Evaluación de las propiedades mecánicas de materiales compuestos elaborados a partir de cenizas volantes y polímeros reciclados

En el presente artículo se evalúan las propiedades mecánicas de los materiales compuestos basados en cenizas volantes de carbón de la central termoeléctrica de Termozipa combinadas con los película extensible (Stretch film), polietilenos de baja densidad lineal de pos-consumo y polímero termoplástico parcialmente cristalino pos- industrial. Se obtuvieron mezclas variando el contenido de cenizas volantes de 0 a 50 % en peso en cada uno de los tres materiales poliméricos, dentro de una máquina mezcladora tipo Brabender. Las propiedades mecánicas evaluadas fueron: resistencia a la tracción, dureza Shore D, y absorción de energía. Los resultados obtenidos indican que en todos los casos a medida que se agrega ceniza volante las propiedades mecánicas aumentan.

¿Por qué la materia es tan diversa y tiene propiedades tan distintas?

uración (en horas): De 11 a 20 horas. Nivel educativo: Grado

La estructura y propiedades magnéticos de las nanopartículas de Fe50Ni50 obtenidas mediante el método de explosión eléctrica de hilo

[Es]Actualmente ninguna área científica es ajena a la revolución de la nanociencia; las nanopartículas atraen el interés de muchos investigadores desde el punto de vista de la ciencia fundamental y para sus aplicaciones tecnológicas. Las nanopartículas ofrecen la posibilidad de fabricar sensores que sean capaces de detectar desde un virus hasta concentraciones de substancias patógenas que no pueden ser detectadas por los métodos convencionales. Hoy en día existes 82 tratamientos contra el cáncer basadas en la utilización de nanopartículas y los materiales composite con nanopartículas se utilizan como medio de protección frente la radiación del rango de microondas. En la rama de ciencias ambientales, las nanopartículas metálicas sirven como materiales anticontaminantes. En este trabajo se ha estudiado la estructura y las propiedades magnéticas de las nanopartículas de FeNi preparadas mediante el método de explosión eléctrica de hilo. Con la técnica de Rayos–X(DRX) se ha determinado que las nanopartículas se cristalizan en un sistema cúbico FCC con un parámetro de celda de 3.596 Å, también, se ha obtenido el tamaño de dominio coherente que es de 35 nm. La muestra se ha sometido a un programa de temperatura controlada para seguir la evolución de la estructura cristalina y del tamaño del cristal, tanto en atmósfera oxidante como en vacío. Para el aprendizaje de los microscopios utilizados en este trabajo, se ha asistido al curso “Fundamentos de microscopia electrónica de barrido y microanálisis” impartido por SGIker de la UPV/EHU. Se han empleado los microscopios electrónicos SEM y TEM para obtener imágenes de gran resolución de la muestra y analizar su contenido elemental. Partiendo de las imágenes sacadas por el SEM se ha calculado el valor medio del tamaño de las partículas de la muestra, 58 nm. Mediante el Mastersizer 2000 se ha medido el tamaño de las partículas y/o agregados por método de difracción láser, disgregando la muestra todo lo posible hasta conseguir el tamaño medio que se aproxime al de una sola partícula, 100nm. Por último, para la caracterización magnética se ha servido del VSM que mide el momento magnético de una muestra cuando ésta vibra en presencia de un campo magnético estático, consiguiendo una imanación de saturación de 125 emu/g. Hemos fabricado y caracterizado las nanopartículas magnéticas de hierro-níquel y los resultados obtenidos han sido enviados a un congreso especializado de ciencia de materiales (ISMANAM - 2013, Italia).

Caracterización y estudio de la reactividad de extractos tánicos condensados e hidrolizables. Análisis de las propiedades físico-químicas y mecánicas de resinas fenólicas de tipo novolaca modificadas con dichos extractos

221 p. : il.

Estudio de las estructuras cristalinas y de las transiciones de fase en nuevos materiales de wolframio (SrM2+W6+O) y de antimonio (AM3+Sb5+O) con estructura de perovskita doble.

Los óxidos mixtos con estructura tipo perovskita doble A2BBO6 presentan gran interés desde el punto de vista científico y tecnológico debido a la gran variedad de propiedades que poseen: superconductoras, catalíticas, magnéticas y magnetorresistentes, por ejemplo. La temperatura es un variable que permite modificar la simetría de la estructura cristalina y, consecuentemente, las propiedades físicas del material. El trabajo describe la síntesis, caracterización estructural y de las transiciones de fase en nuevos materiales de dos familias de perovskitas dobles: la familia de wolframio (Sr2M2+W6+O6) y la familia de antimonio (A2M3+Sb5+O6). Se ha llevado a cabo la síntesis de 29 compuestos, 22 de ellos sintetizados por primera vez. Los compuestos se han caracterizado mediante técnicas de difracción de rayos X y de neutrones, determinando su estructura cristalina a temperatura ambiente, así como las posibles transiciones de fase a bajas y altas temperaturas, y en algunos casos, también las estructuras de altas y bajas temperaturas. Los materiales de la familia de wolframio estudiados en este trabajo presentan un ordenamiento total entre los cationes M2+ y W6+ en los sitios B y B de la perovskita doble (A2BBO6); y presentan, además, una única secuencia de transiciones de fase a altas temperaturas: P21/n -> I4/m -> Fm3m. Las temperaturas de las transiciones de fase observadas en estos compuestos en función del factor de tolerancia (t), muestran una tendencia general de disminución según t se aproxima a 1. En esta familia, se observa, también, que el rango de existencia de la fase tetragonal intermedia es más amplio para valores de t mayores. Con respecto de la familia de antimonio, el ordenamiento catiónico en los sitios A y B, de una parte, y en los sitios B y B de otra, depende del tamaño de los cationes. Los compuestos de esta familia presentan una gran variedad de grupos espaciales a temperatura ambiente: P2_1 /n, I2/m, I4/m, R-3 y Fm-3m. Además, dependiendo de la diferencia entre los tamaños de los cationes M^3+ y Sb^5+ , los compuestos presentan dos secuencias de transiciones de fase en todo el rango de temperatura: P21/n->I2/m->I4/m->Fm-3m, la misma que en la familia del wolframio pero con una simetría intermedia monoclínica I2/m (compuestos con cationes M^3+ de tamaños similares al del Sb^5+ ); y P21/n -> R-3 -> Fm-3m, con una simetría intermedia trigonal en vez de tetragonal, como en la familia del wolframio (compuestos con cationes M3+ de tamaños mayores que el del Sb5+ ). En esta familia, las temperaturas de las transiciones de fase disminuyen conforme aumenta t.

MOFs basados en metaloporfirinas: diseño estructural orientado a la biomimetización de sus propiedades naturales

La Ciencia y Tecnología de Materiales tiene el reto permanente de desarrollar y mejorar materiales multifuncionales y respetuosos con el medio ambiente. En este sentido, los materiales de tipo MOF (Metal-Organic Framework) están siendo objeto de un gran interés, ya que las redes sólidas de coordinación (especialmente, las porosas) presentan aplicaciones en campos en los que la sociedad manifiesta una demanda creciente de ciencia y tecnología, como el almacenamiento y transporte de energía, la captura de gases con efecto invernadero, la catálisis heterogénea y la liberación controlada de fármacos, entre otros. En este contexto, el presente trabajo se planteó con el objetivo de desarrollar nuevos materiales de tipo MOF basados en metaloporfirinas, al objeto de mimetizar las funciones que desempeñan las mismas en los sistemas biológicos, con el fin de reproducirlas en el estado sólido. Para ello, se han escogido biometales como el hierro y el cobalto: característicos de estos sistemas, de bajo coste y medioambientalmente respetuosos. Por otra parte, las porfirinas seleccionadas han sido las siguientes: TPP (meso-tetra-4-fenilporfirina), TCPP (meso-tetra-4-carboxifenilporfirina) y TPPS (meso-tetra-4-sulfonatofenilporfirina). Estas tres moléculas conforman un conjunto de ligandos que difieren ligeramente en sus grupos funcionales. Asimismo, en ocasiones, se ha utilizado un ligando secundario dipiridínico (4,4´-bipiridina) que ha actuado como espaciador. El diseño de las síntesis se ha centrado tanto en las combinaciones adecuadas de metales y ligandos como en la selección de las técnicas de síntesis. Así, se han obtenido cinco nuevos compuestos, que se han sintetizado en condiciones solvotermales suaves o mediante radiación microondas. La caracterización preliminar de los mismos se ha llevado a cabo mediante análisis cuantitativo, espectroscopia infrarroja y Raman, difracción y fluorescencia de rayos X y medidas de densidad. El estudio estructural se ha realizado mediante difractometría de rayos X y el estudio térmico se ha llevado a cabo mediante termogravimetría y termodifractometría. En los casos en que ha resultado procedente, también se han caracterizado los compuestos mediante espectroscopia ultravioleta-visible (UV-Vis), Mössbauer y resonancia paramagnética electrónica (EPR) y mediante medidas de la susceptibilidad magnética. Asimismo, ocasionalmente, se han realizado cálculos mecano-cuánticos basados en la teoría del funcional de la densidad (DFT) y medidas catalíticas. El primero de los cinco compuestos obtenidos, de fórmula [FeTCPP], es quiral y destaca por ser la tercera estructura 2D publicada basada en esta porfirina. La formación de este compuesto está condicionada por la oxidación de los iones de hierro y por la existencia de grupos carboxílicos en la porfirina. Por otra parte, con la participación del espaciador 4,4´-bipiridina (bipy) se han obtenido tres redes 1D. Así, la estructura cristalina del compuesto ([FeTPPbipy]•)n se explica mediante la formación de radicales neutros que se estabilizan en un empaquetamiento que permite la formación de enlaces entre los grupos fenílicos de distintas cadenas. La formación de estos enlaces queda corroborada por la existencia de significativas interacciones antiferromagnéticas. Por otra parte, en el compuesto [CoTPP(bipy)]•([CoTPP])0.22•(TPP)0.78, la disposición de las cadenas deja grandes huecos en la red que se ocupan con porfirinas tanto coordinadas como sin coordinar. El tercero de estos compuestos 1D presenta la fórmula [CoTPPS0.5(bipy)(H2O)2]•6H2O y destaca porque la extensión de las cadenas se produce por la alternancia de dos tipos de octaedros de CoII. La naturaleza de los grupos sulfonato de la porfirina TPPS es determinante para comprender la intrincada red de enlaces de hidrógeno de este compuesto, que propician la formación de una red interpenetrada caracterizada por su gran estabilidad térmica (hasta los 370ºC). Finalmente, con la porfirina TCPP se ha obtenido un segundo compuesto de fórmula -O-[FeTCPP]2•nDMF (n≈ 16; DMF = dimetilformamida). El mismo presenta grandes cavidades (47% de porosidad) que diluyen la matriz magnética, caracterizada por fuertes interacciones antiferromagnéticas intradiméricas. Todo ello revela una inusual estructura superhiperfina, observada por espectroscopia EPR. El trabajo que se recoge en esta memoria constituye, por lo tanto, un “viaje” de mayor a menor dimensionalidad en las estructuras cristalinas. La guía de este viaje ha sido la búsqueda de propiedades catalíticas en sistemas heterogéneos. Así, el [CoTPP(bipy)]•([CoTPP])0.22•(TPP)0.78 obedece el enfoque de inmovilizar o anclar el catalizador en los huecos de la red. Sin embargo, la estrategia alternativa seguida para el compuesto m-O-[FeTCPP]2•nDMF (es decir, que el propio MOF actúe de catalizador) es la que ha aportado mejores y más prometedores resultados en lo que a catálisis heterogénea se refiere.

Reciclado de polvo inconel 718 y evolución de las propiedades de los componentes fabricados con los mismos.

[ES]El objetivo de este trabajo ha sido la determinación de un proceso para la reutilización del polvo metálico desperdiciado durante el proceso de aporte por láser. El polvo necesita ser inyectado para ser fundido directamente sobre el aporte pero un alto porcentaje de las partículas golpean el área no fundida y directamente rebotan fuera de la zona de aporte. La eficiencia de las partículas depositadas puede bajar hasta el 40 % dependiendo de la configuración y del tamaño del punto de aporte. El material utilizado ha sido la superaleación de níquel Inconel 718 debido a su potencial aplicación en procesos de fabricación aditiva. Después del primer uso, el polvo es recolectado y tamizado. La fracción indeseada es magnéticamente segregada y la parte limpia es nuevamente tamizada para obtener datos y de nuevo mezclada para estar lista para la reutilización. No ha sido añadido polvo nuevo a la fracción recuperada y este procedimiento ha sido repetido 5 veces. Los test experimentales muestran que el material depositado presenta resultados similares a aquellos obtenidos con polvo nuevo. La implementación de este proceso permite la mejora de la eficiencia final reduciendo tanto costes como residuos materiales.

Optimización de procesos de recubrimiento para herramientas de corte. Tecnologías de recubrimiento, métodos de caracterización y optimización de las propiedades

249 p.

Nuevos vanadatos híbridos de metales de transición. Síntesis hidrotermal, estudio estructural y de sus propiedades espectroscópicas y magnéticas

267 p.

Interacciones entre propiedades físicas y composición mineralógica y granulométrica de suelos argiudoles de la pampa ondulada

En la pampa ondulada se han descripto en las posiciones positivas del paisaje numerosas series de suelos, que presentan rasgos diferenciales originados a partir de composiciones texturales y mineralógicas distintas. Sin embargo, son escasos los trabajos que relacionen la composición mineralógica con las propiedades físicas y físico-químicas de perfiles completos de suelos. En esta tesis se estudiaron algunos suelos argiudoles de distintos sectores de la pampa ondulada localizados en Chivilcoy, Luján, San Pedro, Arminda y Oliveros. En todos sus horizontes se determinaron parámetros físicos, físico-químicos, mecánicos y mineralógicos. Los resultados obtenidos evidencian el desarrollo de estos suelos a partir de distintos sedimentos loéssicos diferenciados en su granulometría y mineralogía. Además de la preponderante contribución de materiales volcaniclásticos provenientes del oeste, en algunos suelos existen aportes de las Sierras Pampeanas y/o de la cuenca del Paraná. La fracción arcilla de los suelos muestra un aumento de minerales interestratificados de illita/esmectita desde el oeste al este de la región, en tanto la mineralogía magnética presenta diferencias entre los suelos, atribuibles a la composición litogénica. Las propiedades físicas relacionadas con la retención y dinámica del agua, mostraron ser dependientes del contenido de arcilla y de su composición mineralógica, diferenciándose así tres grupos: el suelo de Chivilcoy con la menor retención hídrica, el suelo de San Pedro con la mayor y los tres restantes con capacidades de retención intermedias. Por otro lado, los valores de retención son menores en los horizontes superficiales, máximos en los Bt e intermedios en los BC y C. Las propiedades de expansión-contracción determinadas a través del COLE mostraron una alta correlación con el Indice plástico de Atterberg. El COLE y el Indice plástico mostraron altos coeficientes de correlación con la CIC, siendo este un parámetro que integra el contenido de materia orgánica, el contenido de arcilla y la mineralogía de ésta. Finalmente, el criterio taxonómico de extensibilidad lineal para clasificar el subgrupo vértico no resultó por sí solo definitorio, por lo que sería necesario profundizar el estudio de las propiedades físicas y los criterios de distinción entre los argiudoles típicos y vérticos de la pampa ondulada.

Interacciones entre propiedades físicas y composición mineralógica y granulométrica de suelos argiudoles de la pampa ondulada

En la pampa ondulada se han descripto en las posiciones positivas del paisaje numerosas series de suelos, que presentan rasgos diferenciales originados a partir de composiciones texturales y mineralógicas distintas. Sin embargo, son escasos los trabajos que relacionen la composición mineralógica con las propiedades físicas y físico-químicas de perfiles completos de suelos. En esta tesis se estudiaron algunos suelos argiudoles de distintos sectores de la pampa ondulada localizados en Chivilcoy, Luján, San Pedro, Arminda y Oliveros. En todos sus horizontes se determinaron parámetros físicos, físico-químicos, mecánicos y mineralógicos. Los resultados obtenidos evidencian el desarrollo de estos suelos a partir de distintos sedimentos loéssicos diferenciados en su granulometría y mineralogía. Además de la preponderante contribución de materiales volcaniclásticos provenientes del oeste, en algunos suelos existen aportes de las Sierras Pampeanas y/o de la cuenca del Paraná. La fracción arcilla de los suelos muestra un aumento de minerales interestratificados de illita/esmectita desde el oeste al este de la región, en tanto la mineralogía magnética presenta diferencias entre los suelos, atribuibles a la composición litogénica. Las propiedades físicas relacionadas con la retención y dinámica del agua, mostraron ser dependientes del contenido de arcilla y de su composición mineralógica, diferenciándose así tres grupos: el suelo de Chivilcoy con la menor retención hídrica, el suelo de San Pedro con la mayor y los tres restantes con capacidades de retención intermedias. Por otro lado, los valores de retención son menores en los horizontes superficiales, máximos en los Bt e intermedios en los BC y C. Las propiedades de expansión-contracción determinadas a través del COLE mostraron una alta correlación con el Indice plástico de Atterberg. El COLE y el Indice plástico mostraron altos coeficientes de correlación con la CIC, siendo este un parámetro que integra el contenido de materia orgánica, el contenido de arcilla y la mineralogía de ésta. Finalmente, el criterio taxonómico de extensibilidad lineal para clasificar el subgrupo vértico no resultó por sí solo definitorio, por lo que sería necesario profundizar el estudio de las propiedades físicas y los criterios de distinción entre los argiudoles típicos y vérticos de la pampa ondulada.

Diagrama de fases y propiedades eléctricas en el sistema Na:Ca:Al:F

Tesis (Maestría en Ciencias Químicas con Especialidad en Química Orgánica) UANL

Efecto de la temperatura sobre las propiedades físicas de moldes y corazones producidos por el proceso fenol-uretano en caja fría

Tesis (Maestría en Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales) UANL

Modificación de las propiedades eléctricas de los plásticos [por] Carlos Alberto Alemán García

Tesis (Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica, con especialidad en Materiales) U.A.N.L.

Relación entre microestructura y propiedades mecánicas en piezas vaciadas de aluminio por María Angélica Alvarado Ramírez

Tesis (Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales) U.A.N.L.