El grupo de investigación Propiedades Mecánicas de Solidos del departamento de Física de la Materia Condensada de la Universidad de Sevilla (US) acaba de dar un paso más en la fabricación de cerámicas avanzadas a través de una técnica denominada sinterización por chispa de plasma.

La sinterización es el tratamiento térmico de un polvo metálico o cerámico para fortalecer los enlaces e incrementar la fuerza y resistencia de la pieza final. El equipo utiliza el cuarto estado de la materia, el plasma, para efectuar las ‘soldaduras’.

El método presenta la ventaja de que no usa aditivos de sinterización para estudiar la influencia de la morfología de grano en su comportamiento tribológico. La tribología estudia la fricción, el desgaste y la lubricación que ocurre por el contacto entre superficies sólidas en movimiento.

En concreto, los investigadores estudian las propiedades mecánicas de cerámicos ultrarrefractarios (resisten altas temperaturas sin descomponerse). Los datos se publican en las revistas Wear y el Journal of the European Ceramic Society.

Para ello fabrican la pieza de forma controlada con su método de sinterización, efectúan un ensayo mecánico, estudian la microestructura del material y finalmente modelan su comportamiento con análisis numéricoso modelos analíticos.

 “Queremos aplicar nuestra experiencia con los materiales cerámicos avanzados para crear un material compuesto de alúmina y de nanotubos de carbono que se beneficie de las extraordinarias propiedades mecánicas de estos”, dice Arturo Domínguez Rodríguez, catedrático de la US y responsable del grupo de investigación.

El objetivo último es  crear a partir de dos materiales bien conocidos, otro que se beneficie de la sinergia de ambos y que tenga mejores propiedades estructurales y posiblemente funcionales”.

Referencias bibliográficas:

F. Gutierrez-Mora, A. Lara, A. Muñoz, A. Domínguez-Rodríguez, C. Melandri, G. de Portu. “Influence of microstructure and crystallographic phases on the tribological properties of SiC obtained by spark plasma sintering”. Wear 309 (81–2): 29–34, enero 2014.

B. Malmal Moshtaghioun, Francisco L. Cumbrer, Angel L. Ortiz, Miguel Castillo-Rodríguez, Diego Gómez-García. “Additive-free superhard B4C with ultrafine-grained dense microstructures”. Journal of the European Ceramic Society 34 (3): 841–848, marzo 2014.

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