programa ISOCORRAG, que viene realizando en el seno de la International Standard Organization (ISO), en el Grupo de Trabajo 4 de la Comisión Técnica 156.1. Las técnicas utilizadas fueron la técnica de DRX de polvo mediante la cual se identificaron los productos de corrosión goetita y lepidocrocita como los principales productos de corrosión en la herrumbre. Mediante la técnica de microscopía electrónica de barrido se identificó con ayuda de la literatura científica consultada las morfologías de diversos productos de corrosión (goetita, lepidocrocita, magnetita, entre otros.). Existen propuestas que tratan de explicar el mecanismo de corrosión del acero expuesto al ambiente, éstos son los llamados “nidos de sulfatación” que fueron identificados en nuestro estudio, también cabe mencionar que existe otra propuesta de mecanismo de corrosión que menciona que dicha corrosión inicia en las inclusiones no metálicas, también se encontró evidencias que comprueba dicha propuesta. Con el uso de la metalografía se observó que el ataque primero fue de tipo preferencial y tiempo después se llevó a cabo de forma intergranular.

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Corrosión exterior en la incisión de envases de fácil apertura A. E. Jiménez, F. I. del Río, F. J. Carrión-Vilches Departamento de Ingeniería de Materiales y Fabricación, Universidad Politécnica de Cartagena, Campus de la Muralla del Mar. C/ Doctor Fleming s/n, 30202-Cartagena-España En los últimos años se ha extendido el uso de los sistemas de fácil apertura en todo tipo de envases y conservas alimentarias. En la zona de la incisión aparece un adelgazamiento del material, haciéndolo más vulnerable a la corrosión que el resto de la superficie externa del envase. Así mismo, la incisión puede afectar al recubrimiento orgánico propiciando la exposición del metal base. Este tipo de corrosión externa se denomina “corrosión cosmética”, pues no afecta al contenido interno del envase, sino a su presentación. De aquí la principal motivación económica para investigar las causas de la corrosión externa, ya que constituye una de las principales razones de rechazo, produciendo grandes pérdidas para las empresas envasadoras. En este estudio se presentan los resultados de la investigación de la corrosión localizada en la zona de la incisión, en tapas de hojalata electrolítica. Se han realizado tanto estudios de microscopía óptica y electrónica, como microanálisis para caracterizar los tipos y mecanismos de corrosión, así como sus posibles causas.

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Detección de corrosión intergranular mediante Ruido Electroquímico J.M. Sánchez-Amaya*,F.J. Botana, M. Bethencourt, R. M.Osuna, M.J.Cano Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica y Química Inorgánica. C.A.S.E.M. Universidad de Cádiz. Avda. República Saharaui s/n, Apdo 40, Pto Real, E-11510, Cádiz (Spain). En este trabajo se presenta un método alternativo para el análisis de la susceptibilidad a la Corrosión Intergranular de aleaciones de aluminio empleadas en la industria aeronáutica. Se han realizado dos tipos de tratamientos térmicos sobre la aleación de aluminio AA2024. El primero ha permitido mejorar las propiedades mecánicas y químicas de la aleación base, mientras que el segundo ha facilitado la aparición de fenómenos de corrosión intergranular. La nueva metodología de análisis se basa en el empleo de la técnica denominada Ruido Electroquímico, y reduce drásticamente el tiempo de los ensayos. Así, mientras que la metodología tradicional tarda más de seis horas en realizar el análisis, el método que se propone en este trabajo proporciona resultados en tan solo unos minutos.

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Estabilidad electroquímica del CrN en medios con agentes oxidantes A. B. Cristóbal1, A. Conde1, R. Rodríguez2, G.G. Fuentes2, J. Housden3, F. Montala4 and J. de Damborenea1 1Departamento

de Corrosión y Protección, Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas CENIM-CSIC. Av. Gregorio del Amo 8, E-28040 Madrid. 2 Asociación de la Industria Navarra, San Cosme y San Damián s/n, E-31191 Pamplona, 3 Tecvac Ltd, Buckingway Business Park, Swavesey, Cambridge CB4 5UG (UK) 4 Tratamientos Térmicos Carreras, c/ Dr. Almera 85, E-08205 Sabadell

Actualmente la utilización de recubrimientos de CrN se han convertido en un elemento importante para ciertas aplicaciones industriales debido a sus buenas propiedades mecánicas (resistencia al desgaste, dureza…) y químicas (resistencia a la corrosión). Sin embargo, cuando la vida útil de las herramientas recubiertas llega a su fin, parece ser necesaria la existencia de un método capaz de eliminar el recubrimiento, sin dañar el substrato base. En el presente trabajo se emplean ensayos galvanoéstaticos que nos permiten no solo eliminar por completo el recubrimiento, sino también controlar cada una de las etapas de la reacción con una alta sensibilidad, haciendo que los daños en el substrato sean minimizados.

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Estudio del efecto de la preparación superficial metálica sobre sistemas de pintura de base agua R.M. Osuna, M. Bethencourt, F.J. Botana, M.J. Cano y J.M. Sanchez-Amaya Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica y Química Inorgánica. Universidad de Cádiz. Facultad de Ciencias del Mar. Avda. República Saharaui s/n, Apdo. 40, Puerto Real, 11510. Cádiz. SPAIN. La razón principal por la que se emplean los recubrimientos orgánicos sobre una superficie metálica es proporcionarle protección anticorrosiva. Asimismo, las pinturas suelen cumplir con una función estética. Para que una imprimación anticorrosiva tenga un buen rendimiento como sistema de protección, es esencial un preparado superficial satisfactorio. Hoy en día, las pinturas de base agua se plantean como una de las alternativas ecológicas más alentadoras para la substitución de las pinturas de base disolvente. No obstante, las nuevas pinturas son más susceptibles a las condiciones atmosféricas; además, el pretratamiento de los substratos metálicos es crítico para los recubrimientos en fase acuosa. En este estudio se presentan una serie de ensayos, tanto de campo como de laboratorio, que han servido para evaluar el efecto de dos preparaciones superficiales en las propiedades protectoras de una pintura epoxi base agua pigmentada con fosfato de zinc.

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Evaluación de la AA2017-T3 en medios que contienen cloruros M.J. Cano a, M. Bethencourt a, F.J. Botana a, M. Marcos b, R.M. Osuna a y J.M. Sánchez-Amaya a a) Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica y Química Inorgánica. Universidad de Cádiz. Facultad de Ciencias del Mar.Avda. República Saharaui s/n, Puerto Real, 11510, Cádiz. b) Departamento de Ingeniería Mecánica y Diseño Industrial. Universidad de Cádiz. Escuela Superior de Ingeniería. C/ Chile s/n, 11003 Cádiz. Las aleaciones de Al-Cu, gracias a sus excelente relación peso / propiedades mecánicas, se emplean comúnmente en la industria aeronáutica en numerosos elementos estructurales. Sin embargo presenta corrosión localizada especialmente en medios que contienen cloruros, debida, principalmente, a la microestructura heterogénea de la aleación. Este comportamiento frente a la corrosión en el medio agresivo, debe ser analizado y caracterizado para el posterior diseño de sistemas de protección. En el presente trabajo, se ha llevado a cabo un estudio de las características morfológicas la aleación de Al-Cu AA2017-T3 y se ha evaluado su comportamiento en disoluciones acuosas de NaCl 0.59 M mediante inmersión en dicho medio agresivo durante tiempos comprendidos entre 0 y 2 días. Las técnicas empleadas para este estudio han sido Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) y Espectroscopía de Energía Dispersiva (EDS). Los resultados han mostrado, principalmente, dos tipos de intermetálicos: partículas más o menos esféricas que contienen Al(Cu,Mg), y, por otro lado, partículas irregulares presentes en la aleación en forma de cúmulos que contienen Al(Cu,Fe,Mn). De los dos tipos de intermetálicos mayoritarios, son los de Al(Cu,Mg) los que están directamente relacionados con el comportamiento de la aleación en NaCl. Dichos intermetálicos presentan un carácter anódico inicial, pero, por desaleación selectiva, se convierten en catódicos con respecto a la matriz. Así, tras la inmersión en NaCl, presentan corrosión alcalina localizada (CAL), debido a que sobre ellos se da la reacción catódica, dando lugar al aumento localmente el pH que disuelve el aluminio colindante a dichos intermetálicos.

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Inhibidores de corrosion soportados sobre sepiolita M.A. Martina, A.J. Vázqueza, A. Alvarezb, E. Nietob, J. Limpob y J. de Damboreneaa a) Departamento de Corrosión y Protección, CENIM(CSIC). Av. Gregorio del Amo 8. 28040-Madrid. b) Departamento de I+D, TOLSA, S.A. Ctra. Vallecas-Mejorada de Campo Km. 160, 28031-Madrid. La sepiolita es una arcilla de carácter higroscópico con muy alta superficie específica y una elevada porosidad lo que le permite absorber una gran cantidad de humedad. Por otra parte, los inhibidores en fase vapor o inhibidores volátiles (VCI), son compuestos químicos con una relativamente elevada tensión de vapor (10-3 a 10 Pa), que se adsorben sobre la superficie de determinados metales bloqueando alguna de las sermireacciones electroquímicas (o incluso ambas) que dan origen a la corrosión. En el presente trabajo, de carácter teórico, se estudia el efecto sinérgico de ambos materiales en la posible reducción de la corrosión de aceros al carbono. El VCI empleado ha sido la diciclohexilamina (DCHA) y se ha impregnado sobre sepiolita calcinada. Los resultados encontrados muestran que a medida que la sepiolita captura agua de la atmósfera va desprendiendo VCI, lográndose unas concentraciones de inhibición superiores a las 500 ppm, límite mínimo para inhibir la corrosión del acero al carbono. En cualquier caso se produce el doble efecto buscado: reducción de la humedad relativa por debajo del 60% y liberación del inhibidor de la corrosión.

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Corrosión por Picaduras en la Aleación EN-AW 5083 M.Perales, J.Cembrero, M.Pascual Departamento Ingeniería Mecánica y Materiales, Universidad Politécnica de Valencia El objetivo ha sido estudiar el comportamiento de la aleación EN-AW 5083 en una disolución de NaCl de concentración 35 g/l . Se han realizado cortes longitudinales y transversales de planchas de la aleación en estado H111 y recocido. Para evaluar la susceptibilidad a la corrosión por picaduras se han realizado ensayos de inmersión con aireación natural y ensayos de polarización cíclica con aireación natural y desaireadas con N2.Los resultados electroquímicos nos han permitido determinar el potencial de picaduras y la densidad de corriente en ese punto, y mediante el análisis de la varianza se deduce que estos valores no se ven afectados (p1.En presencia de una entalla con una concentración de tensión de 1.95 la microestructura de grano basto presenta una resistencia a la fatiga (160 MPa) ligeramente mayor que la de la microestructura de grano fino (140 MPa). Puesto que la resistencia a la fatiga sin entalla es considerablemente mayor para el material con microestructura de grano fino (500 frente a los 390 MPa del material con microestructura de grano basto), el efecto de la entalla es más acusado en el material con esta microestructura. Un incremento de Kt de 1.95 a 4 produce una reducción en la resistencia a la fatiga de 160 a 140 MPa en el material con microestructura de grano basto, mientras que en el caso del material con microestructura de grano fino permanece inalterable. Aunque los resultados parecen indicar que el gradiente de deformación asociado a la entalla tiene un importante efecto sobre la localización de la deformación a nivel microscópico y entonces sobre el inicio del daño por fatiga, no se descarta el posible efecto sobre los resultados de las diferencias de pulido entre probetas entalladas y no entalladas.

NANOMATERIALES 191

Estudio sobre la estabilización de fluidos magnéticos mediante polímeros J. López-Viota Gallardo, A. Zugaldía, J. D. G. López-Durán, A.V. Delgado Mora. Departamento de Física Aplicada. Facultad de Ciencias. Universidad de Granada. C/ Fuentenueva s/n, 18071 -Granada -España. El objetivo de este trabajo consiste en estudiar la estabilidad de partículas coloidales esféricas de magnetita mediante métodos ópticos. Se analiza el efecto sobre la estabilidad del pH de la disolución y de la concentración de dos de polímeros de ácido poliacrílico (PAA) con distinto peso molecular. Igualmente, se estudia el efecto de la aplicación de campo magnético. El pH de las suspensiones posee un intenso efecto sobre la velocidad de sedimentación de las partículas, dado que afecta al grado de agregación entre las mismas. Con objeto de minimizar la sedimentación de las partículas en suspensión, se añadieron a las suspensiones distintas cantidades de PAA. Se ha determinado la concentración y tipo de polímero óptimo para conseguir la mejor estabilización de las suspensiones tanto frente a procesos de agregación como de sedimentación, que son dos de los retos actuales que presentan las aplicaciones tecnológicas de los fluidos magnetoreológicos (FMR). La aplicación de un campo magnético produce una considerable disminución de la velocidad de sedimentación. Ello es debido a que las interacciones entre los dipolos magnéticos inducidos favorecen la formación de estructuras en forma de cadena que ocupan todo el volumen de la suspensión.

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Propiedades electrocinéticas y estabilidad de ferrofluidos inversos C. Galindo-Gonzáleza, M.M. Ramos-Tejadab, JD.G. Durána, F. González-Caballeroa a) Departamento Física Aplicada, Universidad de Granada, Avenida Fuentenueva, s/n, 18071-Granada-España. b) Departamento de Físicas, Universidad de Jaén, Campus Las Lagunillas, 23071-Jaén-España. En este trabajo se ha estudiado la estabilidad de los fluidos magnéticos denominados ferrofluidos inversos que consisten en suspensiones de nanopartículas de magnetita dispersas en un medio líquido que, además, contiene micropartículas no magnéticas (de arcilla en nuestro caso). Mediante medidas de movilidad electroforética se determinaron las condiciones óptimas de adhesión entre ambos tipos de partículas. Se estudió la estabilidad de suspensiones mezcla mediante medidas de absorbancia óptica, tanto en ausencia como en presencia de campo magnético externo, en función de la proporción de magnetita y arcilla en la mezcla. Los resultados obtenidos se pueden explicar teniendo en cuenta la energía de interacción entre las partículas que constituyen el sistema, utilizando la teoría DLVO extendida, para incluir las interacciones magnéticas.

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Conducting transparent thin films based on carbon nanotubes-conducting polymers N. Ferrer-Angladaa, D. Bellver a, V. Gomisa, Z. El-Hachemib , M. Kaempgenc S.Rothc

a) Departament de Física Aplicada,Universitat Politècnica de Catalunya, J. Girona3-5, 08034 Barcelona (Spain) b) Department de Química Orgànica, Universitat de Barcelona, Diagonal 647, 08028 Barcelona Catalonia (Spain) c) Max Planck Institut für festkörüerforschung, Heisenbrgstrasse1, D-07569 Stuttgart, Germany We prepared electrically conducting thin films, quite transparent (70% to 95%), that can be used as transparent electrodes. A thin network of Single Walled Carbon Nanotubes (CNT) was deposited on a transparent substrate. As deposited, the network is conducting enough to be used as an electrode in order to electrochemically grow a conducting polymer on it. We essayed the deposition of doped polypyrrole (Ppy) and polyaniline (PA) conducting thin films. The composite films were observed by AFM and analysed by optical and Raman spectroscopy, and their transport properties were thoroughly characterized. The electrochemical conditions for the polymer thin film deposition were studied in order to improve their conductivity and transparency. Compared to the well known transparent conducting oxides like ITO, the best of our composite thin films are from 10 to 100 times less conductive and highly transparent. As a great possibility, these conducting films could be prepared on a flexible substrate with a continuous deposition procedure. Key words: carbon nanotubes, transparent conductors, conducting films, carbon nanotubes composites

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Mecanosíntesis de la solución sólida Ba1-xSrxTiO3. Caracterización de las fases nanocristalinas obtenidas y estudio de sus propiedades T. Hungríaa, A. B. Hungríab, M. Algueróa, A. Castroa a) Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid. Cantoblanco. 28049-Madrid, España. b) Instituto de Catálisis y Petroleoquímica, CSIC. Cantoblanco, 28049-Madrid, España. Los óxidos mixtos de titanio y cationes alcalinotérreos han alcanzado un puesto muy importante en la industria cerámica y electrónica, donde BaTiO3 y SrTiO3, en particular, son ampliamente utilizados debido a sus interesantes propiedades eléctricas. Se ha empleado la activación mecanoquímica como ruta alternativa al método convencional de estado sólido para la preparación de las fases Ba1-xSrxTiO3, con x = 0, 0.25, 0.5, 0.75 y 1. El estudio comparativo de los diferentes tipos y medios de activación ha permitido optimizar el proceso. Todas las fases fueron obtenidas mediante mecanosíntesis a temperatura ambiente, sin necesidad de emplear una atmósfera controlada. La caracterización de las muestra mediante análisis térmico diferencial (ATD), termogravimetría (TG), difracción de rayos X (DRX) y microscopía electrónica de alta resolución (HREM), demostró que las fases mecanosintetizadas están compuestas por agregados de partículas nanocristalinas. La determinación de los parámetros reticulares de cada una de las fases mostró su evolución lineal con el contenido de Sr, es decir, se cumple la ley de Vegard de las soluciones sólidas.

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Síntesis y caracterización de ferrofluidos en medios apolares M. T. López López, J. de Vicente Álvarez-Manzaneda, J. D. García López-Durán, F. González-Caballero. Departamento de Física Aplicada. Facultad de Ciencias. Universidad de Granada. C/ Fuentenueva s/n, 1807 -Granada -España. En este trabajo se describen las diversas etapas seguidas en el proceso de preparación de ferrofluidos en medios apolares, desde la síntesis de las partículas magnéticas mediante el método de coprecipitación y su recubrimiento in situ con iones oleato que proporcionen repulsión estérica, hasta el proceso final de centrifugado que elimina agregados no deseados, pasando por la dispersión en líquidos de distinta polaridad. Además, se realiza una exhaustiva caracterización de las propiedades de los ferrofluidos. Se han estudiado: (i) forma y distribución de tamaños de las partículas; (ii) estructura cristalina; (iii) curva de magnetización de las partículas sólidas; y (iv) curvas de magnetización de los ferrofluidos.

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Producción de nanopartículas mediante láser de fs P. Morenoa,b, C. Méndeza, A. Garcíaa, E. Conejeroa, L. Rosoa a) Grupo de Óptica, Departamento de Física Aplicada, Universidad de Salamanca, Plaza de la Merced, s/n, 37008 Salamanca b) Departamento de Ingeniería Mecánica, Universidad de Salamanca, Avenida Fernando Ballesteros, s/n, 37700 Béjar (Salamanca) La ablación mediante láser pulsado ultracorto (~100 fs) constituye una novedosa técnica para la producción de nanopartículas de cualquier material. Hemos aplicado esta técnica con cerámicas avanzadas (SiN, SiC, AlN, ZTA) sumergidas en agua pura desionizada. Variando un único parámetro, la energía de los pulsos, hemos estudiado el efecto sobre los tamaños medios así como sobre las anchuras de las distribuciones de tamaño de las partículas, obteniendo resultados prometedores, sobre todo en cuanto a la posibilidad de producir distribuciones menos dispersas en comparación con otros métodos.

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Nanocompuestos de poliolefinas con hidróxidos dobles laminares J. I. Velascoa,*, M. Ardanuya, I. Chainhoa, F. Piccaa, A. Briza , A. Gordilloa, A. Martíneza, L. Miralles b, A. I. Fernández c a) Centro Catalán del Plástico. Universidad Politécnica de Cataluña. C/ Colom 114. 08222 Terrassa. b) Laboratorio de Investigación en Formaciones Salinas. Depto. de Geoquímica, Petrología y Prospección Geológica. Universidad de Barcelona. 08028 Barcelona. c) Unidad de Ciencia de Materiales e Ingeniería Metalúrgica, Universidad de Barcelona. C/ Martí i Franquès, 1, 08028 Barcelona. Se presenta la preparación, morfología y principales características estructurales, térmicas y mecánicas de nuevos nanocompuestos constituidos por poliolefinas e hidróxidos dobles laminares (LDHs), preparados por el método de mezclado en estado fundido. Se describe la modificación del LDH empleado, la cual consistió en una reconstitución en medio acuoso, tras calcinación, y posterior reacción de intercambio con surfactante aniónico. Medidas de difracción de rayos X sobre el LDH modificado muestran una estructura laminar expandida favorable para la intercalación de macromoléculas. En este sentido, las medidas realizadas por WAXD y las observaciones por TEM sobre los nanocompuestos preparados indican que la intercalación del polímero se produce en el LDH y que también se produce cierto grado de deslaminación de las partículas durante el mezclado de los componentes. Se ha evaluado la influencia de la incorporación de agentes compatibilizantes sobre la estructura y propiedades térmicas y mecánicas de estos materiales híbridos.

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Obtención de columnas de ZnO para aplicaciones optoelectrónicas. Parámetros que regulan el crecimiento J. Cembrero1, B. Marí2, M. Perales1 y M. Pascual1 1Departamento

de Ingeniería Mecánica y de Materiales. Universidad Politécnica de Valencia. Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, España. 2Departamento de Física Aplicada. Universidad Politécnica de Valencia. Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, España.

En el presente trabajo se describe el proceso de electrodeposición utilizado por los autores para la obtención de columnas de óxido de zinc (ZnO) sobre un sustrato de vidrio recubierto de una capa conductora de óxido de estaño y flúor (FTO). Como electrolito se empleó una solución de concentración 5⋅10-3 M de ZnCl2 y 0,1 M de KCl en agua desmineralizada y las variables o factores a controlar fueron la densidad de corriente, el tiempo de exposición del sustrato al electrolito y la temperatura del proceso. La variable respuesta fue la altura promedio de las columnas de ZnO medidas con el microscopio de fuerza atómica (AFM). Para investigar la influencia de los principales factores e interacciones que intervienen en el proceso de crecimiento, se ha utilizado un diseño factorial combinando tres parámetros de crecimiento con dos niveles diferentes (alto + y bajo - ). Esto supone realizar un total de 8 experiencias de parámetros de crecimiento diferentes. Los resultados muestran que la densidad de corriente y el tiempo de exposición favorecen la formación y el crecimiento de las columnas, mientras que la temperatura considerada alta (85±2 – 90±2 ºC) influye en sentido negativo. También se comprobó que las columnas obtenidas con alta densidad de corriente (2,5 mA/cm2 ) y baja temperatura (65±2 ºC) se ramificaban si el tiempo de exposición al electrolito superaba 103 segundos. Palabras clave: Semiconductores ZnO, microscopía de fuerza atómica, diseño factorial a dos niveles.

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Self-assembling silane monolayer obtained by a supercritical CO2 anhydrous method E. Loste, J. Fraile, C. Domingo Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (CSIC), Campus de la UAB s/n, 08193 Bellaterra, Spain. Particles in the nanometric scale are very difficult to disperse in an organic phase due to their tendency to agglomerate. Silanization is a well-known method for altering the chemical and physical properties of solid hydrophilic surfaces, enhancing filler dispersion in organic phases. The low viscosity and surface tension of supercritical carbon dioxide (SCCO2) allows the complete wetting of substrates with intricate geometries, including the internal surface of agglomerates. This paper reports a generic SCCO2 method for coating the surface of nanoparticulate materials through the deposition of self-assembled silane monolayer. Nanometric powders of hydroxyapatite, titanium dioxide and hectorite were chosen to be coated. SCCO2 anhydrous silanization process is presented as an effective method of achieving a desired degree of surface coverage just by controlling the processing time. Self-assembly coverage was preferentially achieved with respect to polycondensation. Because CO2 is an ambient gas, the silanized materials were isolated from the medium by simple depressurization, resulting in a dry product.

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Obtención de nanopartículas de plata monodispersas soportadas sobre partículas submicrónicas de - - y -alúmina C. Díaza, A. Fernándeza, L.A.Díaza, A. Esteban-Cubillob, G. Richterc, C. Pecharrománb, J.S. Moyab, R.Torrecillasb* aInstituto

Nacional del Carbón-CSIC, Francisco Pintado Fe nº26 33011 Oviedo, España de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM) CSIC, Cantoblanco 28049, Madrid, España cMax Planck Institute für Metallforschung, Heisenbergstr. 3, 70569 Stuttgart, Alemania.

bInstituto

Por un método coloidal se han obtenido nanopartículas de plata monodispersas depositadas sobre distintas alúminas ( , δ- y γ-Al2O3) a partir de dos tipos de precursores de plata: el acetato y el p-toluenosulfonato. En función de este precursor se eligió el medio líquido más apropiado para disolver el precursor y dispersar el polvo de alúmina (agua destilada, amoniaco o acetonitrilo). Como resultado de la calcinación del producto resultante, se obtuvieron varios tipos de sistemas nanoestructurados en donde el tamaño de las partículas de plata puede variar entre 100 y 3 nm en función del precursor de plata y del tipo de alúmina. Mediante un estudio de microscopía electrónica de alta resolución (HRTEM) se han puesto de manifiesto diferentes tipos de nucleación y crecimiento de nanopartículas de plata sobre alúmina dependiendo del precursor de plata, el medio líquido y la naturaleza de las superficie de la alúmina. Finalmente, se caracterizaron estas muestras mediante espectroscopía óptica con el fin de determinar la presencia del plasmón de superficie correspondiente a las nanopartículas de plata.

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Influencia del método de síntesis en la estructura y textura del VN C.Real, M.A.Roldán, A.Ortega y M.D.Alcalá Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla. Av/Américo Vespucio s/n 41092 Sevilla Los nitruros de los elementos de transición son muy estudiados, por un lado, desde un punto de vista de ciencia básica, dado que el conocimiento detallado de las propiedades fisicoquímicas y de las estructuras de estos compuestos, inicialmente llamados nitruros intersticiales, dista mucho de ser completo. Por otro lado, debido a sus especiales propiedades, entre las que cabe destacar su extraordinaria dureza, altas conductividades eléctricas y térmicas y buena resistencia a la oxidación, que lo hacen muy atractivos desde el punto de vista de sus aplicaciones comerciales. En este trabajo se estudia la síntesis de VN nanométrico y su caracterización. Para ello se han escogido dos métodos de síntesis: la técnica de ATVC y el tratamiento mecánico. El primero implica controlar la temperatura de la muestra de tal modo que la velocidad de reacción se mantenga constante en un valor previamente seleccionado por el usuario y permite obtener materiales homogéneos, con pequeño tamaño de partículas (estructura nanométrica) siendo posible obtener estructuras micro o mesoporosas. Este método posee un elevado grado de reproducibilidad. La otra técnica utilizada es la mecanosíntesis en molino planetario de alta energía. Con el empleo de estas dos técnicas se han obtenido muestras de VN con tamaños nanométricos y que muestran morfología y estequiometría diferente. El uso de un método u otro nos va a permitir obtener materiales nanométricos con propiedades definidas. La caracterización de los productos finales se ha realizado mediante el empleo de diversas técnicas: XRD, microscopia electrónica (SEM y TEM), análisis elemental, TG, asimismo se han realizado estudios de sinterización. Se presenta un estudio comparativo de ambos métodos de síntesis

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Glyconanotechnology: a new methodology to create nanoparticles with application in biotechnology y nanomaterial science David Alcantara, Africa G. Barrientos, Jesús M de la Fuente, Soledad Penadés Grupo de Carbohidratos, IIQ-CSIC, Isla de la Cartuja. Americo Vespucios/n 41092 Sevilla Our laboratory has developed a new technology for tailoring - in a simple and versatile way - functionalized gold nanoclusters (glyconanoparticles, GPNs) with multivalent carbohydrate display and globular shape.1,2 The GNPs complement other currently available multivalent systems incorporating carbohydrates and present some advantages as: 1) easy preparation and purification; 2) exceptional small core size; 3) control over ligands number and nanoparticles size; 4) water solubility; 5) high storage stability and resistance to enzyme degradation; and 6) absence of cytotoxicity. GNPs with biological significant oligosaccharides and with differing carbohydrate density have been prepared to study carbohydrate-carbohydrate interactions and to intervene in cell adhesion processes.1,3 The methodology includes the preparation of hybrid GNPs incorporating both carbohydrates and other molecules such as fluorescent probes, peptides, biotin etc. The introduction of additional ligands can be used to guide the assembly of the nanoclusters creating a wealth of different nanostructures.4 Furthermore, the preparation of glyco-quantum dots (semiconductors) and magnetic nanoparticles which present interesting properties is comprised within the potential of this novel technology. The Glyconanotechnology described here has the potential to integrate all the current knowledge and applications on processes that involve both Nanomaterial Science and Glycobiology and to complement the current gene oriented Nanobiotechnology.

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Rheological properties of hematite/silicone oil suspensions under AC fields M. J. Espín, C. Galindo-González and A. V. Delgado Department of Applied Physics, University of Granada. Avda. de Fuentenueva s/n, 18071 Granada-Spain The ER effect of hematite/silicone oil suspensions has been studied in this paper. The electrical properties of the suspensions were first evaluated in order to determine the conductivity of the solid phase. The rheological behavior of the suspensions in steady state showed a large ER activity characterized by a dramatic change in the viscosity and the appearance of yield stress. This ER response has been studied as a function of the electric field strength and the concentration of solids. The results have been analyzed by means of the dependence of yield stress on this variable as well as considering the fundamental forces acting between the particles. A chain model has been shown to be a suitable theoretical approaching to describe the field induced structure of the suspensions.

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Proceso de recubrimiento de nanopartículas de TiO2 T.Sierra, M. Villegas, A.C. Caballero, J.F. Fernández, A. Belda*, F. Lucas* Departamento de Electrocerámica. Instituto de Cerámica y Vidrio, C.S.I.C. 28049 Madrid *Fritta, S.L (Laboratorio de I+D). CV- 20 Km 8. 12293 Onda (Castellón) Los materiales basados en partículas de TiO2 son considerados de gran interés tecnológico debido a que poseen una estabilidad y resistencia química elevadas, así como bajos costes de producción. La modificación superficial de materiales electrocerámicos es un método de procesamiento adecuado el cual permite controlar la microestructura así como su sinterización. De esta forma se consiguen obtener recubrimientos funcionales sobre partículas cerámicas para diversos propósitos. En la actualidad existe un alto interés en el empleo de recubrimientos nanométricos de TiO2 sobre diferentes substratos, empleándose en numerosas aplicaciones como en catálisis, cosmética, pinturas, condensadores, etc. El objeto de este trabajo radica en el estudio y formación de recubrimientos homogéneos de nanopartículas de TiO2 sobre un substrato cerámico mediante el método de precipitación homogénea. Dicha precipitación fue llevada a cabo mediante la hidrólisis controlada de precursores de alcóxidos de titanio sobre un substrato cerámico previamente dispersado en solución acuosa. El espesor y la uniformidad del recubrimiento de TiO2 depende de las condiciones experimentales empleadas. Usando una alta concentración de alcóxido, se obtienen nanopartículas de TiO2 precipitadas de forma aislada, sin embargo el uso de urea en disolución acuosa como disolvente y bajas concentraciones de precursor permiten obtener recubrimientos homogéneos. Las muestras fueron caracterizadas mediante titración Potenciometrica y Conductimétrica, Espectroscopía de Infrarroja de Transformada de Fourier, Análisis Térmico Diferencial (ATD), Análisis Térmico Gravimétrico (ATG) y Microscopía Electrónica de Transmisión (MET).

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Materiales híbridos para procesos de reconocimiento molecular R. Casasús,a M. Comes,a B. García,a A. B. Descalzo,a G. Rodríguez,a A. Moreno,a F. Sancenón,a M. D. Marcos,a R. Martínez,*, a J. V. Ros,a J. Soto,a L. Villaescusa,a P. Amorós,b D. Beltrán,b C. Guillem,b J. Latorreb and K. Rurack.c a GDDS,

Departamento de Química, Universidad Politécnica de Valencia, Camino de Vera s/n, E-46071 Valencia (Spain): de Ciència dels Materials de la Universitat de Valencia (ICMUV), P.O. Box 2085, E-46071 Valencia (Spain). c OE I.3, Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM), Richard-Willstätter-Strasse 11, D-12489 Berlin, Germany. b Institut

El desarrollo y estudio de nuevos sensores químicos para el reconocimiento de cationes, aniones y especies neutras ha recibido un especial interés en el campo de la química supramolecular en los últimos años. Aunque el principal esfuerzo se centra en el diseño de nuevas especies químicas coordinantes capaces de interaccionar con el sustrato de interés de forma selectiva y específica, nuestro grupo trabaja en la investigación y desarrollo de nuevos materiales porosos silíceos utilizados como sistemas activos en este proceso de reconocimiento. Las características que ofrecen los sólidos del tipo MCM-41, como su elevada superficie específica, la facilidad relativa para la funcionalización, o distribución de poro homogénea,… hacen de éstos, unos materiales óptimos para su aplicación como sensores. Normalmente, un dispositivo sensor consta de dos partes: un centro de coordinación o reactivo y un grupo generador de señal (color o fluorescencia). El primero es el encargado de interaccionar con el analito o substrato, y el segundo transforma el proceso químico de coordinación en una señal cuantificable (por cambio o generación de color o por aumento o disminución de la fluorescencia). El anclaje de la especie orgánica en la matriz inorgánica nos proporciona un material híbrido orgánico-inorgánico con propiedades adicionales que van a aumentar el campo de aplicación de estos sistemas. Alguna de las ventajas que puede presentar el sistema híbrido frente al sensor molecular son, por ejemplo, su facilidad de manipulación, probable reutilización, polaridad controlable (posibilidad de modificar químicamente las paredes de los sólidos con grupos funcionales de polaridad variable), selectividad de tamaño y forma en el acceso al sistema de poros (elección del sólido poroso o anclaje de moléculas de diferente tamaño a la pared interna de los poros), aumento de la estabilidad de las unidades coordinante e indicadoras, posibilidad de su uso en un medio acuoso, homogeneidad en la distribución de las unidades sensoras a lo largo de la superficie de material poroso y una mayor sensibilidad (efecto de preconcentración como consecuencia del poder de adsorción de estos materiales en las inmediaciones del sensor). La matriz inorgánica UVM-7 basada en conglomerados de nano-partículas mesoporosas tipo MCM-41 (1100 m2 g-1 de superficie específica y un tamaño de poro de 32 A) que proporcionan una porosidad textural adicional con tamaños de poros entre 20 y 70 nm, permite la movilidad del substrato a través del sistema de poros del sólido. El material silíceo poroso fue preparado de acuerdo con el

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 método descrito en la bibliografía y este material es funcionalizado posteriormente con el dispositivo sensor elegido en función del sustrato que interesa detectar. En el caso de la detección de aniones por ejemplo, las unidades receptoras podrían ser aminas, amidas, ureas o tioureas. Además, la selectividad del material híbrido final podrá ser ajustada mediante la modificación de su superficie proporcionando un medio hidrófobo por ejemplo, al funcionalizar la superficie con cadenas alquílicas. Aquí, por tanto, la combinación de diferentes procesos de funcionalización (cohidrólisis, grafting post-síntesis) de la matriz sólida (mesoestructurada, mesoporosa extraída, mesoporosa calcinada o mesoporosa activada) nos ofrecen una amplia diversidad de comportamientos en el material sólido final.

PELÍCULAS DELGADAS 063

Análisis de películas delgadas sobre vidrios mediante descargas luminiscentes de radiofrecuencia– espectrometría de emisión óptica R. Pereiroa, N. Bordelb, B. Fernándeza, A. Menéndeza, A. Sanz-Medela a)Departamento de Química Física y Analítica, Universidad de Oviedo, C/ Julián Clavería, 8, 33006-Oviedo-España b) Departamento de Física, Universidad de Oviedo, C/ Calvo Sotelo, s/n, 33008-Oviedo-España Las descargas luminiscentes de radiofrecuencia (rf-GDs) acopladas a espectrometría de emisión óptica (OES) se consideran hoy en día una importante herramienta para el análisis directo de muestras sólidas, y son de gran utilidad para el control de calidad de materiales. Los vidrios constituyen un grupo de materiales de gran interés práctico que aún precisan del desarrollo de técnicas analíticas sencillas y rápidas que permitan la determinación de elementos traza y de multicapas de pequeño espesor. Las rf-GDs pueden ser de gran utilidad para este propósito. En el presente trabajo se ha investigado el potencial de la rf-GD-OES para el análisis del perfil de concentración en profundidad de vidrios con recubrimientos multicapa y se mostrarán varios ejemplos prácticos sobre las investigaciones realizadas, así como el método de cuantificación desarrollado para los mismos.

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Caracterización y análisis cuantitativo de perfiles de concentración en multicapas PVD R. Martínez(a), R.J. Rodríguez (a), J.A. García(a), G.G. Fuentes(a), B.Lerga(a), M. Rico(a), E. Elizalde(b), P. Prieto (b) a)AIN, Centro de Ingeniería Avanzada de Superficies, C/ San Cosme y San Damián s/n 31191 Cordovilla-Pamplona, España b)Dpto. de Física Aplicada C-XII. Universidad Autónoma de Madrid Campus de Cantoblanco E-28049 Madrid, España Las nuevas tendencias en recubrimientos industriales por PVD apuntan hacia recubrimientos multicapas como una manera sencilla de conseguir prestaciones tribológicas, muy superiores a las capas convencionales. Este tipo de recubrimientos consiste en el apilamiento de varias capas con buenas propiedades tribológicas, pero contando cada capa individual con espesores que comprenden desde cientos de nanómetros hasta escasos 5-10 nm. Las propiedades de estos recubrimientos nanoestructurados dependen en gran medida de la modulación de espesor de cada capa individual.En este documento se presentan los resultados obtenidos de la caracterización de recubrimientos nanoestructurados TiN/CrN, con espesor total en torno a 2,5 m y diferente número de monocapas de TiN y CrN (23, 45 y 107 capas totales). Además se exploran las posibilidades y ventajas que presenta la técnica de Espectroscopía de Emisión Óptica por Descarga Luminiscente (GD-OES), comparando los resultados obtenidos con los que pueden obtenerse por otras técnicas en términos de cuantificación, resolución en profundidad y rapidez de análisis. Los resultados obtenidos indican que GDOES es una técnica útil para resolver capas de estos espesores, que permiten obtener cuantificaciones similares a otras técnicas (AES, XPS), pero añadiendo una velocidad de análisis muy superior a las características de estas dos técnicas. Es interesante destacar que la resolución en profundidad presentada por los análisis GD-OES es comparable a la de AES y XPS. Este hecho se debe a que la energía de impacto asociada al proceso de sputtering en GDOES es bastante bajo, es decir, en torno a 100 e.V., lo que disminuye la mezcla atómica entre las capas individuales.

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Comparison of the coloration efficiency of electrochromic thin films based on WO3 and conducting polymers (PEDOT) J. García-Cañadas, R. Hass, J. Bisquert, G. Garcia-Belmonte Dept. de Ciències Experimentals, Universitat Jaume I, E-12080 Castelló. This work presents the studies performed on the characterization of the electrochromic behavior of thin films (~100 nm thickness) based on inorganic (amorphous WO3) and organic [poly(3,4-ethylenedioxythiophene], PEDOT) compounds. WO3 films were prepared by means of the electron beam evaporation technique onto transparent ITO substrates and resulted highly dense amorphous materials. Polymeric films were electrodeposited also onto ITO following an electrochemical procedure. In both cases, color changes are produced by a doping process (insertion of Li+ cations [WO3] or ClO4¯ anions [PEDOT] upon suitable polarization in an electrochemical cell. Color efficiency, which is defined as the differential change in transmittance produced by a change in inserted charge, exhibits different behavior for comparable amount of inserted charge. Whilst inorganic films based on WO3 show a rather constant value , polymeric films present a maximum for low insertion levels and a decaying behavior as inserted charge increases. Great differences in the insertion thermodynamics are therefore expected between these two materials.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 075

In-depth profile analysis by glow discharge – time of fight mass spectrometry N. Bordel1, R. Pereiro2, J. Pisonero1, B. Fernández2, A. Menéndez2, A. Sanz-Medel2 Departamento de Física. Universidad de Oviedo. C/ Calvo Sotelo s/n, 33007 Oviedo. Departamento de Química Física y Analítica. Universidad de Oviedo. C/Julian Clavería, 33006 Oviedo. 1

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The suitability of a glow discharge time-of-flight mass spectrometer (GD-TOFMS) developed in our group for the direct analysis of coated samples was examined. The GD-TOFMS system powered with direct current was employed to analyse conducting coated samples and the qualitative and quantitative profiles were obtained. Also, by powering the equipment with radiofrequency, the system was used to analyse non-conducting materials (in particular glasses). The developed GD-TOFMS offers several important analytical features, including a good long-term stability, high mass resolving power, and good precision for isotope ratio measurements. Moreover, the high acquisition velocity of the complete mass spectrum of any sample by using the time of flight mass spectrometer offers a great advantage for the analyse of unknown samples.

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Preparción y caracterización de bicapas antireflectivas de ZnO/ZnS obtenidas por spray pirolisis M.C. Lópeza*, J.P. Espinosb, D. Leinena, F. Martina ,J.R. Ramos-Barradoa 3

Laboratorio de Materiales&Superficie (Unidad asociada al CSIC). Departamentos de Física Aplicada e Ingeniería Química. Facultad de Ciencias. Universidad de Málaga. E-29071 Málaga (Spain) b. Instituto de Ciencias de Materiales. CSIC. Isla de la Cartuja. Sevilla

Mediante la técnica de Spray Pirólisis Químico, se han obtenido bicapas ZnO/ZnS para ser usadas como capas antireflexivas en células solares, utilizando como precursores tiourea y acetato de zinc dihidratado o dicloruro de zinc. Las propiedades ópticas, estructurales, morfológicas y de composición se han determinado para los distintos precursores de Zinc. Mediante XPS y desbastado por Ar+ se ha analizado la variación en profundidad de la composición de las bicapas obteniéndose que en ningún caso hay contaminación de carbón u otras especies químicas que modifiquen el índice de refracción de la bicapa, aunque las intercaras obtenidas con dicloruro de zinc dihidratado son más abruptas.

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Silicon nitride and titanium nitride coatings on 316 stainless steel by atmospheric pressure CVD in a fluidized bed reactor (FBR-CVD) J.Perez-Mariano, S.Borros and C.Colominas Grup d’Enginyeria Molecular, Institut Químic de Sarrià (GEM-IQS) Via Augusta 390, 08017 Barcelona,Catalonia ( Spain) Silicon nitride and titanium nitride coatings have been deposited on 316 stainless steel by Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition (AP-CVD) in a Fluidized Bed Reactor (FBR) from a reactive gas mixture of ammonia, hidrogen and SiCl4 or TiCl4, respectively. Argon was used in both cases to fluidize a bed of alumina particles contained in the reaction chamber. Scanning electronic microscopy, glow discharge optical emission spectroscopy, X-ray diffraction, infrarred spectroscopy and X-ray photoelectronic spectroscopy are used to investigate the morphology, chemical composition and structural properties of the films. The results indicate that silicon nitride coatings were amorphous, non-stoichiometric and electrically insulating. In the case of titanium nitride, smooth and gold-colored coatings were obtained. In both cases, the deposition rate was in the range of 1 m to 1.5 m per hour and it was observed the formation of a chromium nitride interlayer several microns thick under the coating. Present results show that AP-CVD in fluidized bed reactors is a promising cost-effective technique for the deposition of homogeneous sub-micron layered ceramic structures.

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Surface modification of polymers for tissue engineering aplications L. Francesch1, E. Garreta1, A. Paz1, M. Balcells2, R. Förch3, S. Borrós1* 2 Harvard

1 Laboratori de Ciència dels Materials-GEM IQS, Institut Químic de Sarrià (IQS) University-Massachusetts Institute of Technology, Biomedical Engineering Department, Cambridge, USA 3 Max Planck Institut für Polymer Forschung, Mainz, Germany

A new monomer has been synthesized, a pentafluorophenyl acrylate, that has been polymerised by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition by soft ionization techniques. The polymer leaves labile groups on the surface, which facilitate a fast reaction with biotin and streptavindin to attach biotinylated molecules in an easy way. Other monomers, such as acrylic acid and allylic alcohol, have also been polymerised by plasma, leading to a surface with functional character that would result into a versatile platform for further linkage of biotinylated biomolecules to promote cell attachment.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 009

Silicio híbrido dopado preparado por PECVD L. Urbina, J. Cárabe y JJ. Gandía Avda. Complutense nº 22, CIEMAT, 28040 MADRID El desarrollo de semiconductores en lámina delgada para aplicaciones fotovoltaicas es un campo de elevado interés por su potencial de reducción de costes. La enorme versatilidad de la tecnología de silicio en lámina delgada permite controlar las propiedades del material para obtener tanto absorbentes como emisores de células solares. La línea de investigación del CIEMAT en dispositivos de silicio aborda, entre otros, el desarrollo de una forma de silicio depositado llamada silicio híbrido y su aplicación tanto a células de heterounión como a células p-i-n de silicio en lámina delgada. La combinación de una baja energía de activación de la conductividad en estados extendidos (por debajo de 0.1 eV) y de un gap elevado (del orden de 2 eV o más), hacen del silicio híbrido un material ideal como emisor n o p de cualquiera de estos dos tipos de dispositivos fotovoltaicos. El propósito del presente trabajo es clarificar cuáles son los parámetros clave en el depósito de láminas de h-Si:H por medio de PECVD convencional, de modo que sea fácil reproducir en un reactor un silicio híbrido desarrollado en otra máquina.

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Preparación de láminas ultrafinas por métodos químicos de depósito de disoluciones con composiciones basadas en el titanato de plomo J. Ricote, M.L. Calzada Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid. CSIC. 28049 Madrid. Uno de los principales retos que presenta la adaptación a la escala nanométrica de los dispositivos electromecánicos es la elección de un elemento transductor adecuado. En estas escalas de tamaño tanto la transducción electrostática como por métodos ópticos presentan graves dificultades, mientras que la transducción piezoeléctrica escala bien en las dimensiones nanométricas y es potencialmente utilizable en los nuevos sistemas nanoelectromecánicos (NEMS, del inglés Nanoelectromechanical Systems). Para ello se necesitan optimizar los métodos de preparación de láminas piezoeléctricas ultrafinas (espesores inferiores a 100 nm) que se puedan integrar en dichos dispositivos. Los métodos químicos de depósito de disoluciones (CSD, del inglés Chemical Solution Deposition) presentan claras ventajas en la preparación de láminas delgadas, tales como el control estequiométrico y microestructural, siendo posible la preparación de láminas extensas de calidad con espesores de hasta 13 nm [1]. Sin embargo, la formación de "islas" tras la cristalización de la lámina observada en estos sistemas [2] limita la continuidad del recubrimiento. En este trabajo abordamos la tarea de preparar láminas ultrafinas de titanatos de plomo con diferentes espesores por medio del control de las propiedades reológicas de las disoluciones precursoras, con el fin de determinar las condiciones óptimas para producir láminas continuas de los menores espesores posibles. El control del espesor se hace por medio de reflectividad de rayos X y las propiedades piezoeléctricas de las láminas se determinan con un microscopio de fuerzas usando el denominado modo de piezorespuesta [3].

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Caracterización óptica de películas de silicio de espesor controlado e índice refracción contrastado J.Pérez Sellés, V. Cabrera, P. Velásquez b, C.R. Mateo a y R. Mallavia a a) Instituto de Biología Molecular y Celular, Universidad Miguel Hernández, 03202Elche, Spain b) Departamento de Materiales, Universidad Miguel Hernández, 03202 Elche, Spain Se ha caracterizado dos tipos de materiales obtenidos a partir de la hidrólisis de ortosilicato de tetraetilo (TEOS) y se ha obtenido películas delgadas de espesor controlado. Para ello, se ha construido y puesto a punto un multidepositador por inmersión. Se ha encontrado que el grosor de la película depende de la velocidad de retirada y de la viscosidad del material como predice la teoría de Landau. Además, es posible obtener películas de índice de refracción contrastado modificando las condiciones experimentales basificando antes de la deposición.

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Fabricación de grandes áreas de membranas de óxido anódico de aluminio con porosidad ordenada para implementación en VOI Emilio Rayón, Ester Pastor, Carlos Ferrer, Vitali Parkhutik Departamento de Ingeniería Mecánica y Materiales, Universidad Politecnica de Valencia, Cami de Vera, s/n 46022 Valencia Desde que Masuda propusiera el método de fabricación de membranas de óxido anódico de aluminio con porosidad ordenada, mediante la anodización de aluminio puro bajo condiciones especiales, existe un interés creciente sobre este material y sus aplicaciones, como en cristales fotónicos, biofiltros, nanotubos, almacenamiento magnético, células solares, filtros, etc. En este trabajo, nuestro grupo ha fabricado membranas de 7cm2 de óxido anódico, que posteriormente se implementarán en dispositivos de ventanas ópticas inteligentes como nueva aplicación de este material.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 117

Interfacial pattern of misfit dislocation interacting with both iterfaces of a thin multilayers crystal By OUTTAS Toufik Mechanical Engineering Departement, Faculty of Engineering Sciences, University of Batna. Rue Chahid Boukhlouf Med ElHadi, CP 05000- Batna - Algeria The elastic field, of a thin multilayers crystal with parallel faces when one of the interfaces between three layers anisotropic crystal components is parallel and is composed of a biperiodic pattern of defects is numerically computed , using a double Fourier series method, an explicit formulation of each harmonic term of series is derived that depends explicitly on the anisotropic elasticity coefficients and thickness of each crystal. Application is made to the particular case of intrinsic dislocation meshes using a GaAs/InAs/(111)GaAs related system by a regular array of misfit dislocations at the interface x2=0 , cf.[1] and [2], to determine stress distribution near the core or triple node of dislocation cell.

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Preparación de láminas delgadas de sulfuros metálicos para aplicaciones termoeléctricas A.Pascual, P. Díaz-Chao, J.R. Ares, I.J. Ferrer, C. Sánchez Dpto. de Física de Materiales, C-IV, Universidad Autónoma de Madrid, Cantoblanco, 24049- Madrid. El objetivo final del trabajo que se presenta es la obtención de películas delgadas de sulfuros metálicos con propiedades termoeléctricas. Dichas películas se han depositado a partir de la sulfuración, en atmósfera controlada de azufre, de películas metálicas evaporadas térmicamente sobre substratos de vidrio. Los metales que se han utilizado son Ni, Co, Fe, y Pd, obteniéndose los correspondientes sulfuros (NiS2, CoS2, FeS2 y PdS). La identificación de las películas se realiza mediante Análisis de Energías Dispersivas (EDS) y por Difracción de rayos X de las mismas (DRX), de este modo se conoce su composición química y su estructura cristalina. La caracterización termoeléctrica se realiza a través de la medida del coeficiente termoeléctrico (S) y la conductividad de la muestra (σ), a partir de los cuales se obtiene el factor de potencia termoeléctrico, S2σ. Este factor nos da una idea sobre la capacidad termoeléctrica de un material. Los resultados obtenidos muestran que las películas de CoS2 y PdS tienen un factor de potencia del mismo orden de magnitud que algunos materiales propuestos para ser utilizados en aplicaciones termoeléctricas (1). Sin embargo, las películas de FeS2 y NiS2 muestran valores mucho más bajos (dos y tres órdenes de magnitud, respectivamente). Por último, se mostrarán los resultados obtenidos mediante el dopaje de las películas con otro metal (Ti, Co,..). En concreto, las películas de FeS2 dopadas con Titanio muestran valores del factor de potencia termoeléctrico 70 veces mayores que las muestras sin dopar.

SEMICONDUCTORES Y NANOMATERIALES FUNCIONALES 125

Local structure of ion-assisted deposited GaN films studied by transmission X-ray absorption fine structure M.J. Arizaa, A. Koob, H.J. Trodahlb, D.J. Jonesc, J. Rozièrec a) Grupo de Física de Fluidos Complejos, Departamento de Física Aplicada, Universidad de Almería, 04120 Almería, Spain b) School of Chemical and Physical Sciences, Victoria University of Wellington, P.O. Box 600, Wellington, New Zealand c) Laboratoire des Agrégats Moléculaires et Matériaux Inorganiques UMR CNRS 5072, Université Montpellier II, Place Eugène Bataillon, F-34095 Montpellier Cédex 5, France Recently, amorphous and nanocrystalline GaN thin films have been prepared by ion-assisted deposition in the research group of Victoria University of Wellington. In this work, we study three GaN films on a Mylar substrate by X-ray absorption fine structure (XAFS) at Ga Kedge recorded in the transmission experimental mode. A reference polycrystalline GaN sample with wurtzite structure is also studied. The first and second shells of neighbouring atoms are clearly identified in the modulus of the pseudo radial distribution function. The former consists of four nitrogen atoms at approximately 1.93 Å and the latter of twelve gallium atoms at 3.18 Å. The intensity of the second shell peak increases as the film is thicker, which indicates a narrower distribution of Ga-Ga interatomic distances. Thicker GaN films are then more locally ordered. Structural parameters are compared with those obtained from total electron yield XAFS of GaN films on silicon substrates.

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Luminescence and EBIC study of defects in ceramic tin oxide D. Maestre, A.Cremades and J. Piqueras Departamento de Física de Materiales, Facultad de Ciencias Físicas, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid, España. Mechanical ball milling has been used to produce nanocrystalline structures in SnO2 and to investigate the influence of the presence of nanocrystals on the Cathodoluminescence (CL) emission, morphology, structure and electrical properties of the samples. An abrupt change from nanocrystalline to microcrystalline structured samples is observed to take place for sintering temperatures between 1200 ºC and 1300 ºC in air and argon atmospheres. For higher temperatures up to 1500 ºC, crystals, micro-, nanotubes and microbelts of SnO2 are obtained. This change is accompanied by a partial quenching of the CL in the blue and in the orange-red range as well as by

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 an increase in the resistivity of the films and changes in the film texture in absence of phase transformations. In order to explain the correlation of these changes with the defect structure of the films a deeper analysis of the role of the oxygen vacancies, which are the native donors of the oxide, annealing in oxygen atmosphere has been also carried out. Remote Electron Beam Induced Current (REBIC) measurements are used to characterize the formation of a potential barrier at the grain boundaries of oxygen treated samples.

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Preparación y caracterización de Diodos Schottky de n-GaAS(100)/Bi obtenidos por electrodeposición E.A. Dalchielea, L. Martinezb, D. Leinenb, F. Martínb, Mª C. Lópezb y J.R. Ramos-Barradob a) Instituto de Física. Facultad de Ingeniería, Herrera y Resing 565, CC 30, 11000 Montevideo, Uruguay b) Laboratorio de Materiales y Superficie (Unidad Asociada al CSIC). Departamentos de Física Aplicada e Ingeniería Química. Facultad de Ciencias. Universidad de Málaga. E2091 Málaga (España). Se han caracterizado diodos Schottky n-GaAs(100)/Bi, obtenidos por electrodeposición, por CV y espectroscopia de admitancias. La capa de Bi se ha estudiado por XRD, presentando estructura romboédrica sin orientación preferente y con tamaño medio de cristalitos de 650 Å. La unión, estudiada entre 90K y 200K, presenta un comportamiento típico de Schottky con una altura de barrera de 0.85 eV a 173 K y una densidad de portadores tipo n de 3.8x1016 cm-3. La sección eficaz de captura de las trampas, proporcionales a T-2 con una energía de activación de 33 meV, y la densidad de estado en la interface son determinada por espectroscopia de admitancia. Es posible un pinning del nivel de Fermi aproximadamente a la mitad del band gap.

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Caracterización óptica de láminas delgadas de ZnO elaboradas mediante deposición por láser pulsado B. María, M. A. Hernàndeza, M. Mollara, J.A. Sansb, A. Segurab a) Departament de Física Aplicada. Universitat Politècnica de València. Camí de Vera s/n, 46022-València b) Institut de Ciència de Materials-Dep. Física Aplicada. Universitat de València. 46100-Burjassot, València El semiconductor óxido de zinc (ZnO) es un material versátil que está atrayendo cada vez más atención debido a sus propiedades catalíticas, ópticas y eléctricas. Las características del substrato utilizado para la elaboración de diferentes dispositivos: células solares, láminas transparentes de protección al ultravioleta, sensores químicos y varistores y en la previsible utilización en el futuro como diodos emisores de luz y diodos láser en la zona del ultravioleta, son determinantes en el posterior rendimiento del mismo. En el presente trabajo se analizan las características de láminas delgadas, de aproximadamente 150 nm de espesor, obtenidas mediante la técnica de ablación láser pulsado (PLD) sobre diferentes tipos de substratos (mica, fluorita y zafiro). Para dicho análisis se han utilizado técnicas de espectroscopia óptica de absorción, fotoluminiscencia y microscopía de fuerza atómica.

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Electrical Characteristics of ZnO nanobelt based varistors for Medium Voltage Arresters B. G. Rolón*, F. Ireta. Facultad de Ingeniería Mecánica Eléctrica y Electrónica de la Universidad de Guanajuato Ave. Tampico 912 Col. Bellavista C.P 36730. Salamanca Guanajuato, México The ZnO varistors showing highly non-Ohmic current (I)- voltage (V) characteristics are proven to have excellent properties in the field of surge protection against transient voltage. This work presents the results of the electrical characteristics of varistors made with a technique that allows to get ZnO nanobelts the single crystalline structurally controlled. The micro-structural characteristics were analysed across the volume of the varistor blocks in order to evaluate their micro-structural homogeneity and electrical properties.

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Caracterización estructural y óptica de pozos cuánticos de GaInNAs/GaAs(001) M. Herreraa, D. Gonzáleza and R. Garcíaa, M.Hopkinsonb, P.Navarettib, M. Gutiérrezb and H.Y.Liub (a)Departamento de Ciencia de los Materiales e I.M. y Q.I., Universidad de Cádiz, Apartado 40, 11510 Puerto Real, Cádiz, Spain.

(b)Department of Electronic and Electrical Engineering, University of Sheffield, Mapping Street, Sheffield S1 3JD, United Kingdom Este trabajo se enfoca al estudio de las propiedades estructurales y ópticas de pozos cuánticos de GaInNAs/GaAs(001) con contenidos de In y de N en el rango 0.20-0.35 y 0.013-0.023, respectivamente, mediante Microscopía Electrónica de Transmisión y Fotoluminiscencia. Se ha observado un cambio en la morfología de los pozos al aumentar el contenido de In de 20 a 25%, pasando de planos a ondulados. Este cambio de morfología viene acompañado de la formación de lazos de dislocación de Frank extrínsecos, cuyo origen podría estar en una acumulación local de tensiones. El espectro de PL ha mostrado intensos picos de emisión para ambas muestras (con y sin lazos de dislocación), por lo que la aparición de estos defectos parece no afectar a las propiedades ópticas de sistema. Al aumentar el contenido de In hasta 35%, se ha observado la aparición de dislocaciones de propagación, cuya formación podría ser debida al desfallamiento de los lazos de dislocación, por reacción con dos parciales de Shockley.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 051

Fluctuaciones de composición en pozos cuánticos de GaInNAs/GaAs M. Herreraa, D. Gonzáleza and R. Garcíaa, M.Hopkinsonb, P.Navarettib, M. Gutiérrezb and H.Y.Liub a)Departamento de Ciencia de los Materiales e I.M. y Q.I., Universidad de Cádiz, Apartado 40, 11510 Puerto Real, Cádiz, Spain. b)Department of Electronic and Electrical Engineering, University of Sheffield, Mapping Street, Sheffield S1 3JD, United Kingdom En el presente trabajo se han estudiado mediante Microscopía Electrónica de Transmisión y Fotoluminiscencia estructuras de pozos cuánticos de GaInNAs/GaAs(001) crecidas por MBE a distintas temperaturas en el rango 360ºC-460ºC. Se han observado contrastes de deformación periódicos con la reflexión 220BF, los cuales se hacen más intensos al aumentar la temperatura de crecimiento. Estos contrastes se han asociado a fluctuaciones de composición, por tanto se ha encontrado un aumento en la separación de fase de esta aleación con la temperatura. Los resultados de fotoluminiscencia mostraron un paulatino ensanchamiento del pico de emisión al pasar de 360ºC a 460ºC. Esto ha sido correlacionado con el aumento en magnitud de la separación de fase, de modo que esta fluctuación de composición podría degradar las propiedades ópticas de este sistema.

MATERIALES EN EL MERCADO.INNOVACIÓN 017

Diseño de una torre de 44 m de altura con materiales pultrusionados para la UPV J. Rovira, S. Ivorra Departamento de Mecánica de los Medios Continuos y Teoría de Estructuras, Universidad Politécnica de Valencia, Camino de Vera, s/n, 46022-Valencia-España En este documento se describe la geometría, el proceso de diseño y análisis de una estructura singular construida con materiales compuestos desarrollada en el Departamento de Mecánica de los Medios Continuos y teoría de Estructuras de la Universidad Politécnica de Valencia. La singularidad de esta estructura reside en sus dimensiones y en el material del cual está construida: perfiles pultrusionados a base de vinilester reforzado de fibra de vidrio y elementos construidos a partir de estratificación tradicional FRP (Fiber reinforced polymer). Todas las uniones se han realizado atornilladas con tornillos diseñados al efecto de fibro - resinas de alta resistencia y homogeneidad. Dadas las especiales características del material ha sido necesario desarrollar un proceso de investigación basado en un programa de modelos numéricos calibrados a través ensayos de laboratorio a fin de caracterizar el comportamiento estructural del material. La estructura final tiene como objetivo prioritario el de balizar la situación y el acceso a la Universidad Politécnica, siendo su base circular de 8.5 m de diámetro y su coronación también circular con 0.16 m de diámetro exterior.

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Herramientas para el diseño de aceros de automoción que conjuguen alta resistencia y elevada tenacidad A.Martínez, R. Elvira, J. Molinero, C. Bertrand. Sidenor I+D, S.A. Barrio Ugarte s/n Apartado 152, 48970-BASAURI (Vizcaya) España La Mecánica de la Fractura es una disciplina especialmente aplicada a estructuras de grandes dimensiones y piezas de difícil sustitución, que permite conocer el nivel de defectos en forma de grietas admisible en un material para unas solicitaciones conocidas. Esta herramienta no es empleada habitualmente en automoción por razones de diversa índole; de tipo operativo, ya que debido a la tenacidad de los materiales utilizados el tamaño de probeta requerido resulta excesivamente grande en proporción con el tamaño de pieza final, de tipo funcional ya que son piezas cuya sustitución no resulta excesivamente complicada, o de control por la dificultad que conlleva determinar en piezas de difícil acceso la presencia de una grieta de tamaño crítico. Sin embargo, dado que establece la energía necesaria para la propagación de la grieta, puede ser extremadamente útil para discernir la respuesta a fatiga de distintos materiales, en tanto que la mayor parte de la vida a fatiga se emplea en la nucleación y propagación de microgrietas. En el presente trabajo se muestra la influencia que tienen diferentes microestructuras, tratamientos térmicos y limpieza inclusionaria sobre la tenacidad a fractura de los aceros, así como las diferencias que presenta este método sobre otros métodos tradicionales de caracterización, en particular, las medidas de tenacidad por resistencia al impacto. Para ello se han seleccionado aceros al carbono y aleados, habitualmente empleados en aplicaciones industriales, con diferentes adiciones para mejora de su respuesta al mecanizado (tradicionalmente estas adiciones fragilizan el acero) y con diferentes tratamientos térmicos para conferirles similares niveles de resistencia mecánica, pero distinta estructura metalúrgica, con objeto de analizar el efecto de estas variables sobre la resistencia a la propagación de la grieta mediante análisis CTOD (Crack Tip Opening Displacement).

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 060

Moldes Inteligentes: Monitorización de la solidificación en procesos de fundición de metales I. Hurtadoa, A. Landaa, I. Letea, Z. Azpilgaina, J.M. Zabaleguia, I. Landab a) Mondragon Unibertsitatea, Goi Eskola Politeknikoa, Loramendi 4, 20500 Mondragón b) Fagor Ederlan S. Coop., Depto. I+D, Gastañaduy 42, 20540 Eskoriatza. El concepto de Proceso Inteligente consiste en el control automatizado en tiempo real de un proceso basándose en modelos matemáticos y en la monitorización directa de las características microestructurales del material transformado. La corrección del proceso se efectúa sobre el mismo ciclo o componente que se está monitorizando.

Los procesos de fundición pueden ser relativamente lentos (gravedad, baja presión, ...) por lo que son un buen candidato para poner a punto la técnica de control inteligente. La integración de un sistema de monitorizado permanente junto con un bucle cerrado de control serían un salto cualitativo respecto a métodos tradicionales indirectos basados en termopares y sensores de presión.

A corto plazo, la monitorización puede proporcionar valores reales con los que alimentar sistemas de simulación que llevan a decisiones sobre el diseño de moldes, sistemas de control del enfriamiento y variables de producción. En el presente trabajo se presenta la técnica de monitorización directa del proceso de solidificación mediante ultrasonidos. Los primeros resultados se han obtenido sobre una aleación de aluminio con características tixotrópicas para ver la dependencia de la señal respecto a la microestructura en estado sólido. Así mismo, se ha puesto a punto un sistema de solidificación unidireccional en el que monitorizar de forma controlada la posición y velocidad de la interfase sólido-líquido. En el aspecto técnico, se está utilizando un piezoeléctrico trabajando a 5 MHz y una guía de ondas refrigerada para evitar los rebotes en el molde. Se pretende comenzar con un análisis “off line”, relacionando las señales de ultrasonidos con la microestructura del material y con simulaciones termodinámicas y de llenado y solidificación de moldes. En una segunda etapa se pasará a analizar un proceso más realista con la práctica industrial, incluyéndose el análisis “on line” de las señales. Este trabajo se encuadra en la actividad del Proyecto Estratégico ACTIMAT, en el que participan Centros de Investigación, Empresas y Universidades del País Vasco, y cuyo objetivo general es la capacitación en Materiales y Procesos Inteligentes.

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Ventajas e inconvenientes de la aplicación del thixoforming al conformado de aceros Z. Idoyaga, R. Elvira, J.M. Llanos, C. Bertrand. SIDENOR I+D S.A., Bº Ugarte s/n, 4.970 –Basauri(Bizkaia) El thixoforming tiene ventajas relativas frente a otros procesos convencionales de conformado como la forja o el moldeo. La variación de la viscosidad con la velocidad de deformación que presentan algunas aleaciones a temperaturas en que coexisten fases líquidas y sólidas, permite manipularlas como sólidos en ausencia de deformación y hacerlas fluir fácilmente hacia el interior de un molde para obtener la forma deseada, bajo un esfuerzo realizado. De este modo, pueden conseguirse geometrías más complicadas que en forja y, respecto a la fundición, ahorra energía y material y mejora calidad y propiedades mecánicas. Aunque este proceso es empleado actualmente con éxito, en el conformado de materiales de bajo punto de fusión (aleaciones de aluminio, magnesio, etc.), sin embargo, las superiores temperaturas de proceso (~1300ºC) dificultan su aplicación en aceros. Con objeto de desarrollar aceros thixoconformables y explorar nuevos métodos alternativos de conformado, Sidenor ha liderado un proyecto con financiación de la Unión Europea en colaboración con diversos socios europeos (Bosch, COPEM, Ovako, Böhler, Epirus, RWTH, CSM, MEFOS), en el que se han determinado las limitaciones operativas de esta tecnología, las calidades a que podría aplicarse y sus posibilidades de empleo industrial En el presente trabajo se muestran los resultados obtenidos en el thixoconformado de aceros convencionales de baja, media y alta aleación en cuanto a propiedades del producto final y ventana de proceso, comprobándose, finalmente, que el límite inferior de C para obtener una microestructura adecuada para el proceso de thixoforming es de 1%, de mientras que el resto de los elementos aleantes probados (Mn, Si, Cr, Ni, Mo) no tienen ninguna influencia significativa comparados con el carbono.

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Comportamiento de materiales derivados de breas de alquitrán de hulla en baterías de ion-Li A. Concheso, C. Blanco, R. Santamaría, M. Granda, R. Menéndez, R. Alcántara#, P. Lavela#, J.L. Tirado# Instituto Nacional del Carbón (CSIC), Apdo. 73, 33080-Oviedo (Spain) # Laboratorio de Química Inorgánica, Universidad de Córdoba,Edificio C-3, Campus de Rabanales, 14071 Córdoba, Spain En este trabajo se emplea como materia prima una brea de alquitrán de hulla, que se modifica por tratamiento térmico a 430 ºC durante 4 horas, sometiéndola posteriormente a una separación de fases por filtración en caliente. Las dos fases así obtenidas se estabilizaron oxidativamente para preservar su estructura microcristalina durante la carbonización, que se realizó a temperaturas comprendidas entre 700 y 2500 ºC. Los materiales obtenidos se caracterizaron mediante microscopia óptica, análisis elemental, difracción de rayos X y microscopía electrónica de barrido. El comportamiento electroquímico se estudió mediante ciclados potenciostáticos y espectroscopía electroquímica de impedancia.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 201

Morteros de cemento para el apantallamiento de radiación electromagnética M. Garcíaa, D. Rodrígueza, C. Suestab, M. J. Lópezb a)Instituto de Tecnología Eléctrica (ITE). Avda. Juan de la Cierva 24, Parque Tecnológico de Valencia. Paterna (España). b) Instituto Tecnológico de la Construcción (AIDICO). Avda. Benjamin Franklin 17.Parque Tecnológico de Valencia. Paterna (España). Fibra de carbono molida, grafito y un residuo industrial a base de óxidos de hierro han sido empleados como adiciones en morteros de cemento y arena modificados reológicamente y de relación agua/cemento = 0,38. La efectividad de apantallamiento de estos materiales se ha medido entre 400MHz y 3GHz en piezas planas en un entorno abierto no controlado y se ha comparado con un mortero control que no contiene ninguna adición. Además, se ha caracterizado la resistencia mecánica de los materiales desarrollados para determinar el efecto de las adiciones empleadas. Las mayores efectividades de apantallamiento obtenidas en polarización horizontal corresponden a las muestras que contienen grafito, oscilando entre los 10dB y los 28dB aproximadamente, dependiendo de la composición y la frecuencia de medida. Además, se ha realizado una simulación en un edificio de viviendas considerando que la fachada lleva un revestimiento exterior con adición de grafito de 1,5 cm de espesor, calculándose una efectividad de apantallamiento promedio en el interior de dicho edificio de 5,2dB.

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Materiales de carbono obtenidos a partir de breas de mesofase para su uso en electrodos de supercondensadores V. Ruiz, A. Díez, E. Mora, R. Santamaría, C. Blanco, M. Granda, R. Menéndez Instituto Nacional del Carbón (CSIC), Apdo. 73, 33080-Oviedo (Spain) En este trabajo, se estudia la activación de una brea de mesofase en distintas condiciones para obtener materiales de carbono porosos adecuados para su uso como material activo de electrodo en supercondensadores. Las propiedades texturales de estos materiales (áreas superficiales y volúmenes de poros) se midieron a través de calorimetría de inmersión e isotermas de adsorción en N2 y CO2, determinando la influencia que tienen las condiciones de activación en la textura porosa del material. Además, se estudia la influencia de la textura porosa en el comportamiento electroquímico del material, en especial, en su capacidad específica.

SIMULACIÓN Y MODELOS 086

Análisis crítico de la fiabilidad de los códigos estático implícito y dinámico explícito para la simulación por FEM de procesos de hidroconformado de tubo L. Galdosa, C. Garcíaa, J. A. Esnaolaa, A. Aginagaldea a)Departamento de Fabricación, Mondragon Goi Eskola Politeknikoa, Loramendi 4, 20500-Mondragón-España El lanzamiento y puesta a punto de nuevos procesos de hidroconformado es costoso debido al tiempo de diseño del nuevo útil, al gran número de variables de entrada a controlar y al poco conocimiento de la tecnología. La simulación numérica es una herramienta válida para la disminución de costes y tiempo en esta fase de definición de proceso. No obstante, los resultados de una simulación dependen en gran medida de los modelos de cálculo y de comportamiento de material elegidos. El objeto del presente artículo es presentar los principales resultados encontrados en el análisis del grado de fiabilidad de los códigos estático implícito y dinámico explícito de cara a modelizar los procesos de hidroconformado de tubo. Para ello se han comparado los resultados experimentales obtenidos en el hidroconformado de piezas con los predichos por la simulación.

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Simulación computarizada de un molino compacto de laminación en caliente M. P. Guerrero-Mataa, P. C. Zambranob y R. Colása a Doctorado

en Ingeniería de Materiales, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Universidad Autónoma de Nuevo León. A.P. 149F, 66451 San Nicolás de los Garza, N. L., México. b División de Ingeniería Mecánica, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Universidad Autónoma de Nuevo León, A.P. 149-F, 66451 San Nicolás de los Garza, N. L., México. Durante el laminado en caliente, como en cualquier proceso conducido a temperaturas arriba de la mitad de la temperatura de fusión de las aleaciones, ocurren distintos mecanismos de restauración dinámica. El endurecimiento por deformación del material y el reblandecimiento ya sea por la eliminación o organización de defectos puntuales y lineales (recuperación), o por el cambio de toda la microestructura por recristalización, cuando la temperatura, deformación y tiempo son lo suficientemente altos. La estructura producida por el laminado en caliente no es estable, y puede recristalizar de manera estática en el tiempo disponible entre pasos. Por otra parte, los granos podrán crecer una vez que el fenómeno se ha completado.El mecanismo descrito afecta la forma en que la microestructura cambia, alterando la resistencia del material. Prácticas modernas del laminado requieren y confían en la predicción de esta resistencia utilizando las fuerzas de separación para controlar el espesor y forma de la tira. Modelos matemáticos son usados para predecir la

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 evolución térmica y microestructural que tiene lugar durante el laminado , y con esta información, se puede predecir la resistencia del material.El objetivo de este trabajo es presentar los resultados obtenidos al modelar el comportamiento de la cinta de acero de bajo carbono procesada en un laminador compacto industrial. Pruebas especiales fueron conducidas para obtener los datos necesarios para calibrar y validar los resultados de la simulación computarizada.

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Aplicación a materiales compuestos del análisis de sensibilidad en el problema térmico mediante el enfoque discreto analítico en elementos finitos A.Vercher; J.J. Ródenas; A. Pedrosa; J. Carballeira Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales, Universidad Politécnica de Valencia, Camino de Vera, s/n, 46022- Valencia El análisis de sensibilidades permite evaluar la variación de la respuesta del problema con respecto a parámetros del modelo. Desde este tipo de análisis se pueden abordar problemas como la estimación de parámetros, optimización o diseño. En el campo de los materiales compuestos, esta herramienta puede ofrecer importantes ventajas de análisis y diseño. Para el desarrollo de las ecuaciones de cálculo de sensibilidades se utilizan básicamente dos enfoques diferentes, el enfoque discreto y el continuo. El principal objetivo de este artículo es presentar el desarrollo de las ecuaciones de cálculo de sensibilidades mediante el método de los elementos finitos en el problema térmico mediante el enfoque discreto analítico aplicado a materiales compuestos. La metodología de cálculo de sensibilidades basada en este enfoque consiste en derivar analíticamente la ecuación de comportamiento del problema discretizada con respecto a la variable de interés.Las ecuaciones de cálculo de sensibilidades han sido implementadas para ejemplos de materiales compuestos con comportamiento ortótropo 2-D, ofreciéndose ejemplos de aplicación donde se analizan las influencias de las variables que caracterizan este tipo de materiales.Los resultados numéricos predicen el comportamiento del campo de temperaturas en el dominio ante variaciones en los parámetros considerados como variables. Así mismo, se plantea y resuelve el problema de conducción de calor inverso sobre ejemplos de materiales compuestos reforzados con fibra unidireccional. En este caso, se estima la conductividad térmica del compuesto en ambas direcciones a partir de una serie de puntos del dominio donde la temperatura es conocida mostrándose así, la utilidad del análisis de sensibilidad como herramienta de diseño. Para la resolución del problema de estimación se emplea el método de Newton para el caso multi-variable

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Nuevas tendencias en la simulación numérica de estructuras de mampostería S. Ivorraa, F. Pallarésb a) Departamento de Mecánica de los Medios Continuos y Teoría de Estructuras, Universidad Politécnica de Valencia, Camino de Vera, s/n, 46022-Valencia-España b) Departamento de Física Aplicada. Universidad Politécnica de Valencia, Camino de Vera, s/n, 46022-Valencia-España Tras los últimos colapsos inesperados de las torres-campanario de Pavía (Italia-1989) y Goch (Alemania-1993) las tendencias en la investigación para la simulación numérica de estructuras de mampostería han sufrido un importante cambio en su filosofía. Hasta el presente éstas se han estudiado a través de un análisis estático o incluso dinámico bajo la consideración del comportamiento del material como isótropo y homogéneo con comportamiento elástico lineal o incluso no lineal presentando resultados admisibles para períodos relativamente cortos de vida útil del material. En la actualidad se han presentado diferentes modelos de comportamiento basados en la variación temporal de las características e incidiendo en la reología de éste. A través de modelos con comportamiento viscoelástico y/o viscoplástico se ha conseguido simular el comportamiento de alguno de éstos ejemplos concluyendo su vida útil entre los cuatrocientos y quinientos años, periodos, desde luego inadmisibles con los materiales con los que se construye actualmente.

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Analisis M.E.F. del proceso de aplastamiento de asperezas en la superficie de chapas de acero de embuticion profunda A.C. Cárcel, E. Rodilla, B.Carcel Departamento de Ingeniería de Materiales , E.T.S.I.Industriales Universidad Politécnica de Valencia,Camino de Vera, s/n, 46022-Valencia-España El comportamiento tribológico durante los procesos de embutición está gobernado por un amplio número de factores y por complejas interacciones entre ellos. Un aspecto muy importante es la topografía superficial de las chapas y su evolución durante el proceso de entrada a las matrices. El paso bajo los prensachapas y el roce con el borde de entrada a la matriz provoca un aplastamiento que reduce la altura general de las asperezas y el número de picos, y reduce también la capacidad de transporte de aceite. El aplastamiento total lleva habitualmente a la aparición de fenómenos de gripado que provocan dañado superficial a las piezas y que modifican la distribución de deformaciones en el plano de la chapa, causando roturas en piezas de alta dificultada. El aplastamiento de asperezas presenta un comportamiento conocido como “asperity persistence” que tiene en cuenta la creciente resistencia del material de las asperezas a seguir aplastándose. En el presente trabajo se aborda un análisis mediante simulación por el método de elementos finitos y se analiza el importante efecto que la forma de las asperezas tiene sobre el fenómeno. Los resultados permiten interpretar de modo fiable los resultados reales observados en procesos de embutición de piezas de carrocería de automóviles.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 262

Endurecimiento por láser de acero de herramientas C. Álvarez (1), J. M. Amado(1), A. Fernández(2), A. Ramil(1), P. Romero(2), E. Saavedra(1), M. J. Tobar(1), A. Yáñez(1) (1) Departamento de Ingeniería Industrial II. Escuela Politécnica Superior Mendizábal s/n. 15403 Ferrol. Spain (2) Asociación de Investigación Metalúrgica del Noroeste (AIMEN) Relva 27 A Torneiros. 36410 O Porriño Los tratamientos térmicos superficiales por láser están influenciados por las propiedades termofísicas del material: calor específico, densidad y conductividad térmica. Por esta razón el modelado teórico de estos procesos requiere de la resolución de la ecuación de difusión del calor que, al mismo tiempo, necesita de una descripción detallada de la geometría de la pieza a tratar. Asimismo los procesos láser dependen de tres parámetros: anchura y potencia del haz además de la velocidad relativa entre la pieza y el propio haz. Los métodos de resolución más extensivamente aplicados utilizan el Método de los Elementos Finitos (FEM) que muchas veces son responsables de un elevado consumo de CPU lo que hace difícil la manipulación de diferentes combinaciones de parámetros. Las consideraciones anteriores terminan con un bajo número de situaciones experimentales que pueden ser analizadas, lo que dificulta el conocimiento real de las dependencias en los diferentes parámetros y propiedades. Este artículo propone un método basado en el análisis dimensional, para la generación del campo de parámetros compatible con la aplicación requerida, en este caso el endurecimiento de un acero de herramientas. El campo de parámetros es filtrado en términos de las exigencias metalúrgicas del proceso, de esta manera el número de combinaciones de entrada para el FEM es menor. Este menor número de combinaciones se procesan dentro de programas que tienen en cuenta, con mayor precisión, las transformaciones metalúrgicas para obtener los casos que serán verificados experimentalmente en el laboratorio. La validación de toda la cadena se hace sobre medidas de temperatura tomadas en tiempo real y a través de la microdureza y microestructura obtenida tras el tratamiento.

MATERIALES Y MEDIO AMBIENTE 155

Caracterizacion del material obtenido por reciclado de residuos cerámicos de construcción Huete Fuertes, Ricardo, Blandon Gonzalez, Begoña Dpto. Construcciones Arquitectónicas I. Universidad de Sevilla. E.T.S.A. Avda. Reina Mercedes s.n Sevilla 41012 La agresividad que supone la construcción al Medio Ambiente, ya sea por los materiales y energías utilizadas como por los residuos generados, exige un cambio en la actitud del profesional responsable y su esfuerzo en el uso de nuevas tecnologías y sistemas constructivos que permitan conseguir una construcción sostenible. Este compromiso supone la incorporación al proceso constructivo de la “ecoeficiecia”, como exigencia equiparable a las convencionales estabilidad, habitabilidad y belleza, concretada en tres requisitos básicos: a) Minimizar el consumo de rcursos no recuperables, b) Minimizar la producción de residuos y c) Minimizar el uso de procedimientos y productos tóxicos o contaminantes, siendo en el objetivo primero donde tiene particular importancia el empleo de productos obtenidos a partir de los residuos generados a lo largo del proceso de construcción (RCDs) al incorporarlos como nueva materia prima para este proceso. Sin embargo su aplicacación está limitada por factores tanto económicos como técnicos (principalmente por falta de conocimiento del comportamiento de este nuevo material) y es en este campo en el que insertamos el trabajo desarrollado para caracterizar el material granular que se obtiene de reciclado de los residuos cerámicos de construcción.

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Caracterización mecánica de HDPE reciclado reforzado con talco M.Sánchez-Soto, D. López, M. Ll. Maspoch, O.O. Santana. Centre Català del Plàstic. Universitat Politécnica de Catalunya.C/ Colom 114, 08222-Terrassa-España El Polietileno de alta densidad (HDPE) es uno de los materiales plásticos de mayor utilización en diversos sectores industriales, existiendo un número creciente de aplicaciones que demandan HDPE reciclado con propiedades similares a las del material virgen. La formación de mezclas físicas de polímeros y la adición de cargas de refuerzo son vías interesantes para conseguir materiales reciclados de menor coste que los iniciales y de propiedades optimizadas. En este trabajo se analiza el efecto que la introducción de talco tiene sobre las propiedades de dos matrices, una de HDPE reciclado y otra formada por una mezcla física de dos grados diferentes de HDPE reciclado. Se han empleado dos granulometrías de talco (2µm y 10µm) y dos porcentajes de carga (10 y 20% en peso). En el rango de composiciones empleadas, los aumentos mayores del módulo elástico y de la tensión de fluencia se consiguen con porcentajes de carga elevados y tamaños de partícula pequeños. Ambos efectos son fruto de un aumento de cristalinidad de la matriz causado por la adición del talco, representando un incremento de hasta 4 ºC en los registros realizados por calorimetría diferencial de barrido. La combinación de dos matrices de diferente fluidez ha permitido incrementar notablemente la deformación a rotura y la energía absorbida por los compuestos tanto a baja velocidad de deformación como en impacto. En estas últimas condiciones, se ha observado que el compuesto cargado con talco de 2 µm al 10% es el de mayor absorción de energía, mientras que los demás compuestos sufren una acusada disminución de esta propiedad.

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Polímeros derivados de fenoximetilestirenos como adsorbentes de microcontaminantes orgánicos F.A. Esteve-Turrillas a, A. Pastor a, R. Mestres b, R. Martínez c a) Departamento Química Analítica. Universitat de València. b) Departamento Química Orgànica. Universitat de València. Edifici Jeroni Muñoz, Dr. Moliner 50. 46100 Burjassot. Valencia. España. c) Laboratorio de Polímeros, IMRE. Universidad de La Habana. Zapata e/ Mazón y G, Habana 10400. Cuba. Se sintetizaron 7 monómeros estirénicos a partir del cloruro de 4-vinilbencilo por síntesis de Williamson con fenoles sustituidos: 4(bifenoximetil)-estireno, 4-(4-metoxicarbonil-fenoximetil)-estireno, 4-(3,5-dimetoxicarbonil-fenoximetil)-estireno, 4-(4-metoxicarbonilbifenoximetil)-estireno, 4-(4-metoxicarbonil-etil-fenoximetil)-estireno, 4-[4-((R)-(+)metilmetoxicarbonilmetoxi)-fenoximetil]-estireno y 4-(4metoxicarbonilmetil-fenoximetil)-estireno. Los monómeros fueron caracterizados por su punto de fusión, espectroscopía FTIR, 1H-RMN, 13C-RMN y espectrometría de masas de alta resolución. Se polimerizaron estos monómeros por vía radical y los polímeros resultantes fueron caracterizados por espectroscopía FTIR, 1H-RMN, 13C-RMN, así como por su Mn y Tg. Todos los polímeros tienen la estructura típica de los polímeros vinílicos y sus masas moleculares (GPC) están entre 103 y 104. Las cadenas presentan rigidez de acuerdo con los valores de las Tg que se encuentran entre 114 y 260 ºC. La capacidad de retención de contaminantes se realizó con 11 insecticidas piretroides y 7 policlorobifenilos (PCBs). Se prepararon microcolumnas con los polímeros sintetizados y se pasó agua a través de ellas que contenía PCBs y piretroides. Para determinar la cantidad absorbida se recogió el eluido, se extrajo con hexano y se determinaron ambas familias por cromatografía de gases con detector de espectrometría de masas (GC-MS). Para observar la retroextracción del analito, se hicieron pasar sucesivamente por la columna, disolventes de distinta polaridad, se recogieron las fracciones eluidas y se determinaron por GC-MS los compuestos extraídos. Los polímeros estudiados presentaron una adsorción de PCBs del orden del 80 %, con el polímero derivado del 4-(bifenoximetil)estireno como el que presentó mayor retención. Para las piretrinas estudiadas el polímero derivado de 4-(4-metoxicarbonilbifenoximetil)estireno retuvo un 77 % como promedio.

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La disolución como método alternativo para el reciclado del ABS J. Aurrekoetxea, A. Puerto, A. Arostegi, I. Urrutibeascoa Departamento de Mecánica, Mondragon Unibertsitatea. Loramendi, 4, 20500-Mondragón-España La gran versatilidad del acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) hace de él un material apto para muchas aplicaciones, por lo que su reciclado es interesante tanto desde el punto de vista medioambiental como desde el económico. En el presente trabajo se presenta una vía alternativa de reciclado para el ABS basada en la disolución del residuo (filtración, homogeneización del residuo, mezcla con material virgen,...) y su posterior precipitación. Las principales ventajas que se le presuponen a la nueva tecnología, frente al tradicional reciclaje mecánico, son: 1) menor degradación debido a las bajas temperaturas y esfuerzos mecánicos; 2) capacidad de mezclar fácilmente desechos de ABS de diferentes composiciones químicas y viscosidades; 3) posibilidad de separar residuos inhomogéneos mediante la disolución selectiva de cada fracción de plástico; 4) opción de separar el polímero de los aditivos y cargas; 5) posibilidad de separar el ABS del recubrimiento cromado. Se presentan los resultados obtenidos en la puesta a punto de las condiciones de disolución (disolvente, concentración, tiempo de disolución,...), precipitación y secado. Como conclusiones principales se apuntan: 1) el proceso de reciclado por disolución es lo suficientemente rápido como para que sea viable industrialmente, 2) la configuración del ABS reciclado es válida para su posterior procesado y 3) el material no queda contaminado por el disolvente utilizado durante el proceso.

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Vidrios de silicato como contenedores de basuras galvánicas. S. Mello-Castanhoa, A. C. da Silvaa, C. Pecharrománb*, J. S. Moyab aIPEN-

Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, 05508-900 – Trav. R, 400 - São Paulo, Brasil de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM) CSIC, Cantoblanco 28049, Madrid, España

bInstituto

El tratamiento de los contaminantes sólidos procedentes de los residuos galvánicos, con un alto contenido en metales pesados, constituye un grave problema medioambiental debido a su fuerte toxicidad para todos los seres vivos y en especial para el hombre. En el presente trabajo se muestra un procedimiento para inactivar estos productos incorporándolos en vidrios en proporciones que pueden ir hasta de un 40% en peso. Se ha estudiado la estabilidad química de estos vidrios mediante ataques hidrolíticos, alcalinos y ácidos. Finalmente, con el fin de obtener información estructural acerca del papel de los metales pesados en los vidrios, se caracterizaron por espectroscopía óptica, infrarroja, y de fotoemisión de rayos X (XPS).

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 024

Caracterización de mezclas ABS/PC reciclados procedentes del sector eléctrico y electrónico R. Balart, Mª.D. Salvador, L. Sánchez, F. Parres, D. García Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales. Universidad Politécnica de Valencia, Paseo del Viaducto nº1, 03801, Alcoy (Alicante) El reciclado de plásticos técnicos encuentra importantes dificultades debido al escaso volumen de residuos generados así como la complejidad de los procesos de transformación. El sector eléctrico-electrónico es uno de los grandes consumidores de materias plásticas y ello, unido al corto ciclo de vida de gran parte de los productos de estos sectores, conduce a la generación de grandes cantidades de residuos plásticos, entre los que destacan, fundamentalmente, el policarbonato (PC) y el ABS. Este trabajo define las bases para la preparación de mezclas de estos materiales según el ratio en que se generan estos residuos (4 ABS:1 PC). Con estas mezclas se consiguen, por un lado, materiales con prestaciones similares al ABS pero con mejor procesabilidad y por otro, llevar a cabo el reciclado de PC que de manera individual no resulta atractivo para la industria al tratarse de una fuente de residuos de naturaleza muy diversa. En el trabajo se ha llevado a cabo una caracterización mecánica de las diferentes mezclas del sistema para estimar su compatibilidad así como una caracterización térmica para establecer su miscibilidad. Los procesos de degradación previa acumulados se han cuantificado con técnicas espectroscópicas. Además se han implementado modelos predictivos para el comportamiento mecánico que permiten diseñar y optimizar la preparación de las mezclas así como profundizar en el estudio de la estructura y comportamiento de estas.

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Estudio de las propiedades mecánicas de residuos estirénicos D. D. Rienzoa, J. M. Kennya, F. Parresb, J. Lópezb, D. Garcíab a) Departamento de Ciencia y Tecnología de Materiales, Universidad de Peguria – Terni, Loc. Pentima Bassa, 21 – 05100-Terni-Italia b) Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales, Universidad Politécnica de Valencia, Passeig del Viaducto, 1. 03801-AlcoyEspaña En los últimos años, el consumo de polímeros se ha incrementado de tal forma que se necesita un procedimiento para recuperar el material manteniendo en ciertos parámetros las características finales. En este nuevo residuo aparecen los siguientes problemas: - mezclas de diferentes materiales poliméricos - mezclas de materiales con diferente grado de degradación. En el caso de los residuos estirénicos, su procedencia es variable de tal forma que se pueden encontrar en el envasado de productos lácteos, el sector agrícola, y el sector de accesorios para el textil. Dependiendo del sector de procedencia, los residuos presentan diferentes grados de degradación, ya que en ciertos sectores la materia prima utilizada es material virgen, en cambio en otros sectores se utiliza tanto materia virgen como materia procedente del reciclado. En el proceso de reciclado, el material final obtenido es el resultado de mezclas de material con distintos grados de degradación térmica. Inicialmente las diferencias que se aprecian son superficiales, en las piezas obtenidas a partir de los residuos presentan ráfagas en la superficie. Posteriormente con ensayos mecánicos, se comprobó una pérdida de las características mecánicas en general aunque esta es más acusada en la absorción de energía tras el impacto. Tras observar la pérdida de propiedades mecánicas se analizaron las muestras mediante DSC (calorimetría diferencial de barrido), en las que se puede observar la diferencia entre un HIPS y las muestras que presentan mezcla de HIPS y PP.

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Modelización de la densidad de partículas de elastómero reciclado sinterizado por termocompresión C. Ferrer Gimeneza, J. López Martíneza, A. Macias Garciab, A. Nadal Gisberta Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales, Universidad Politécnica de Valencia. Departamento de Electrónica e Ingeniería Electromecánica, Escuela de Ingenierías industriales, Universidad de Extremadura. El presente trabajo analiza el comportamiento de la densidad en verde del polvo de naturaleza elastomérica proveniente del triturado de neumáticos fuera de uso, NFUs, en función del incremento de la presión de compactación. El polvo se denomina en la bibliografía anglosajona como Ground Tyre Rubber: GTR. Se plantea el objetivo de modelizar el comportamiento del GTR a lo largo del incremento de las presiones de compactación, modelo que se empleará para la determinación de las presiones óptimas de compactación. Parámetro fundamental para conseguir una densidad óptima en el compactado, que es el paso previo para la obtención de productos reciclados, mediante un proceso de sinterizado, utilizando como proceso de conformado la termocompresión. Se concluye con el modelo planteado que el ajuste conseguido con el modelo de evolución de la densidad en verde versus presión de compactación es francamente bueno, resultado del planteamiento inicial asumido, basado en el análisis del comportamiento del polvo de naturaleza elastomérica durante las diferentes etapas del proceso de compactación.

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Comportamiento dinámico-mecánico de termoplásticos basados en almidón reforzados con residuos de pulpa de papel M. Ventura González, C. Sanz Box , F. Martí Ferrer, A. García Ripoll Instituto Tecnológico del Plástico (AIMPLAS). C/ Gustave Eiffel, 4 - 46980 Paterna Valencia-España. En el presente trabajo se ha analizado con detalle el comportamiento mecánico y reológico bajo condiciones dinámicas, de mezclas de almidones comerciales con diferentes proporciones de residuo de pulpa de papel. El análisis de los resultados dinamo-mecánicos demuestra que la presencia de papel en la matriz polimérica conlleva un incremento de la rigidez e incrementos importantes de la viscosidad a bajas velocidades de cizalla, este último efecto posiblemente debido a la presencia de una gran cantidad de aglomerados. La preparación de mezclas con una extrusora de doble husillo co-rotante permite reducir los aglomerados y alcanzar una cantidad máxima admisible de pulpa de papel del 30% en peso. En proporciones menores se observa a simple vista una reducción importante de los aglomerados que se traduce en una mejora general de las propiedades del material extruido. La mezcla final es fácilmente inyectable en un equipo convencional de moldeo, lo que facilita su uso industrial.

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Propiedades mecánicas de mezclas de HDPE con residuos de poliéster reforzado con fibra de vidrio F. Martí-Ferrer, C. Sanz-Box , A. Benedito-Borrás, M. L. Terol-Martí AIMPLAS (Instituto Tecnológico del Plástico) C/ Gustave Eiffel,4, Valencia 46980. En el marco del proyecto PLASTIC-RECYPALLET se han evaluado las propiedades mecánicas de mezclas de polietileno de alta densidad reciclado de envases (HDPE) con el residuo producido en empresas fabricantes de piezas de poliéster con fibra de vidrio (GRP). Con el objetivo de incorporar la máxima cantidad de residuo posible en la mezcla, se estudiaron proporciones en peso de GRP entre el 30 y 50 %. El GRP triturado conteniendo un alto porcentaje de fibras cortas se incorporó al HDPE mediante el uso de una extrusora corotante de doble husillo Para minimizar la rotura de fibras y maximizar su dispersión en el seno del polímero, diferentes parámetros de procesado fueron evaluados y optimizados. Debido a la baja compatibilidad de ambos compuestos, en las mezclas con proporciones de GRP superiores al 35 % se observa una reducción importante de la resistencia a impacto, de la tensión y alargamiento a rotura y un incremento brusco de la viscosidad en fundido, mientras que el módulo elástico a tracción se mantiene prácticamente constante. La incorporación de agentes de acoplamiento conteniendo MAH mejora sustancialmente las propiedades en general del composite, principalmente en la resistencia a impacto.

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Reciclado de la cáscara de arroz para la obtención de porcelana. M.

Arana,a

G. Rodríguez,a, b P. Caudet,a C. G. Portillo,a L. A. Villaescusa,b J. Soto,b M.D. Marcos,b P. Amorós,c R. Martínez-Máñez.b b Grupo

a Escuela Superior de Cerámica de Manises de Diseño y Desarrollo de Sensores, Departamento de Química, Universidad Politécnica de Valencia. cInstitut de Ciencia dels Materials de la Universitat de Valencia.

El reciclado de residuos industriales y agrícolas mediante su utilización en otras actividades industriales está adquiriendo un interés creciente durante los últimos años, debido a las mejoras medioambientales y económicas que esto supone. En este sentido la cáscara de arroz es un residuo agrícola muy abundante en las zonas agrícolas productoras de mundo. Así, en España este residuo es abundante en la cuenca del Guadalquivir y en la región Levantina. Solamente en esta última la producción de cáscara superó las 20 Tm/año en el 2003 según datos del IMPIVA. La cascara de arroz se separa del grano durante el proceso de refinado del arroz y no tiene en si misma ningún interés económico. El mayor componente de la cáscara de arroz es sílice amorfa (20-25%) y celulosa, esta última se puede descomponer mediante tratamiento térmico. De hecho, la calcinación de la cáscara de arroz en presencia de aire permite la formación de cenizas de sílice que cuyo color varia desde el gris hasta el negro y que están formadas por sílice en un porcentaje del 87-97% (1) y por impurezas inorgánicas mezcladas con el carbón no quemado (2). El tratamiento térmico de la cáscara de arroz a temperaturas por encima de los 700ºC permite la eliminación del carbón no quemado y da lugar a la cristalización de la sílice amorfa en cristobalita y tridimita. En el presente trabajo presentamos los resultados del estudio realizado sobre la mejora en las propiedades de la porcelana mediante la incorporación de cenizas de cáscara de arroz en la composición de las pastas. Se han ensayado diferentes formulaciones partiendo de una composición estándar: caolín:feldespato:cuarzo de 50:25:25, en la que el cuarzo se ha sustituido por distintos porcentajes de ceniza de sílice proveniente de la calcinación de la cáscara de arroz. El análisis de los resultados nos permite concluir que la utilización de esta ceniza de sílice en la formulación de las pastas da lugar a una variación importante de propiedades tales como el porcentaje de dilatación, la temperatura necesaria para la sinterización de la porcelana y la resistencia mecánica. Además, se ha observado un aumento de la porosidad y de fase vítrea con lo cual se minimiza la cantidad de poros cerrados y se consigue el crecimiento temprano de los cristales de mullita. Por tanto, con nuestro estudio queda patente que el aprovechamiento de la cáscara de arroz no solamente es ventajoso para el medio ambiente por lo que supone la reutilización de un residuo muy abundante de nuestra actividad agrícola, sino que también parece ofrecer beneficios tecnológicos y económicos importantes.

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MECANIZADO DE MATERIALES 048

Relación entre el acabado superficial de piezas maquinadas y la vibración generada en un sistema de control numérico P. del C. Zambranoa, J. De J. Villalobosa, P.E. Tapiaa and D.F. Ledezmaa a

División de Ingeniería Mecánica, Universidad Autónoma de Nuevo León, Pedro de Alba S/N, Cd. Universitaria, Monterrey, N.L. México, C.P. 66450

La vibración generada en sistemas de maquinado de control numérico afecta la calidad superficial de la pieza de trabajo. El objetivo de este trabajo fue encontrar una relación entre el nivel de vibración y la calidad superficial de muestras de aluminio, las cuales fueron fresadas en un centro de maquinado de control numérico.

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Simulador para Fresadora de Control Numérico Fernando Montemayor Ibarraa, Roberto Mireles Palomaresa , Patricia Del C. Zambrano Robledoa a

División de Ingeniería Mecánica, Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica , Universidad Autónoma de Nuevo León, Pedro de Alba s/n Ciudad Universitaria, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, C.P. 66450

Este trabajo se enfoca en realizar un simulador que describa el recorrido de una herramienta de corte partiendo de una codificación para la máquina fresadora F3-CNC, que sea capaz de ser utilizado en cualquier computadora con ambiente Windows, sin necesidad de algún aditamento especial. Además que el maestro o instructor de laboratorio tendrá una herramienta más para aprovechar en la enseñanza.

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Estudio de la precisión geométrica en el torneado de la aleación UNS A92024 Sánchez Sola, J.M.a; Sebastián, M.A.b; Rubio, E.M.b; Sánchez-Carrilero, M.a; Marcos, M.a a) Departamento de Ingeniería Mecánica y Diseño Industrial Universidad de Cádiz. Escuela Superior de Ingeniería. c/ Chile s/n, 11003-Cádiz b) Departamento de Ingeniería de Construcción y Fabricación UNED. Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales. Aptdo.60149, 28080-Madrid La creciente aplicación de las aleaciones ligeras en los diferentes sectores industriales está llevando a la realización de estudios encaminados a analizar su comportamiento en diferentes tipos de procesado de materiales. Una de las formas más características de conformado de aleaciones ligeras es el mecanizado por arranque de viruta. Hasta hace pocos años, en este tipo de procesos se empleaban fluidos de corte cuya aplicación estaba fundamentada, por una parte, en la refrigeración de la herramienta y la eliminación de efectos debidos a las altas temperaturas y, por otra, en la acción lubricante de estos fluidos, facilitando la disminución de la fricción en el par herramienta-pieza. Sin embargo, la legislación emergente en materia medioambiental ha obligado en los últimos años a buscar métodos de mecanizado que eviten o minimicen el empleo de este tipo de fluidos. En ese sentido, uno de los métodos más ensayados es el que se realiza en condiciones de lubricación y refrigeración nulas, dando lugar a lo que se denomina mecanizado en seco. Sin embargo, este tipo de mecanizado provoca alteraciones en los materiales de la herramienta y la pieza, dando lugar a desviaciones sobre las especificaciones de diseño. En el presente trabajo se analizan los errores geométricos producidos en el proceso de torneado en seco de la Aleación de aluminio y cobre UNS A92024. Para dichos errores, se establecen modelos paramétricos en función de los parámetros tecnológicos impuestos, velocidad de corte y avance.

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Caracterización de los precursores de la formación de capa adherida en el taladrado de aleaciones de titanio M. Álvarez, *E.M. Rubio, J.M. González, M. Sánchez-Carrilero y M. Marcos Departamento de Ingeniería Mecánica y Diseño Industrial. Universidad de Cádiz. Escuela Superior de Ingeniería. c/Chile s/n, 11003-Cádiz. Tel. 956.015123. e-mail: [email protected] *Departamento de Ingeniería de Construcción y Fabricación. UNED. Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales. Apdo. de Correos 60149, Ciudad Universitaria, 28080-Madrid. La formación del filo recrecido (BUE) y su extensión a zonas más amplias de la cara de desprendimiento (BUL) de la herramienta son los dos principales efectos de incorporación de material mecanizado a la herramienta de corte y ambos se encuadran dentro de los denominados efectos de adhesión. La existencia de BUL y BUE puede influir de forma directa sobre la calidad de acabado superficial de la pieza que se mecaniza e indirectamente sobre el desgaste de la propia herramienta. De igual forma, otros parámetros de salida pueden también verse afectados. Hasta hace no muchos años, los dos fenómenos se encuadraban dentro del filo adherido.

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VIII Congreso Nacional de Materiales - Valencia 2004 En trabajos previos realizados sobre aleaciones de aluminio, análisis mediante Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) y Espectroscopía de Energía Dispersiva (EDS) han puesto de manifiesto que ambos efectos tienen un origen diferente, siendo el BUE consecuencia de la formación previa del BUL. En este caso, la capa adherida se forma por un efecto termomecánico que facilita la adhesión mecánica del material sobre el filo. En este trabajo se analiza la alteración de la geometría de la herramienta en el taladrado en seco de aleaciones de titanio. En este caso, el análisis mediante SEM y EDS ha puesto de manifiesto la existencia de una película previa formada por óxidos de titanio que se producen en la combustión de la viruta cuando se aplican determinadas velocidades de corte. Agradecimientos. Este trabajo ha sido financiado por la Comisión Interministerial de Ciencia y Tecnología (CICYT), Proyecto DPI20013747, AIRBUS España, S.L., Planta de Puerto Real y por la Junta de Andalucía (ATT-2003).

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Influencia de la profundidad de corte en el mecanizado de aleaciones de aluminio Rubio, E.M.a; Akourri, O.b; Camacho A.M. a; Sánchez, J.M.c; Marcos, M.c a) Departamento de Ingeniería de Construcción y Fabricación. UNED. Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales. Aptdo.60149, 28080-Madrid b) Département Génie Mécanique. Faculté des Sciences et Techniques de Tánger. B-P: 416, Tanger. Maroc c) Departamento de Ingeniería Mecánica y Diseño Industrial. Universidad de Cádiz. Escuela Superior de Ingeniería. c/ Chile s/n, 11003Cádiz En la industria aeroespacial una gran parte de las investigaciones se encaminan al estudio de materiales que presentan una buena relación peso/propiedades mecánicas tales como los materiales compuestos y las aleaciones ligeras. Estas últimas, en particular las de aluminio y titanio, se vienen empleando en la fabricación de componentes estructurales de aeronaves y vehículos aeroespaciales . Dichos elementos son sometidos a diferentes procesos de conformado por eliminación de material. En este trabajo se lleva a cabo una primera aproximación al estudio de la variación de la calidad superficial con la profundidad de corte de una de las aleación de aluminio más ampliamente usada en la industria aeronáutica como es la AA 2024 (Al- 4% Cu). Como primera referencia se ha analizado la rugosidad superficial a través del parámetro rugosidad media aritmética, Ra, de una serie de probetas de aluminio AA2024 torneadas horizontalmente variando la profundidad de corte y combinando distintos valores del avance y de la velocidad de corte. Los resultados obtenidos revelan que, en general, Ra mejora al aumentar la profundidad de corte y la longitud de probeta mecanizada. Palabras clave: calidad superficial, rugosidad superficial, torneado, profundidad de corte, AA2024

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Turning of fiber reinforced plastics: experimental study of the evolution of the cutting forces and workpiece surface roughness F. Mata a , J. P. Davimb a) Departamento de Mecánica Aplicada, Universidad de Castilla-La Mancha E.U. Politécnica de Almadén, 13400-Almadén-España, [email protected] b) Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade de Aveiro Campus Santiago-3810-193-Aveiro-Portugal, [email protected] The Fiber reinforced plastics (FRP’s) are used in structural components in various fields of application of mechanical engineering, such as automobile, aeronautic and aerospace industries. Their own properties, particularly the high strength and stiffness and simultaneously low weight, allows to the substitution of the metallic materials in many cases. As result of these properties and potentials applications, exist a great necessity to investigate the manufacturing processes, particularly the machining of these composite materials. This paper presents an experimental study of the evolution of the cutting forces and surface roughness in turning tubes of fiber reinforced plastics (FRP´s) using polycrystalline diamond cutting tools (PCD). A plan of experiments was performed machining with cutting parameters prefixed in FRP tube. The experimental work was developed through the continuous measurement of the cutting forces with an appropriate piezoelectric dynamometer. The surface roughness was evaluated with a profilometer. The power and the specific cutting pressure will be calculated from the cutting force. The objective is to evaluate the machinability of these materials in function of manufacturing process (filament winding and hand lay-up).

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