Red de seguimiento y coordinación del Máster en Ciencia de Materiales

El Máster en Ciencia de Materiales se imparte en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Alicante, consta de 60 créditos ECTS que se cursan durante 1 año académico. El máster está implantado desde el curso 2010-2011 por lo que durante el actual curso 2014-2015 tendremos la quinta promoción de egresados. La red docente está formada por la comisión académica del Máster en Ciencia de Materiales. Esta comisión (profesorado, alumno y personal de administración y servicios) lleva realizando un seguimiento de la titulación durante los 4 cursos anteriores. Por tanto la red tiene como objetivo principal el seguimiento, coordinación, evaluación y mejora de la planificación realizada con las experiencias recogidas a lo largo de estos años. Además, se realizará un estudio de los diferentes indicadores de calidad que utilizan las agencias de acreditación puesto que este año el Máster se someterá a la renovación de la acreditación.

Surface growth for molten silicon infiltration into carbon millimeter-sized channels: Lattice–Boltzmann simulations, experiments and models

The process of liquid silicon infiltration is investigated for channels with radii from 0.25 to 0.75 [mm] drilled in compact carbon preforms. The advantage of this setup is that the study of the phenomenon results to be simplified. For comparison purposes, attempts are made in order to work out a framework for evaluating the accuracy of simulations. The approach relies on dimensionless numbers involving the properties of the surface reaction. It turns out that complex hydrodynamic behavior derived from second Newton law can be made consistent with Lattice-Boltzmann simulations. The experiments give clear evidence that the growth of silicon carbide proceeds in two different stages and basic mechanisms are highlighted. Lattice-Boltzmann simulations prove to be an effective tool for the description of the growing phase. Namely, essential experimental constraints can be implemented. As a result, the existing models are useful to gain more insight on the process of reactive infiltration into porous media in the first stage of penetration, i.e. up to pore closure because of surface growth. A way allowing to implement the resistance from chemical reaction in Darcy law is also proposed.

Desiccant capability of organic xerogels: Surface chemistry vs porous texture

Resorcinol-Formaldehyde xerogels are organic polymers that can be easily tailored to have specific properties. These materials are composed of carbon, hydrogen and oxygen, and have a surface that is very rich in oxygen functionalities, and is therefore very hydrophilic. Their most interesting feature is that they may have the same chemical composition but a different porous texture. Consequently, the influence of porous characteristics, such as pore volume, surface area or pore size can be easily assessed. In this work, a commonly used desiccant, silica gel, is compared with organic xerogels to determine their rate and capacity of water adsorption, and to evaluate the role of surface chemistry versus porous texture. It was found that organic xerogels showed a higher rate of moisture adsorption than silica gel. Pore structure also seems to play an important role in water adsorption capacity. The OX-10 sample, whose porosity was mainly composed of micro-mesoporosity displayed a water adsorption capacity two times greater than that of the silica gel, and three times higher than that of the totally macroporous xerogel OX-2100. The presence of feeder pores (mesopores) that facilitate the access to the hydrophilic surface was observed to be the key factor for a good desiccant behaviour. Neither the total pore volume nor the high surface area (i.e. high microporosity) of the desiccant sample, is as important as the mesopore structure.

Effects of Fe addition on the mechanical and thermo-mechanical properties of SiC/FeSi2/Si composites produced via reactive infiltration

Remaining silicon in SiC-based materials produced via reactive infiltration limits their use in high-temperature applications due to the poor mechanical properties of silicon: low fracture toughness, extreme fragility and creep phenomena above 1000 °C. In this paper SiC–FeSi2 composites are fabricated by reactive infiltration of Si–Fe alloys into porous Cf/C preforms. The resulting materials are SiC/FeSi2 composites, in which remaining silicon is reduced by formation of FeSi2. For the richest Fe alloys (35 wt% Fe) a nominal residual silicon content below 1% has been observed. However this, the relatively poor mechanical properties (bending strength) measured for those resulting materials can be explained by the thermal mismatch of FeSi2 and SiC, which weakens the interface and does even generate new porosity, associated with a debonding phenomenon between the two phases.

Thermodynamic, surface and structural properties of liquid Co-Si alloys

The knowledge of thermophysical properties of liquid Co-Si alloys is a key requirement for manufacturing of composite materials by infiltration method. Despite this need, the experimental and predicted property data of the Co-Si system are scarce and often inconsistent between the various sources. In the present work the mixing behaviour of Co-Si melts has been analysed through the study of the concentration dependence of various thermodynamic, surface (surface tension and surface composition) and structural properties (concentration fluctuations in the long-wavelength limit and chemical short-range order parameter) in the framework of the Compound Formation Model (CFM) and Quasi Chemical Approximation for regular solutions (QCA). In addition, the surface tension of the Co22·5Si77.5 (in at%) eutectic alloy, that is proposed to be used as the infiltrant, has been measured by the pendant drop method at temperatures ranging from 1593 to 1773 K. The results obtained were discussed with respect to both, temperature and concentration, and subsequently compared with the model predictions and literature data.

TICs como herramientas de apoyo para estudiantes con TDAH

La enseñanza universitaria se encuentra sumergida en un proceso de cambios impulsados por la implantación de las TIC, que ha supuesto una revolución del concepto de enseñanza-aprendizaje. Con la llegada de dicha tecnología se superan barreras, haciendo más accesible el completo desarrollo, tanto personal como académico, del alumno con TDAH en el entorno universitario. Mediante el uso del iPad en el aula utilizando la conexión Airserver, que permite la proyección del contenido que se está visionando en dicho dispositivo a través de un cañón, así como la proyección simultánea del mismo en otro dispositivo personal, y acompañado de dos herramientas potentes, como son el iAnnotate y uPAD, se pretende mejorar y facilitar la vida académica no sólo de las personas con TDAH, sino de la población universitaria en general, ya que éste su uso permitirá una mayor organización de la información, así como una captación y remarcación más exhaustiva de los conceptos más importantes.

“Materiales Compuestos” en el Máster de “Ciencia de Materiales”

La asignatura de “Materiales Compuestos”, que se imparte en el Máster de “Ciencia de Materiales” de la Universidad de Alicante, se engloba dentro de una rama clásica de la Ciencia y la Tecnología de los Materiales, donde confluyen distintas áreas de conocimiento como la química, la física y la ingeniería mecánica, entre otras. Las diversas maneras de abordar estos conocimientos hacen que su enfoque didáctico sea complejo. “Materiales Compuestos” es una asignatura optativa del Máster de 3 créditos, impartida en el segundo cuatrimestre, que se incluye en el módulo de especialización “Materiales estructurales y funcionales”. En la presente comunicación se propone una metodología docente para esta asignatura adaptada al marco del Espacio Europeo de Educación Superior, así como también su interrelación con otras materias tanto complementarias como básicas dentro del contenido curricular del Máster. Desde un punto de vista didáctico “Materiales Compuestos” ha sido estructurada para ser impartida según el modelo de portfolio discente.

Homogeneización de la Guía Docente de “Química del Estado Sólido” en titulaciones de Máster

La asignatura de “Química del Estado Sólido” se imparte actualmente en los Másteres de “Ciencia de Materiales” e “Interuniversitario de Nanociencia y Nanotecnología Molecular”. El programa de esta asignatura en ambos Másteres es ligeramente distinto, ya que en principio así se pensó atendiendo a las particularidades de los objetivos de aprendizaje en cada Máster. Después de la experiencia adquirida tras unos años de funcionamiento de esta asignatura, y dado que la asignatura tiene en ambos Másteres el carácter de “básica”, los autores creen que es posible proceder a una homogeneización curricular con el fin del aprovechamiento de recursos (no sólo humanos, sino también de espacio y tiempo). Esto permite que la asignatura pudiese ser impartida con los mismos objetivos de enseñanza-aprendizaje en ambos Másteres y de manera simultánea. En este trabajos e aborda una propuesta de metodología docente según un enfoque didáctico que cubre las necesidades de formación en ambos Másteres.

Diamond Surface Modification to Enhance Interfacial Thermal Conductivity in Al/Diamond Composites

Diamond/metal composites are very attractive materials for electronics because their excellent thermal properties make them suitable for use as heat sink elements in multifunctional electronic packaging systems. To enlarge the potential applications of these composites, current efforts are mainly focused on investigating different ways to improve the contact between metal and diamond. In the present work, a theoretical study has been carried out to determine the differences between the interfacial thermal conductance of aluminum/diamond and aluminum/graphite interfaces. Additionally, diamond particles were surface modified with oxygen to observe how it affects the quality of the diamond surface. The characterization of the surface of diamonds has been performed using different surface analysis techniques, especially x-ray photoelectron spectroscopy and temperature-programmed desorption.

Los simuladores como recurso educativo ante las consideraciones alternativas del Equilibrio Químico en estudiantes universitarios

El Equilibrio Químico en todas sus vertientes (reacciones de oxidación- reducción, comportamiento ácido-base, principio de Le Chatelier, etc.) es uno de los conceptos esenciales de la Química y es la base para la comprensión de una amplia gama de situaciones de interés en dicho campo. Por lo tanto es fundamental que el alumno alcance esa destreza-concepto lo antes posible, lo que conlleva que sea necesaria una revisión metodológica para adaptarse a los nuevos tiempos y a las nuevas necesidades de los alumnos. Dicha revisión está encaminada a tratar de dar respuesta a las consideraciones alternativas que presentan los alumnos en el ámbito universitario en relación al concepto de Equilibrio Químico. Para llevarla a cabo, se propone el uso de simuladores interactivos como recurso de apoyo que permita el acceso a un escenario novedoso que facilite la interacción directa con los principios y conceptos más significativos. Los simuladores, desde un enfoque constructivista, dan respuesta a la necesidad de adaptación y cambio que suscita el cambio de paradigma metodológico en ambientes universitarios, contribuyendo, en gran medida, al aprendizaje autónomo del alumno.

Effects of infiltration pressure on mechanical properties of Al–12Si/graphite composites for piston engines

In this work results for the flexural strength and the thermal properties of interpenetrated graphite preforms infiltrated with Al-12wt%Si are discussed and compared to those for packed graphite particles. To make this comparison relevant, graphite particles of four sizes in the range 15–124 μm, were obtained by grinding the graphite preform. Effects of the pressure applied to infiltrate the liquid alloy on composite properties were investigated. In spite of the largely different reinforcement volume fractions (90% in volume in the preform and around 50% in particle compacts) most properties are similar. Only the Coefficient of Thermal Expansion is 50% smaller in the preform composites. Thermal conductivity of the preform composites (slightly below 100 W/m K), may be increased by reducing the graphite content, alloying, or increasing the infiltration pressure. The strength of particle composites follows Griffith criterion if the defect size is identified with the particle diameter. On the other hand, the composites strength remains increasing up to unusually high values of the infiltration pressure. This is consistent with the drainage curves measured in this work. Mg and Ti additions are those that produce the most significant improvements in performance. Although extensive development work remains to be done, it may be concluded that both mechanical and thermal properties make these materials suitable for the fabrication of piston engines.