Desarrollo de materiales compuestos Invar-Carbono y caracterización con técnicas pulvimetalúrgicas avanzadas

摘要

Los materiales compuestos de matriz metálica (MCMMs) son materiales muy atractivos para ser empleados en multitud de aplicaciones y áreas de la ingeniería. Aunque existen muchos casos de estudio relacionados con este tipo de materiales, la mayoría de los esfuerzos han sido dirigidos a potenciar y desarrollar materiales compuestos de matriz polimérica. Este proyecto tiene como interés fundamental analizar un material compuesto formado por Invar (aleación de hierro y níquel) que constituirá el componente principal (matriz) y por nanotubos de carbono (CNTs) que constituirán el componente secundario (refuerzo). Para ello, se formarán diferentes composiciones del material compuesto señalado, en función de la mayor o menor cantidad de carbono presente (0%, 5%, 10% y 20% en peso sobre el material metálico). Los nanotubos de carbono son un material relativamente moderno que posee excepcionales propiedades, tanto mecánicas como térmicas y eléctricas. La introducción de este material como refuerzo en metales puede dar lugar a la obtención de materiales con propiedades muy interesantes. En la primera parte de este trabajo se compararán y estudiarán dos métodos diferentes para la obtención del material compuesto deseado: por un lado, la síntesis de nanotubos de carbono sobre partículas de Invar por la técnica de Deposición Química en fase Vapor (CVD) y por otro, la mezcla directa de polvos de Invar y nanotubos de carbono comerciales. Independientemente del método utilizado, se obtendrá una mezcla de polvos que deberá ser compactada para la obtención final del material. La segunda parte de este trabajo se centrará en el estudio y análisis de propiedades mecánicas (como la dureza y la resistencia a la compresión), físicas (densidad), eléctricas (conductividad eléctrica) y magnéticas (temperatura de Curie) del material compuesto obtenido, así como su microstructura. Para ello, se utilizarán diferentes equipos situados en el Instituto Madrileño de Estudios Avanzados (IMDEA) Materiales y en la Universidad Carlos III de Madrid.