PROPIEDADES DE MATERIALES, 2

Autor: COSTA PEREIRA ALEXANDRE DA.
Año: 2002.
Universidad: POLITECNICA DE MADRID.
Centro de lectura: INGENIEROS DE CAMINOS.
Centro de realización: E.T.S. DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS.

Resumen: En las últimas décadas, la comunidad científica internacional ha dedicado un importante esfuerzo en el sentido del desarrollo de modelos y métodos para la predicción de la vida útil de las estructuras de hormigón. Sin embargo, para alcanzar niveles satisfactorios de fiabilidad, los modelos utilizados para la evaluacion de las prestaciones frente a la durabilidad de estructuras necesitan investigaciones orientadas hacia su aplicabilidad según la diversidad de características inherentes a la interacción entre las obras y el ambiente. El desarrollo de trabajos de investigación sobre la aplicabilidad de la propuesta probabilística para la evaluación de la importancia del factor variabilidad espacial en el caso de estructuras sometidas al ambiente marino representa una iniciativa capaz de conllevar a aportaciones de interés científico y técnico para la predicción de la vida útil de las estructuras de hormigón. Para la investigación sobre la importancia y aplicabilidad de la variabilidad espacial para la predicción de la vida útil de estructuras de hormigón, se han seleccionado dos plataformas petrolíferas offshore que están en actividad en Brasil desde el año 1976. La investigación se ha desarrollado mediante el análisis de ensayos no-destructivos realizados in situ (índice de rebote, ultrasónicos y de carbonatación) y de ensayos laboratorio realizados sobre muestras de hormigón extraídas de las obras, para la determinación de la penetración de cloruros y de características y propiedades del material estudiado (porosimetría por instrusión de mercurio, permeabilidad al agua, migración de cloruros, contenido de cemento, densidad y resistencia mecánica) relacionadas con la durabilidad de los mismos. Los resultados encontrados, a pesar de no haber sido constatado una variación espacial importante en las propiedades del material, han indicado que existe importante influencia del factor variabilidad espacial respecto a la intensidad y frecuencia de la acción agresiva del ambiente a las obras estudaidas. Se considera que la propuesta probabilística representa herramienta útil para la aplicación en estudios relacionados con la influencia de la variabilidad espacial en la predicción de la vida útil de estructuras sometidas expuestas al ambiente marino y se propone la utilización de los métodos probabilísticos en el proceso de toma de decisión en sistemas de mantenimiento de las estructuras.

Autor: ESTEBAN GONZÁLEZ HÉCTOR.
Año: 2002.
Universidad: POLITECNICA DE VALENCIA.
Centro de realización: ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE TELECOMUNICACIÓN DE LA U.P. DE VALENCIA.

Resumen: El objetivo general de la tesis es el desarrollo de una única herramienta que permita analizar una muy amplia gama de problemas de dispersión electromagnética múltiple, con presencia de objetos dispersores de geometría arbitraria tanto metálico como dieléctricos (con o sin pérdidas). Para cumplir con este objetivo se utiliza en la tesis la o matriz de dispersión generalizada de un objeto dispersor. Esta matriz caracteriza electromagnéticamente al dispersor de forma completa ante cualquier incidencia relacionando los espectros cilíndricos de los campos incidente y dispersión por el objeto, resultando principalmente mucho más fácil la resolución del acoplo entre varios objetos dispersores una vez que la matriz de dispersión de todos ellos ha sido obtenida. Al comenzar la tesis se disponía de los programas necesarios para obtener la función de transferencia de objetos sencillos (tiras y cilindros 2-D), y se contaba con un método de resolución del acoplo entre múltiples dispersores que obtenía la solución final tras un proceso iterativo. Aunque este método proporcionaba buenos resultados para problemas de dispersión en espacio abierto, presentaba varias limitaciones que hacían imposible su uso para el análisis de estructuras muy cerradas, como los son la mayoría de dispositivos en guía de onda. El primer trabajo de la tesis consiste en implementar técnicas que permiten analizar nuevos objetos como son cilindros multicapa con pérdidas eléctricas y magnéticas (solución analítica), objetos dieléctricos inhomogéneos de sección arbitraria, arcos circulares metálicos y objetos cuya geometría se puede expresar como combinaciones de objetos metálicos sencillos (tiras y cilindros). A continuación se desarrolla un nuevo método de análisis del acoplo electromagnético entre múltiples dispersores que supera las limitaciones del método anterior. Con el nuevo método es posible analizar prácticamente cualquier problema de dispersión múltiple 2-D independientemente de la posición de los objetos, incluidos muchos dispositivos reales inductivos en guía rectangular. Una vez conseguido un método de análisis de problemas múltiples 2-D eficiente y capaz de analizar prácticamente cualquier estructura, se aplica al análisis de dispositivos inductivos en guía rectangular. Para ello se extraen los parámetros circuitales de la estructura guiada a partir de la matriz de dispersión en espacio abierto del problema 2-D equivalente. En primer lugar se desarrolla una técnica para la obtención de la matriz de admitancias generalizadas (MAG) cuyos resultados son satisfactorios si se analiza un único dispositivo, pero insuficientes si se desea caracterizar varios dispositivos en guía y enlazar sus matrices de parámetros circuitales para obtener la respuesta global de la red. Para superar esta limitación se desarrolla otra técnica que permite construir la matriz de dispersión generalizada (MDG) con unos resultados excelentes y se analizan con éxito una gran variedad de dispositivos en guía rectangular. Los resultados son validos mediante comparación con otros publicados en la bibliografía técnica relacionada. Esta técnica se aplica con éxito al análisis de filtros y diplexores inductivos. Además se analiza el efecto que produce la presencia de esquinas redondenadas debidas a defectos en la fabricación en dichos dispositivos, y se valida con éxito la precisión del método comparado sus resultados con medidas de la respuesta de un diplexor real con esquinas redondeadas debidas a defectos de fabricación. Como consecuencia se apunta la posibilidad de que la técnica desarrollada permite en un futuro el diseño automatizado de estos dispositivos teniendo en cuenta los defectos de mecanizado. Además de aplicar la nueva técnica al análisis de filtros y diplexores con esquinas redondeadas, se aplica con éxito a la determinación precisa de la spropiedades dieléctricas de materiales, aunque éstos sean líquidos, consiguiendo superar limitaciones (poder analizar sólo materiales con bajas pérdidas y en un margen de frecuencia estrecho) de métodos anteriores. Finalmente, en la tesis se apuntan aplicaciones inmediatas del trabajo que aún quedan por explotar, como por ejemplo del análisis de cristales fotónicos, el diseño de dispositivos de comunicaciones teniendo en cuenta defectos de fabricación, el diseño de nuevos dispositivos tales como filtros con postes dieléctricos, etc. Y como líneas futuras de investigación relacionadas con esta nueva herramienta se destaca la extensión del método, primero al análisis de problemas capacitivos (p.ej., salgos de sección capacitivos, y estructuras en plano /mbos{E} en general), y posteriormente al análisis de estructuras completamente tridimensionales (mediante el uso de espectros esféricos de campo), tales como tornillos de sintonía o iris elípticos en guías de ondas, excitación mediante cable coaxial de guías y/o cavidades, atenas o cubiertas vegetales, todas ellas de gran interés práctico.

Autor: CASAS SOLLA LORENZO JOSÉ.
Año: 2002.
Universidad: NAVARRA .
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS DE SAN SEBASTÍAN.

Resumen: El objetivo de la presente Tesis es el estudio y la modelización del comportmaiento a fluencia de los materiales compuestos de matriz cerámica (CMCs) reforzados con figras largas. Se han estudiado dos materiales representativos de los disponibles en el mercado: el CERASEP® 410, basado en SiC-SiBC, representativo de los materiales basados en no-óxidos: y el Nextel TM610/Umox, basado en alúmina, representativo de los materiales basados en óxidos. Se han realizado una serie de ensayos mecánicos de fluencia a temperaturas entre 1000 y 1300ºC y tensiones entre 50 y 300 MPa, así como la caracterización mecánica y microestructural de los materiales ensayados, mediante microscopía óptica y electrónica de barrido. Tras la caracterización microestructural se ha efectuado una caracterización mecánica de la intercara mediante ensayos de empuje de fibras con la técnica de nanoindentación. A partir de los datos obtenidos en el estudio fractográfico y en el análisis microestructural, se ha elaborado un modelo de absorción de energía durante los ensayos de fluencia. El modelo identifica la contribución de la energía absorbida por cada mecanismo de daño a la energía total absorbida durante el ensayo. Por último, se presenta un modelo de oxidación-fluencia, basado en los efectos de la oxidación de la intercara y de la matriz, la deformación y fluencia de las fibras y la disminución de la resistencia de las fibras con el tiempo a alta temperatura. En particular, se estudia la influencia de las fases vítreas procedentes de la oxidación de ciertas matrices basadas en SiC, y su efecto sobre la transferencia de carga en la intercara fibra-matriz. El modelo determina la deformación y tiempo a rotura así como la evolución de la fracción de fibras rotas con el tiempo.

Autor: VILCHES ARENAS LUIS FRANCISCO.
Año: 2001.
Universidad: SEVILLA.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS.

Resumen: El objeto de la tesis ha sido encontrar nuevas aplicaciones a las cenizas volantes procedentes de la combustión del carbón y a otros residuos, mediante la recuperacion de los mismos como constituyentes mayoritarios de nuevos productos con uso potencial dentro del campo de la protección pasiva contra el fuego. Con esos fines, se han estudiado las propiedades que poseen productos compuestos por cenizas volantes y residuos generados en la produccion de bioxido de titanio, en la industria siderurgica o residuos celulosicos, con vistas a su posible utilizacion en la elaboracion de productos aislantes e ignifugos, susceptibles de ser utilizados en placas de compartimentacion, puertas cortafuego o proyectados por via humeda "in situ" para proteger estructuras metalicas. En este sentido, se han desarrollado ensayos a escala piloto que han permitido evaluar las propiedades generalmente exigidas a los materiales resistentes al fuego, pudiendose afirmar que los materiales desarrollados presentan, cuando se someten a una exposición de temperatura analoga a la empleada en los ensayos de resistencias al fuego, datos reveladores de una alta capacidad aislante y buena estabilidad mecanica. Los resultados obtenidos pueden servir de base tecnologica para la optimizacion de los productos propuestos a escala industrial, de cara a una futura homologación que corrobore las expectativas creadas por los resultados que se presentan.

Autor: KAZADI MUKENGA BANTU ALBERT.
Año: 2001.
Universidad: SANTIAGO DE COMPOSTELA.
Centro de lectura: FISICA.
Centro de realización: FACULTAD DE FISICA/UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE COMPOSTELA.

Autor: LÓPEZ ALEMANY PEDRO LUIS.
Año: 2001.
Universidad: CADIZ.
Centro de lectura: CIENCIAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS.

Resumen: En este trabajo de investigación se aborda el estudio de las transformaciones amorfo-cristal de vidrios calcogenuros del sistema Sb-As-Se. Las aleaciones escogidas varía el contenido de los elementos para poder estudiar la influencia de cada uno de éstos en el proceso de cristalización y en la estabilidad del sistema. Las aleaciones se obtuvieron por enfriamiento rápido en agua del material fundido. Se realizó un estudio general sobre la cinética de la formación de cristales a partir de sólidos amorfos. La calorimetría diferencial del barrido (DSC) será la técnica empleada para el cálculo de los parámetros cinéticos en juego en las transformaciones vidrio-cristal. Para la determinación de las temperaturas características y los cambios de entalpía asociados a las diferentes transformaciones sufridas por las aleaciones preparadas, se emplearon el régimen isotermo y no-isotermo. Mediante difracción de rayos-X y microscopía electrónica se caracterizó el material amorfo y cristalino.

Autor: AZCONA VILLAVERDE IBON.
Año: 2001.
Universidad: NAVARRA.
Centro de lectura: CIENCIAS.
Centro de realización: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS TECNUN.

Resumen: El estudio en el que se basa esta tesis se ha centrado en el desarrollo de una ruta de producción robusta basada en técnicas de sinter - HIP para los cermets de TiB2. Estos materiales suponen una alternativa a los basados en WC - Co empleados industrialmente como herramientas de corte y piezas resistentes a desgaste. La investigación partió de cermets de matrices dúctiles desarrollados hasta el momento y siendo posible su densificación únicamente por HIP. Estos se basaron en matrices Fe - Ni - Ti- Al y Ni3(Al,Ti). Una valoración en la fracción de fase matriz de los cermets permitió obtener valores de dureza y tenacidad superiores a los de los grados submicrométricos más finos de WC, con tamaños de partícula alrededor de 2.5 um. Los materiales con matrices ferríticas que se procesaron por HIP obtuvieron durezas HV10 entre 2225 y 1131 kg/mn2 y tenacidades entre 8.6 y 13.8 Mpa.m1/2 con porcentajes en volumen entre 8% y 36%. Con matrices intermetálicas se obtuvieron durezas HV10 entre 1982 y 1649 kg/mm2 y tenacidades entre 10.1 y 11.9 Mpa.m1/2 para materiales por porcentajes en volumen entre 10 y 20%. El desarrollo de una ruta de producción alternativa al HIP implicó un análisis de los mecanismos de sinterización y procesamiento por molienda. Se seleccionaron los cermets de matriz intermetálica para el estudio por su mejor capacidad de sinterización. Los mecanismos de densificación halladoso fueron de dos tipos. En primer lugar se detectó la presencia de un líquido eutéctico transitorio Ni - t durante el calentamiento en los cermets de matriz intermetálica, también presente en los cermets TiB2 - Ni. A dicho líquido se atribuyó el aumento de la capacidad de mojado de las partículas por parte de la matriz, ayudado por el efecto reductor de los óxidos del aluminio adicionado en forma de capacidad de mojado de las partículas por parte de la matriz, ayudado por el efecto reductor de los óxidos del aluminio adicionado en forma de TiAl3. Sin embargo, se comprobó que la alúmina (producto de la reacción) no era mojada de manera adecuada por la fase líquida durante la sinterización, lo cual dificultaba la densificación. Por otra parte se evidenció el importante efecto del tamaño de las partículas del aditivo TiAl3 añadido. La granulometría de este aditivo fue determinante para poder obtener condiciones de porosidad cerrada y poder procesar los cermets por sinter - HIP. Este último hecho se relacionó directamente con las mejoras observadas en el procesamiento por molienda de las mezclas. Entre los puntos clave del procesamiento hay que destacar el control de la contaminación, imprescindible para eliminar la porosidad abierta. Un procesamiento optimizado de materiales con 16% en volumen de fase matriz por sinter - HIP permitió mejorar las propiedades mecánicas notablemente respecto al procesamiento por HIP. Se emplearon ciclos de sinterización a 1500ºC en alto vacío, con lo que se obtenían porosidades tan bajas como 0.5% y ciclos de HIP a 1350ºC y 150 Mpa para densificar materiales de 16 y 10% de fase matriz. Las propiedades de los cermets optimizados con 16% de fase matriz obtuvieron unas propiedades mecánicas con una dureza de HV10 de 1831 kg/mm2, una tenacidad de 13 Pma.m1/2 y resistencias transversales a fractura (RTF) de 1431 MPa. Los cermets con 10% de fase matriz se caracterizaron de una dureza HV10 de 2057 kg/mm2, una tenacidad de 9.9 Mpa.m1/2 y una RTF de 1197 MPa. Otro factor a resaltar en los cermets de TiB2 fue su calidad superficial tras el procesamiento, importante por involucrar elevados costes de producción. Los cermets de fase matriz intermetálica mostraron una calidad superficial similar a la de los cermets de WC - Co, tras un procesamiento por sinter - HIP. Las propiedades tribológicas de los cermets de TiB2 con 16% de matriz intermetálica mostraron en algunos casos unos valores similares de desgaste a los de un grado de metal duro con 10% de fase matriz en ensayos entre pares del mismo material. Los coeficientes de fricción fueron claramente inferiores a los del metal duro en los cermets de TiB2 en los pares del mismo material. Adicionalmente, se estudió la reactividad de los cermets de TiB2 en contacto con la aleación Ti 6Al-4V y con acero inoxidable 304 con los grados de metal duro usados para el coste de estas aleaciones. Los cermets de TiB2 mostraron una menor interacción química con la aleación de titanio en comparación al metal duro. Sin embargo, las interacciones químicas de los cermets de TiB2 con el acero fueron muy severas en, produciéndose una reacción tanto con los aleantes del acero como con el carbono, lo cual no se producía con el metal duro de manera tan drástica. Entre las posibles aplicaciones sugeridas para los cermets de TiB2 del presente estudio caben destacarse: herramientas de corte de titanio, por baja interacción con éste; herramientas de corte de madera, por su elevada dureza y resistencia a la oxidación de la matriz; rodamientos para condiciones de trabajo abrasivos y corrosivos, por los mismos motivos; y componentes estructurales en los que se apliqué una elevada velocidad de rotación y se requiera una elevada rigidez, como son los ejes de soporte de muelas abrasivas o substratos de discos duros por el elevado módulo específico de los cermets de TiB2.

Autor: ROJAS RUIZ TERESA CRISTINA.
Año: 2001.
Universidad: SEVILLA.
Centro de lectura: FÍSICA .
Centro de realización: FACULTAD DE FÍSICAS.

Resumen: Se han preparado, nanopartículas y nano-composites de Fe, Co y Ni y sus fases óxidas magnéticas, usando diferentes métodos. Se ha realizado una caracterización microestructural exhaustiva de las muestras, por técnicas de microscopías y espectroscopías (TEM, ED, XRD, XPS, XAS, EELS, EFTEM, Mösbauer), que han permitido comprender su comportamiento magnético singular. Se han preparado nanopartículas de Co y de Fe pasivadas por el método de evaporación en atmósfera de gas inerte. Las nanopartículas están formadas pon un núcleo metálico, bien formado, rodeado por una capa de óxido (CoO y gamma-Fe2O3) desordenada. Dicha capa hace que aparezca una interacción de canje entre los momentos magnéticos del núcleo y los de la capa de óxido, que hace que el Hc del material aumente a bajas temperaturas (hace que el material sea más duro a bajas temperaturas). Por el método electroquímico se han preparado nanopartículas de óxido de cobalto de tamaño de 3 y 6 nm protegidas por un surfactante que evita su aglomeración. El método permite controlar el tamaño medio de partícula, pero no se controla ni el estado de oxidación ni el grado de cristalinidad, las muestras preparadas son mezcla de CoO y Co3O4. Por un método sonoquímico se han preparado nanopartículas de Ni cristalinas embutidas en una matriz de carbón (formando esferas de unos 100-150 nm) que evita su algomeración y que a la vez las protege de su completa oxidación, llegándolas a pasivar. El estudio por TEM/EELS revela tres tipos de partículas esféricas unas que contienen cristales del orden de 15-25 nm (menos oxidados), otras con cristales de 4-8 nm (más oxidados) y otras donde apenas se definen cristales y que se encuentran casi totalmente oxidasas. La muestra se comporta como un material mas duro a bajas temperaturas y como superparamagnético a T>250K con dos temperaturas de bloqueo como corresponde a las dos distribuciones de tamaño de partícula determinadas. Por el mismo método se han preparado también nanopartículas de Fe y Co amorfas embutidas en PAM, para evitar su aglomeración. En el caso del Co las nanopartículas (del orden de pocos nm) están bien dispersas en la matriz polimérica, mientras que en el caso del Fe las nanopartículas (de unos 10 nm) están formando algomerados, con zonas de polímero libres. Todas las muestras son amorfas y están oxidadas y se comportan como superparamagnéticas por encima de 250K, las muestras de Fe, y de 20K las de Co.

Autor: RODRÍGUEZ GONZÁLEZ M. ROCÍO.
Año: 2001.
Universidad: NAVARRA.
Centro de lectura: CIENCIAS .
Centro de realización: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS DE SAN SEBASTIÁN.

Resumen: El objetivo general es desarrollar las herramientas de cálculo necesarias para evaluar, de forma rápida y fiable, el envejecimiento y el consumo de vida de aquellos componentes que se consideran críticos en una central térmica, bajo las condiciones actuales de operación o las que se deriven de modificaciones de la planta. Para ello, se aborda inicialmente la caracterización de los efectos internos presentes en los materiales causantes de la generación de la mayoría de las microgriestas en el interior de los materiales. Las poblaciones de defectos se caracterizan para diversos materiales cuya distribución de defectos se considera representativa de otros materiales similares. Mediante un modelo de cálculo estadístico se estima el defecto de mayor tamaño más probable en un componente de volumen conocido. Del mismo modo se ha determinado el tamaño del mayor defecto que aparecen en la superficie libre del componente. Por otra parte, se han efectuado simulaciones aceleradas de oxidación isoterma en horno, a temperaturas comprendidas entre 550 y 650ºC, y tiempos de mantenimiento inicialmente del orden de semanas y posteriormente del orden de horas, en atmósfera de argón saturado en vapor de agua, condiciones éstas muy similares a las de operación de determinados componentes de las plantas térmicas expuestos a ambiente agresivos distintos del aire, principalmente: agua y vapor de agua. El objeto de los ensayos es la determinación de los siguientes parámetros cinéticos: espesor de la capa de óxidos y/o ganancias en peso, energías de activación relacionadas con los mecanismos de oxidación y profundidad del borde de granos afectada por la oxidación. A los parámetros cinéticos experimentales obtenidos se les ajustan ecuaciones en forma de ley de Arrhenius. Los productos óxidos han sido identificados mediante diversas técnicas de análisis: microscopía óptica, electrónica y diracción de rayos X. Se ha elaborado un modelo de superficie, que al igual que en el caso de los defectos generados en el interior de los materiales, es capaz de predecir el defecto superficial mayor más probable en un componente dado de dimensiones conocidas, puesto que la causa más frecuente de fallo en componentes sometidos a un alto número de ciclos suele ser superficial, se generan y luego crecen hacia el interior del sólido defectos superficiales. Finalmente, se ha desarrollado un modelo para la predicción de vida que plantea la descomposición de la velocidad total de propagación de microgrietas en tres términos: 1,- La componente plástica que describe el enromamiento de un material elástico no lineal. 2,- La componente de oxidación obtenida a partir de los datos obtenidos sobre la cinética de oxidación que permite calcular el espesor del óxido que rellena la grieta, disminuyendo de esta forma el rango del factor de intensidad de tensiones efectivo para abrir la punta de la grieta y crecer de esta manera por enromamiento plástico y, por otra parte, calcular el efecto contrapuesto: la aceleración de la propagación de la grieta por rotura de los productos frágiles de oxidación, que recubren la punta de la grieta. 3,- La componente de fluencia se calcula a través de la velocidad instantánea de crecimiento por fluencia, descrita en términos de K y tiene en cuenta tanto la deformación del componente como el efecto de la temperatura. El modelo se ha validado con el acero ferrítico 21/4Cr-1Mo (SA-213-T22)-

Autor: ROSSELLÓ MESTRE CRISTINA.
Año: 2001.
Universidad: POLITECNICA DE MADRID.
Centro de lectura: INGENIEROS DE CAMINOS.
Centro de realización: ETSI CAMINOS, CANALES Y PUERTOS.

Resumen: En esta tesis se ha estudiado el comportamiento de varios materiales compuestos con esferas desde un punto de vista mesoscópico. Concretamente, se ha modelizado el comportamiento macroscópico en fractura del material compuesto a partir de las propiedades mesoscópicas, es decir, en función de las propiedades de sus componentes; la matriz, las esferas y la intercara. Para ello, se ha desarrollado una simulación numérica que ha tomado como modelo de fractura la fisura cohesiva y se ha obtenido la curva de ablandamiento del material compuesto -el parámetro fundamental del modelo - en función de las propiedades de sus componentes, objetivo principal de la tesis. Durante la caracterización del comportamiento de los materiales compuestos se han observado distintos micromecanismos de fractura. La propagación de la grieta ha sido transgranular (por el interior del refuerzo) o intergranular (por el exterior del refuerzo). En el caso intergranular la grieta ha discurrido a través de la intercara (submecanismo de rotura por la intercara) o por la matriz (submecanismo de rotura por la matriz). Como objetivo secundario de la tesis se han buscado la causas que determinan dichos micromecanismos y en particular su repercusión sobre la curva de ablandamiento. Se ha observado que la influencia de determinados micromecanismos sobre las propiedades en fractura es importante ya que incrementan o disminuyen la energía de fractura. Por ello, el conocimiento de las causas de dichos micromecanismos puede ser útil en el diseño de materiales compuestos de este tipo. Se ha confirmado que los valores de la resistencia a tracción de la matriz y de las esferas determinan los micromecanismos de fractura posibles en el material compuestos, independientemente de la eficiencia de la intercara. Posteriormente se ha observado que una vez fijado el refuerzo -la matriz se ha mantenido constante en todos los materiales compuestos- la adherencia esferas-matriz selecciona entre los distintos mecanismos de rotura posibles.

Autor: ALONSO ESTEVE M. CLARA.
Año: 2000.
Universidad: ROVIRA I VIRGILI.
Centro de lectura: QUÍMICA.
Centro de realización: ESCOLA TÉCNICA SUPERIOR D'ENGINYERIA QUÍMICA.

Resumen: Los compuestos clorofluorocarbonados CFCs han sido ampliamente utilizados durante décadas como refigerantes, agentes de limpieza, agentes de wextinción, aerosoles, agentes espumantes y disolventes debido a su bajo coste y sus especiales propiedades. Sin embargo, el efecto destructor sobre la capa de ozono de este tipo de compuestos han conducido a la restricción y prohibición de su utilización. Actualmente, los CFCs están siendo reemplazados en los sistemas de refrigeración por compuestos del tipo hidrogeno fluorocarbonados HCFCs ya que tienen un menor impacto medio ambiental.Sin embargo, la producción de HCFCs también se verá estrictamente regulada en un futuro próximo. El consumo y acumulación de los HCFCs en estos próximos años junto con las grandes cantidades almacenadas de CFCs en instalaciones tanto domésticas como industriales, hace necesario su tratamiento con el fin de evitar su emisión a la atmósfera. De entre las diferentes técncias utilizadas para eliminar y transformar los compuestos colorfluorocarbonados, la transformación en productos útiles y respetuosos con el medio ambiente parece ser la alternatiava más viable.Las metodologías más empleadas para la transformación de los CFCs yHCFCs a HFC son: fluoración e hidrodecloración catalítica. El objetivo principal de este trabajo es la síntesis y caracterización de nuevos catalizadores para las reacciones de hidrodecloración de CCl2F2 (CFC-12) y CHCllF2(HCFC-22) a CH2F2 (HFC-32). Las fases metálicas activas empleadas en la síntesis de estos catalizadores han sido Ni y Pd. Y los soportes utilizados fueron: a-AlF3 y-AlF3,MgF2 y KMgF3. También se sintetizaron catalizadores del tipo KMg1-xPdzF3, enlos que el Pd se encontraba incorporado dentro de la estructura tipo perovskita del KMgF3. Las pruebas catalíticas de la reacción de hidrodecloración de CCl2F2 y CHClF se realizaron variando las condiciones de operación (composición de la alimentación, temperatura de reacción y tiempo de residencia), permitiendo determinar la influencia del tipo de metal utilizado como fase activa, la carga metálica y el tipo de soporte sobre la actividad y selectividad. En la reacción de hidrodecloración del CCl2F2, los resultados obtenidos con los catalizadores de Ni y Pd mostraron que los catalizadores de PD presentaban una mejor selectividad a CH2F2 y CH4 que los catalizadores de Ni, con los que se obtenían gran cantidad de su productos obtenidos a partir de las reacciones de intercambio F/Cl. Sin embargo, la utilización de catalizadores de Ni para la reacción de hidrodecloración del CHClF2 permiten obtener selectividades del 50% a CH2F2, si el soporte utilizado no cataliza las reacciones de intercambio F/C1 y si se trabaja en las condiciones de operación óptimas. El tipo de soporte empleado también jugó un papel importante en la actividad y selectividad a los diferentes productos de reacción en la hidrodecloración de CCl2F2 y CHClF2, obteniéndose el vadas selectividades a CH2Fs a apartir de CHClF2 con los catalizadores KMgPdF3. El aumento de la presión de hidrógeno en la alimentación y la temperatura de reacción aumentan la velocidad de reacción. La influencia de la carga metálica depende del tipo de soporte y de fase metálica empleada.

Autor: BONIFAZ CONTO EDISON ALFREDO.
Año: 2000.
Universidad: NAVARRA.
Centro de lectura: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS.
Centro de realización: CENTRO DE ESTUDIOS E INVESTIGACIONES TECNICAS (CEIT).

Resumen: EL OBJETIVO GENERAL DE ESTE TRABAJO DE INVESTIGACION HA SIDO EL DESARROLLO DE UNA METODOLOGIA COMPUTACIONAL AVANZADA PARA SIMULAR EL COMPORTAMIENTO ELASTOPLASTICO DE ESTRUCTURAS BIFASICAS POLICRISTALINAS. PARA CUMPLIR ESTE OBJETIVO, HAN SIDO EFECTUADAS UN GRAN NUMERO DE SIMULACIONES ED DOS (2D) Y EN TRES DIMENSIONES (3D) UTILIZANDO PLASTICIDAD CONVENCIONAL Y PLASTICIDAD DEPENDIENTE DEL GRADIENTES DE ROTACION Y GRADIENTES DE ESTIRAMIENTO (STRETCH GRADIENTS) HA PERMITIDO QUE EL MARCO COMPLETO DE LA TEORIA DE TOUPIN MINDLIN APLIQUE. SE HA INVESTIGADO LA SENSIBILIDAD DE LA CURVA MACROSCOPICA TENSION-DEFORMACION DE UN ACERO BIFASICO "DUAL-PHASE" A DIFERENTES EXPRESIONES QUE REPRESENTAN EL COMPORTAMIENTO DE LAS FASES INDIVIDUALES. PRINCIPAL ENFASIS SE HA PUESTO EN LA INFLUENCIA QUE EJERCEN LOS ELEMENTOS ALEANTES DENTRO DE CADA FASE, LA ESCALA INTRINSECA DEL MATERIAL(LENGTH SCALE), LA TEMPERATURA, LA VELOCIDAD DE DEFORMACION, LA DENSIDAD INICIAL DE DISLOCACIONES, LA FINURA Y LA MORFOLOGIA DE LAS MALLAS DE ELEMENTOS FINITOS UTILIZADAS, ASI COMO LOS DIFERENTES PARAMETROS (TAMAÑO DE GRANO, COEFICIENTE DE ENDURECIMIENTO, FACTOR DE TAYLOR, CONSTANTE, CONSTANTE ALFA, ETC). PERTENECIENTES A LAS DIFERENTES EXPRESIONES ENSAYADAS. PARA LA CONSTRUCCION DEL MODELO SE UTILIZO EL CODIGO COMERCIAL DE ELEMENTOS FINITOS "ABAQUS" AL QUE SE TUVO QUE ACOPLAR UNA SUBRUTINA ESCRITA EN LENGUAJE "FORTRAN 77". ESTA SUBRUTINA ES LA QUE PERMITE LA INCORPORACION DEL GRADIENTE DE DEFORMACION DENTRO DEL CONTEXTO DE LA PLASTICIDAD CONVENCIONAL.

Autor: GONZALEZ ALCANTARA OSCAR JESUS.
Año: 2000.
Universidad: NAVARRA.
Centro de lectura: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS.
Centro de realización: CENTRO DE ESTUDIOS E INVESTIGACIONES TECNICAS (CEIT).

Resumen: Los mercados de productos electromecánicos para aplicaciones de alta tasa de uso diario en la industria del automóvil, el electrodomestico o la electronica de consumo están demandado dispositivos microelectrónicos robustos y fiables basados en soluciones sin contacto. Este es el caso de los sensores para la medida de velocidad de rotación, posición lineal o angular, medidores no invasivos de corriente o potenciómetros para el control de señal el sistemas electrónicos. Los materiales del tipo Magnetorresistencia Gigante (GMR) o Colosal(CMR) basados en el Efecto Magnetorresistivo-capacidad para un cambio resistivo con un bajo campo magnético aplicado-aparecen como una solución directa de bajo costo para este tipo de medidas sin contacto. Los objetivos principales de esta tesis doctoral se centran en dos aspectos: por una parte, se investigan las propiedades magnetorresistivas de la pelicula delgada de MnO3LaxSr1-x de estructura perovskita depositada por pulverización catódica y la influencia de distintos parámetros (tratamiento térmico de recocido, proceso de deposito, …), desarrollándose un proceso de optimización de la misma que concluye en la obtención de una pelicula delgada con una elevada magnetorresistencia. Por otro lado, se analizan las potencialidades de dicha pelicula delgada para su uso en dispositivos sensores aplicando para su fabricación, tecnicas avanzadas de la tecnologia de los microsistemas. El resultado ha sido un dispositivo sin contactos constituido por un puente de Wheatstone con cuatro magnetorresistencias activas. El material utilizado ha sido una película delgada de MnO3LaxSr1-x de estructura perovskita depositada por pulverización catódica sobre un sutrato de alúmina. Un imán permanente semicircular montado sobre un eje rotatorio constituye la excitación del elemento sensible cuya salida es amplificada por un microcircuito ensamblado en el mismo encapsulado. El nuevo dispositivo ofrece beneficios competitivos como son su capacidad para la medida y sensorización libre de desgaste mecánico, larga vida de operación y ausencia de ruido electrico.

Autor: GALARZA RODRIGUEZ AITOR.
Año: 2000.
Universidad: NAVARRA.
Centro de lectura: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS.
Centro de realización: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS.

Resumen: La tesis presenta dos objetivos principales, resumidos a continuacion: En primer lugar, la validación del metodo del trabajo especifico esencial para la determinación de la tenacidad de láminas delgadas metálicas dúctiles a tracción y rasgadura, bajo condiciones de tensión plana y fuencia generalizada. Ello se realiza en base a ensayos de tracción en modo I de probetas DENT doblemente entalladas de cuatro materiales: aleación de alumnio A5182, titanos comerciales T40 y T60 y hojalata T65-CA. Los valores determinados del trabajo especifico esencial se comparan con parámetros clásicos de la fractura elastoplástica, obtenidos de los mismos ensayos, como la integral Jc y el COD. Se ha estudiado igualmente la influencia que el radio inicial de las entallas de las probetas DENT tiene en los parámetros de tenacidad determinados. Para ello, se han empleado diferentes radios iniciales en entalla, incluyendo probetas con entallas pre-agrietadas por fatiga. La influencia sobre la tenacidad de los campos de tensiones y deformaciones que aparecen alrededor de las grietas en crecimiento surgidas a partir de entallas de radio diferente se estudia por medio de simulaciones mediante técnicas de Elementos Finitos de diversos ensayos de tracción de probetas DENT de A5182. Como conclusión más importante se deriva la validez y sencillez del método del trabajo especifico esencial en este tipo de láminas, aunque se comprueba la necesidad de un amplio número de ensayo para disminuir el error experimental a niveles adecuados. Como segundo objetivo, se aplica el método del trabajo específico esencial al caso industrial de las tapas de fácil apertura, obteniéndose los valores de tenacidad a rasgadura en modo II de probetas de tres brazos de hojalata T65-CA. El cociente entre los trabajos específicos esenciales en modo I y modo III es propuesto como índice válido que caracteriza la mejor o peor adecuación de un material para su uso en la fabricación de tapas de estas características. La tesis finaliza con las conclusiones y la sugerencia de futuras lineas de investigación en este campo.

Autor: BREIJO LOPEZ M. PAZ.
Año: 2000.
Universidad: SANTIAGO DE COMPOSTELA.
Centro de lectura: FISICA.
Centro de realización: FACULTAD DE FISICA.

Resumen: En este trabajo se han preparado compuestos de las series La1-xMxCoC3 (M2+=Ca2+,Sr2+,Ba2+) utilizando distintos metodos de sintesis(metodos ceramico, de coprecipitacion, de descomposicion de nitratos y de combustión) y con distinto tamaño de particula. Se ha realizado su caracterización estructural y se han estudiado sus propiedades magneticas y de transporte electrico. Los resultados obtenidos corroboran que estos compuestos son inhomogeneos electronicamente. Se ha profundizado, además, en aspectos concretos no abordados con anterioridad en la bibliografia tales como las peculiaridades de las muestras con concentraciones proximas al limite de percolación electrica (comportamiento semiconductor reentrante, efectos diódicos, evolución temporal,magnetorresistencia, efectos de relajacion, ruidos). Tambien se ha observado que si bien los tres sistemas La1-xMxCoO3 (M2-=Ca2+,Sr2+,Ba2+) responden al mismo esquema general, existen diferencias entre ellos debido a la influencia de la naturaleza del catión divalente sobre la estructura cristalina y electronica de estos sistemas. Además, sus propiedades magnéticas y eléctricas son muy sensibles a las características del método de obtención empleado.

Autor: MÉNDEZ LÁZARO ANA M..
Año: 2000.
Universidad: OVIEDO.
Centro de lectura: INGENIEROS DE MINAS.
Centro de realización: FACULTAD DE QUÍMICA UNIVERSIDAD DE OVIEDO.

Resumen: En el presente trabajo se estudia la preparación de materiales compuestos de carbono de refuerzo granular, utilizando cuatro breas de muy distinta naturaleza como precursor de matriz y cuatro materiales de carbono comerciales como refuerzo. La presencia del refuerzo modifica considerablemente las propiedades físico-químicas de las breas. Estas variaciones dependen tanto de la naturaleza del refuerzo como del tipo de brea. De este modo, se estudió el efecto de los distintos refuerzos en la temperatura de transición vítrea, la solubilidad en tolueno, la mojabilidad o el comportamiento en pirólisis de las distintas breas. El proceso de fabricación de estos materiales incluye las etapas de mezcla, moldeo y carbonización. Se fijaron algunas vareiables tales como la temperatura de mezcla, la presión y tiempo de moldeo y la velocidad de carbonización. Se otpimizó la proporción de brea para cada refuerzo a partir de las propiedades mecánicas de los correspondientes materiales.

Autor: TAN LIN.
Año: 2000.
Universidad: OVIEDO.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: E.T.S. ING. INDUSTRIALES E ING. INFORMÁTICOS.

Resumen: En este trabajo se estudia la tenacidad a fractura estática y dinámica de varios tipos de materiales compuestos con fibra tejida (de vidrios y de carbono) y matriz de resina epoxi o termoplástica, representativos de dos comportamientos mecánicos diferentes (frágil y dúctil, analizándose la influencia de otros parámetros, tales como las características geométricas (espesor, ancho y longitud de grieta), forma de preparación de las probetas, velocidad de impacto y grado de envejecimiento acelerado en cámara climática... Para el estudio dinámico, se emplearon los registros gráficos obtenidos en ensayos con péndulo Charpy instrumentado, procediéndose a una posterior evaluación de la tenacidad a fractura mediante aplicación de la propuesta de norma ASTM E24,03,03 para materiales metálicos, al no existir normativa al respecto para materiales compuestos. Las gráficas fuerza-desplazamiento permitieron identificar el carácter dúctil o frágil del material ensayado y aplicar el correspondiente procedimiento de cálculo de manera similar al caso de materiales metálicos. El envejecimiento al que fue sometido el material (6,70,140 y 210 días) produce una reducción significativa de la tenacidad a fractura que resulta ya muy acusada en los primeros 6 días. La tenacidad del material en los ensayos aumenta con la relación a/W (longitud de grieta/ancho de probeta), pero en diferente medida según el tipo de compuesto. Por el contrario, la preparación de las probetas y la velocidad de impacto parecen no ejercer una influencia considerable en los valores de la tenacidad a fractura dinámica. Los resultados justifican el uso de esta técnica como un métodos posible de caracterización de materiales compuestos bajo solicitación dinámica.El punto crítico resido, sin embargo, en la interpretación y en la limitada aplicación que, de momento, se puede conceder a estos resultados debido a la variabilidad de lso micromecanismos de fractura.

Autor: GONZÁLEZ MORA VÍCTOR ALBERTO.
Año: 2000.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: E.T.S.I.I.B UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE CATALUÑA.

Resumen: Uno de los problemas más urgentes que queda por resovler en Ortopedia es el problema del desaste del politetileno de ultra densidad (UHMWPE) en prótesis articulares. La presente Tesis Doctoral investiga los procesos de desgaste del UHMWPE en componentes articulares de cadera y rodilla. El objetivo de la tesis es doble. En primer lugar se estudia la combinación de diferentes materiales para mejorar el desgaste del UHMWPE y se propone como mejor candidato a un polietileno reticulado (XLPE). Además, se ha analizado diferenes recubrimientos (CoCrMo yZrO2) y acabados superficiales (mass finishing/hand polishing) con el fin de estudiar el desgaste del componente aritucular de UHMWPE al deslizar sobre distintas contra-superficies. En segundo lugar se han analizado diferentes métodos y máquinas de desgaste con el fin de evaluar el desgaste del componente articular de polietileno y encontrar las mejores condiciones experimentales que acerquen los valores desgaste obtenidos en laboratorio a los medidos en condiciones in vivo. Se han estudiado especialmetne las condiciones de deslizamiento aplicadas, ie. Deslizamiento unidireccional v. Multidireccional. Para el análisis del desgaste volumétrico de las superficies así como del análisis de las propias superfices se han utilizado técnicas gravimétricas, microscopía óptica (OM) y de barrido (SEM),microscopía de fuerzas atómicas (AFM) y medidas de dureza. Los resultados obtendios muestran que el XLPE posee mayor capacidad para reducir el desgaste del componente articular bajo condiciones de deslizamiento multidireccional y se muestra como un firme candidato en aplicaciones de articulaciones de cadera (THR), Sin embargo, en condiciones de deslizamiento unidireciconal se comporta peor que el componente de UHMWPE no siendo recomendado, pues, como componente en articulaciones de rodilla (TKR). Con relación al recubrimiento de CoCrMo se ha mostrado que éste fue capaz de reducir el desgaste del componente de UHMWPE en condiciones de deslizamiento multidireccional mostrándose, pues, como una importante mejora de las prótesis articulares de cadera. Sin embargo, bajo condiciones unidireccional el sistema causó el mayor desgaste de todos los ensayos debido a la existencia en este caso de uan contribución al desgaste por terceras partículas importante. Con relación a los sistemas de desgaste utilizados, se ha mostrado que el nuevo diseño de pin-on-disk (POD) de doble movimiento otorgonal permite diferenciar diferentes tipos de polietilenomediante su comportamiento a desgaste en tiempos de ensayo realmente cortos. Los resultados obtendios por este nuevo dispositivo son similares a los obtendios en otros sistemas mucho más complejos y caros y representa, por lo tanto, una alternativa intersante a la hora de obtener datos de desgaste compartivos entre materiales y en distintas condiciones de movimiento.

Autor: NAVARRO DOMINGUEZ FRANCISCO JAVIER.
Año: 2000.
Universidad: HUELVA.
Centro de lectura: ESCUELA POLITECNICA SUPERIOR.
Centro de realización: ESCUELA POLITECNICA SUPERIOR (UNIV. HUELVA).

Resumen: El objetivo principal de esta memoria se centra en la utilizacion de gomas de desecho(gomas de neumatico) como aditivos modificadores del betun, las cuales pueden servir para mejorar las propiedades mecanicas del mismo. Con este objetivo, se ha estudiado la influencia que ejerce la concentracion de goma, el tamaño de particula y las condiciones de procesado (temperatura y agitacion) sobre el comportamiento reologico y la estabilidad al almacenamiento en caliente de estos sistemas (betun-goma), comparando las propiedades mecanicas de estos sistemas con las correspondientes a betunes modificados con SBS comercial.

Autor: VILLAR CASTRO M. PILAR.
Año: 2000.
Universidad: CADIZ.
Centro de lectura: CIENCIAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS.

Resumen: El desarrollo de nuevas metodologias de sintesis que permiten producir mullita de elevada pureza y homogeneidad, asi como sus excelentes propiedades mecanicas y altas resistencias al choque termico y al ataque quimico, permiten considerar a esta ceramica avanzada para aplicaciones de alta tecnologia. El presente trabajo se ha centrado en el estudio de sistemas sol-gel de mullita y mullita dopada con cromo, puesto que la adición de este elemento de transicion le permite ajustar su coeficiente de expansion termica con el del Si, condicion necesaria para su aplicación como substrato en la fabricación de dispositivos de diversa indole, en especial electronicos y fotovoltaicos. Esta tesis doctoral consta de dos partes bien diferenciadas. En la primera, se han determinado los procesos de cristalizacion que permiten obtener mullita y mullita dopada con cromo a partir de precursores amorfos previamente obtenidos mediante sintesis sol-gel a partir de alcóxidos. Para ello, se ha recurrido a tecnicas tales como analisis termico, microscopia electronica de alta resolucion, y termodifraccion de neutrones. Dichas tecnicas han puesto de manifiesto que la formacion de mullita, en todos los casos estudiados, viene precedida por la cristalización previa de unas fases metaestables de transicion. Estas fases, en el caso del sistema con composicion de mullita no dopada, son alumina tetragonal, mayoritariamente, y aluminas cubica (espinela) y ortorrómbica de forma minoritaria. La transformacion a mullita es un proceso mediado por el amorfo del medio. La presencia del cromo en estos sistemas induce variaciones en la temperatura de nucleacion de la mullita, asi como en el numero de nucleos formados y en la distribucion final de tamaños de cristales. Asimismo, modifica la secuencia de transforamcion de fases, estabilizando la fase de simetria cubica, fundamentalmente. Dicha fase ha sido completamente descrita y caracterizada. Ademas, cabe destacar que la introducion de cromo en la celda produce variaciones estructurales y composicionales, de modo que el numero de vacantes de oxigeno por celda unidad aumenta ligeramente, asi como el grado de desorden local que se resuelve con diferencias en la distribucion de A1 y si en huecos tetraedricos. En la segunda parte de esta tesis se ha procedido a la caracterizacion completa, mediante microscopia electronica, de ceramicas sintetizadas de mullita y mullita dopada con cantidades variables de cromo. Se han estudiado aspectos tales como las variaciones morfologicas existentes, la existencia de fases adicionales, y la presencia de vidrio entre granos. Ademas, la utilizacion de la tecnica de dispersion de neutrones a bajo angulo ha permitido mostrar la existencia de nanoheterogeneidades composicionales cuya distribucion espacial presenta una clara relacion con la microestructura del material. Por otra parte, la difraccion de rayos X en camara de alta temperatura de estas ceramicas ha demostrado que la introduccion de Cr en la red de mullita supone una reduccion efectiva de su coeficiente de expansion termica, aunque tambien un aumento en la anisotropia con que la dilatacion tiene lugar.