Libro de resúmenes

Ìndice

C o m i t é O r g a n i z a d o r 2 C o m i t é d e H o n o r 2 P a t r o c i n a d o r e s 2 P r o g r a m a 3 R e súmenes 6

1

C o m i t é O r g a n i z a d o r Aitana Tamayo Hernando

Alberto Moure Arroyo Andrés Nistal González

Berta Moreno Burriel Domingo Pérez Coll

M. Alejandra Mazo Fernández Miguel Ángel García García-Tuñón

Miguel Ángel de la Rubia López Zoilo González Granados

C o m i t é d e H o n o r

Fausto Rubio Alonso Director ÅÎ ÆÕÎÃÉÏÎÅÓ del )#6Ȥ#3)#

Miguel Campos Vilanova Presidente de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio

Begoña Ferrari Fernández Tesorera de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio

Carmen Baudín de la Lastra

Secretaria General de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio

P a t r o c i n a d o r e s

2

Programa  09:15‐09:30   Palabras de bienvenida y apertura 

Dr. Fausto Rubio Director en funciones del Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC 

 09:30‐11:15  Sesión 1.  Síntesis, Procesado y Caracterización de  Materiales 

Moderadores: Dra. Aitana Tamayo, Dra. M. Alejandra Mazo y Dr. Zoilo González.  

09:30‐09:45  “Synthesis of SrAl2O4:Eu,Dy powders assisted by molten salts R. E. Rojas, F. Rubio‐Marcos, A. Rakhmatullin, C. Bessada and J. F. Fernández Dpto. de Electrocerámica, Instituto de Cerámica y Vidrio, ICV‐CSIC  

09:45‐10:00  “Desarrollo de sistemas ligantes ecológicos para moldeo por inyección de polvos de circón”  Carolina Abajo, Antonia Jiménez‐Morales, José Manuel Torralba Dpto. Ciencia e Ingeniería de Materiales e Ing. Química, Universidad Carlos III de Madrid 

10:00‐10:15   “Densificación y microestructura  de cerámicos de MgO –CaZrO3 producidos a partir de diferentes m‐ZrO2” Fernando N. Booth, Liliana B. Garrido y Esteban F. Aglietti  

CETMIC. Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica,      CIC‐CONICET La Plata, Argentina  

10:15‐10:30  “Procesamiento de suspensiones acuosas de nano‐SiC con nanotubos de carbono de diferentes características” Víctor M. Candelario, Ángel L. Ortiz y Rodrigo Moreno Dpto. de Ingeniería Mecánica, Energética y de los Materiales, Universidad de Extremadura  

10:30‐10:45  “Refuerzos cerámicos de Ti3SiC2 en scaffolds de Titanio mediante técnicas de procesamiento coloidal” Esther Molero Romero, Begoña Ferrari y Antonio Javier Sánchez Herencia  Instituto de Cerámica y Vidrio, ICV‐CSIC 

10:45‐11:00   “Estabilización de nanopartículas de TiN y recubrimientos por deposición electroforética Carlos Mendoza, Begoña Ferrari y Yolanda Castro Dpto. de Cerámica, Instituto de Cerámica y Vidrio, ICV‐CSIC   

11:00‐11:15  “Diseño de gránulos de Ti(C,N)/acero para la mejora de su procesamiento” J.A. Escribano, M. Dios, E. Gordo, B. Ferrari y A.J. Sánchez‐Herencia Instituto de Cerámica y Vidrio, ICV‐CSIC  

 11:15‐11:45  Receso y Café    

        S1‐P1    S1‐P2     S1‐P3     S1‐P4     S1‐P5     S1‐P6    S1‐P7         

3

11:45‐12:00  “La Sociedad Española de Cerámica y Vidrio como marco asociativo para jóvenes investigadores” D. Miguel Campos Vilanova, Presidente de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio 

 12:00‐13:30   Sesión 2: Materiales para la construcción. 

Moderadores: Dr. Alberto Moure y Dr. Domingo Pérez   

12:00‐12:15  “Sobre el hormigón con adiciones minerales y acero galvanizado” Javier Luna, Mª Cruz Alonso, Cecilio López y Enrique Hernández  Dpto. de Construcción, Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja, IETcc‐CSIC 

12:15‐12:30  Análisis de los silicatos cálcicos (C3S y C2S) en medio alcalino M. J. Sánchez‐Herrero, A. Fernández‐Jiménez, A. Palomo Dpto. de Cemento y Reciclado de Materiales,  Instituto de Cienciasde la Construcción Eduardo Torroja, IETcc‐CSIC 

12:30‐12:45  “Evaluación mecánico‐ambiental de morteros de cemento con adición de cenizas de fondo” Esperanza Menéndez y Alba Mª Álvaro Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja, IETcc‐CSIC 

12:45‐13:00  “Cenizas Procedentes de Biomasa Forestal en Materiales Base‐Cemento ” Ivelisse Jiménez, Elena Puch, Gloria Pérez, MªBegoña Ruiz y Ana Guerrero Instituto Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja, IETcc‐CSIC  

13:00‐13:15  “Microestructura de materiales base cemento con bajo impacto ambiental: Mezclas ternarias” Álvaro Fernández, José L. García Calvo y María C. Alonso Departamento de Construcción, Instituto Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja, IETcc‐CSIC  

13:15‐13:30  “Re‐utilización de residuos vítreos en la preparación de cementos alcalinos. Microestructura y comportamiento mecánico” M. Torres‐Carrasco y F. Puertas Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja, IETcc‐CSIC  

 13:30‐15:30  Receso  15:30‐16:45   Sesión 3: Materiales funcionales y estructurales 

Moderadores:  Dr. Miguel Ángel de la Rubia y Dr. Andrés Nistal  

15:30‐15:45  “Determinación de la tenacidad de fractura de materiales cerámicos mediante ensayos de fractura estable Ana García‐Prieto y Carmen Baudín Dpto. de Cerámica, Instituto de Cerámica y Vidrio, ICV‐CSIC 

   

        S2‐P1    S2‐P2    S2‐P3    S2‐P4     S2‐P5     S2‐P6          S3‐P1       

4

15:45‐16:00  “Influencia de la estructura sobre la viscosidad en vidrios de fosfato” L. Muñoz‐Senovilla y F Muñoz Instituto de Cerámica y Vidrio, ICV‐CSIC 

16:00‐16:15  “Estudio del Efecto Alcalino‐Terreo Mixto en nuevas familias de vidrios de TeO2

” S. Terny, M.A. De la Rubia, R.E. Alonso, M. Frechero and J. De Frutos 

INQUISUR –Universidad Nacional del Sur, Departamento de Química, Bahía Blanca, Buenos Aires, Argentina  

16:15‐16:30  “Transparent oxyfluoride glass‐ceramics for solar application” Giulio Gorni, Yolanda Castro, María Jesús Pascual, Alicia Duran y Stefano Pelli  Dpto. Vidrio, Instituto de Cerámica y Vidrio, ICV‐CSIC  

16:30‐16:45  “Microhilos magnéticos como elementos sensores de esfuerzos en estructuras” Pilar Marín , Enrico Ricciardi, Antonio Hernando  Instituto de Magnetismo Aplicado, UCM ‐ ADIF  

 16:45  Clausura      

Jurado del Premio Especial de Sociedad Española de Cerámica y Vidrio  

Dr. Fausto Rubio Alonso (Director en funciones del Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC)  D. Miguel Campos Vilanova  (Presidente de  la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, CSIC)Dra. Elena Gordo Odériz (Profesora Titular de la Universidad Carlos III de Madrid)Dra. Berta Moreno Burriel (Investigadora del Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC)  

  

S3‐P2    S3‐P3      S3‐P4    S3‐P5    

 

5

Resúmenes

6

S1-P1

The aim of the research is synthesizing SrAl2O4 powders assisted by molten salts. The goal is to produce sub-micron size particles with high degree of crystallinity. This was achieved by finding optimal synthesis conditions as temperature, the salt ratio and so on. Different kinds of Al2O3 have been employed to evaluate the role of the size precursor in the kinetics of reaction; obtaining phosphorescent particles with different morphologies and sizes. Ones retain the morphology of original Al2O3 and have submicron particles growing on the surface of Al2O3 and others have spherical morphology with particle size ≤ 0.5 μm.

Synthesis of SrAl2O4:Eu,Dy powders

assisted by molten salts

R. E. Rojasa, F. Rubio-Marcosa, A. Rakhmatullinb, C. Bessadab and J. F. Fernándeza

aDepartamento de Electrocerámica, Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC, c/ Kelsen 5, Campus de Cantoblanco, 28049, Madrid, Spain

bLocal Structure Department, CEMHTI – CNRS, UPR3079 1D avenue de la Recherche Scientifique, 45071 Orléans cedex 2, France

e-mail: rociorojas@icv.csic.es

In the present work SrAl2O4 powders have been synthesized by using a methodology based on molten salts .This method is employed to prepare this kind of materials for the first time. Various synthesis procedures have been developed for making powders in the submicron range. Nonetheless, some of the synthesis procedures create strongly agglomerated powders and require temperatures above 1400ºC. The advantage of molten salts is that the powders are less agglomerated and the process needs lower temperature and can be easily scaled-up. During the molten salts synthesis, a chemical decomposition of starting materials occurs and additionally the molten salts works as a flux, which increases the efficiency of mass transport due to an increased mobility of ions. As a result, the final products are typically crystalline even if made at relatively low temperatures. It is necessary to explore the kinetics of reaction; it has been developed some in situ approaches in spinel system for that purpose. The molten salt synthesis method will relay on the use of different types of molten salts that possess relatively low melting points. In a first approach, it has been selected sodium sulfate (NaS2O4) and also the equimolar NaCl-KCl melt to optimize the synthesis. To obtain phosphorescent particles the thermal treatments have been carried out in N2-H2 atmosphere. The size and morphology of the powders synthesized change with the preparation conditions. The structure of the samples was evaluated using powder XRD and the morphology of the particles was analyzed by SEM and TEM. Optical properties of these materials were investigated by measuring photoluminescence properties of the particles, recorded with spectrofluorometer; using a Xenon arc lamp as excitation source. This method appears to be a feasible possibility in preparing phosphorescent particles with different shapes and sizes using low processing temperature.

7

S1-P2

El silicato de circonio ZrSiO4 (circón) es uno de los materiales más abundantes en la corteza terrestre. Posee excelentes propiedades termo-físicas, estables en un amplio rango de temperaturas, por lo que básicamente se emplea como material refractario. Nuevas técnicas de procesado podrían salvar las limitaciones de procesamiento de materiales cerámicos ampliando su campo de aplicación. El moldeo por inyección de polvos, es una técnica novedosa que permite obtener piezas pequeñas con forma compleja, gran precisión y altas prestaciones; de manera competitiva y económica en un gran volumen de producción.

Desarrollo de sistemas ligantes ecológicos para moldeo por inyección de polvos de

circón.

Carolina Abajoa, Antonia Jiménez-Moralesa y José Manuel Torralbaa,b

aDpto. Ciencia e Ing. de Materiales e Ing. Química, Universidad Carlos III de Madrid. Leganés, Madrid

b IMDEA Instituto de Materiales, Madrid email: carolina.abajo@pa.uc3m.es

+ Alto Peso Molecular 

‐ Bajo Peso Molecular

ZrSiO4

F2F1

F3 F4

10

100

1000

10000

10 100 1000 10000

Viscosity (apparent)

[Pa:s]

Shear rate (apparent) [1/s]

150 ºC160 ºC170 ºC180 ºC

10

100

1000

10000

10 100 1000 10000

Viscosity (appartent)[Pa:s]

Shear rate (apparent) [1/s]

160 ºC170 ºC180 ºC

10

100

1000

10000

10 100 1000 10000

Viscosity (apparent) [Pa:s]

Shear rate (apparent) [1/s]

150 ºC160 ºC170 ºC180 ºC

10

100

1000

10000

10 100 1000 10000

Viscosity (apparent)[Pa:s]

Shear rate (apparent) [1/s]

150 ºC160 ºC170 ºC180 ºC

F2

F1

F3

F4

El moldeo por inyección de polvos consta principalmente de cuatro etapas: mezcla de polvo y ligante (feedstock), inyección, eliminación del sistema ligante (debinding) y sinterización. En los últimos años se están haciendo grandes esfuerzos para desarrollar procesos de inyección de polvo más aceptables medioambientalmente. El diseño del sistema ligante y su eliminación, son la clave del éxito del proceso.

En este estudio se optimiza un nuevo sistema ligante basado en polietilenglicol (PEG) y acetato butirato de celulosa (CAB). El debinding se lleva a cabo en dos etapas; eliminación por disolución seguida de una eliminación térmica, consiguiendo ciclos más cortos de debinding y disminuyendo el riesgo de aparición de defectos. El PEG es un polímero soluble en agua, por lo que se evita el uso de disolventes normalmente dañinos para la salud y el CAB es un derivado de la celulosa que se elimina térmicamente, por lo que se podría considerar un balance cero de CO2 en la atmósfera tras su degradación.

Se optimiza el proceso hasta el debinding en agua para cuatro composiciones de sistemas ligantes, basadas en la combinación de alto/bajo peso molecular (PM) de PEG y CAB, para una misma carga en polvo (57.5vol.%). Se estudia homogeneidad del producto mediante reometría de torque, picnómetro de He y análisis de la superficie de fractura con SEM. Se analiza la reología del feedstock con un reómetro capilar a diferentes temperaturas y velocidades de cizalla. Se ensayan a flexión de las piezas inyectadas, por último se estudia en detalle el debinding en agua en función del tiempo y a distintas temperaturas. Se obtienen excelentes resultados en los feedstocks basados en bajo PM de PEG, sin embargo cuando se usa alto PM de PEG las piezas presentan defectos tras el debinding.

8

S1-P3

El sistema MgO/CaZrO3 es de gran interés para el desarrollo de refractarios para la industria del acero y cemento. La adición de m-ZrO2 a refractarios de MgO mejora la resistencia al choque térmico, refractariedad bajo carga y módulo de ruptura en caliente. Recientemente se demostró que la optimización de la adición de m-ZrO2 en refractarios de MgO con espinela aumenta las propiedades mecánicas. Se verificó una mejora significativa del comportamiento termomecánico (RCT) que fue consistente con un aumento del parámetro RSt1 . El objetivo de este trabajo fue investigar el efecto de diferentes m-ZrO2 en distintas formulaciones constituidas por una mezcla de dolomita y m- ZrO2 para producir refractarios compuestos de MgO y CaZrO3.

Figura1.DRX de las diferentes mezclas DNZrO2 pura sinterizada a 1500 ºC;CZ:CaZrO3, Mg: MgO, c: c-ZrO2, Ca: CaO,

B:Ca2SiO4,C3Mg(SiO4

Se desarrollaron dos clases de compositos basados en MgO/CaZrO3 (magnesia, zirconato de calcio) a partir de la sinterización reactiva de una mezcla binaria de dolomita MgCa(CO3)2 y diferentes m-ZrO2. Se utilizó una dolomita de origen argentino compuesta mayoritariamente de MgCa(CO3)2 y dos m-ZrO2 que se diferenciaron por su grado de pureza y distribución de tamaño de partículas. Los compactos se prepararon por prensado uniaxial de la mezcla y posteriormente se sinterizaron a 1500ºC durante 2 horas. Se determinó la influencia de la proporción de las diferentes m-ZrO2 (18, 30 y 40 % en peso) en la densidad, fases cristalinas presentes y microestructura (DRX, SEM-EDX) así como en las propiedades mecánicas (módulo de Young y resistencia a la flexión) de los compositos. Reduciendo el tamaño de partícula de la m-ZrO2 los compositos exhiben una porosidad relativamente baja (20%) y mejores propiedades mecánicas.

                                                            1 Ceylantekin R.; Aksel C. Ceramics International 2012 38 995–1002.  

Densificación y microestructura de cerámicos de MgO –CaZrO3 producidos

a partir de diferentes m-ZrO2

Fernando N. Booth, Liliana B. Garrido y Esteban .F. Aglietti

CETMIC (Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica, CIC-CONICET La Plata), Camino Centenario y 506,

M.B. Gonnet, Buenos Aires, Argentina. e-mail: fernandobooth@cetmic.unlp.edu.ar

20 30 40

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

B

CZ

Mg

CZCZCZMgCZ

C

CZ

CZ

Mg

CZ

1500ºC

CZ

C

C3

CaB

2

Uni

dad

es

arb

itra

ria

s

40 % ZrO2

30 % ZrO2

18 % ZrO2

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S1-P4

El SiC sinterizado a través de una fase líquida es un material de elevada dureza y excelentes propiedades para aplicaciones tribológicas. Se han desarrollado diferentes estrategias para mejorar la resistencia al desgaste en cerámicos de SiC sinterizados con fase líquida, por ejemplo, reducción del contenido de los aditivos de sinterización, endurecimiento de la fase intergranular mediante nitruración in-situ, reducción del tamaño de catión del óxido de tierra rara utilizado como aditivo de sinterización, refinamiento del tamaño de grano y alargamiento del grano.

Figura 1. Cerámico de SiC+Y3Al5O12+CNTs

sinterizado por SPS.

Los nanotubos de carbono (CNTs) son introducidos en una gran variedad de matrices cerámicas para mejorar la resistencia al desgaste, ya que estos actúan como refuerzo mientras disminuyen el coeficiente de fricción. La etapa más crítica de su obtención es la preparación de una dispersión homogénea de los CNTs en la matriz cerámica sin aglomeración de los CNTs, lo cual es especialmente crítico en el caso de matrices cerámicas nanométricas.

Con estas premisas en mente, en este trabajo se ha estudiado el procesado coloidal acuoso de la mezcla de nanopolvos de SiC y Y3Al5O12 (YAG) con CNTs con diferentes características físico-químicas, a saber: longitud, diámetro, grupos funcionales y grafito en su superficie. El estudio envuelve tanto la caracterización de las propiedades coloidales y reológicas de las suspensiones como la obtención de polvos homogéneos por liofilización, así como la caracterización morfológica y microestructural de las mezclas de polvos resultantes. A partir de los resultados obtenidos se procede al estudio de densificación de una composición de referencia mediante sinterización por descarga eléctrica pulsada (SPS) bajo diferentes condiciones de temperatura, presión y tiempo de mantenimiento. La optimización del proceso permite obtener materiales densos a 1700ºC sin degradación de los nanotubos.

Procesamiento de suspensiones acuosas de nano-SiC con nanotubos de carbono de

diferentes características Víctor M. Candelarioa,b, Ángel L. Ortiza y Rodrigo Morenob

aDepartamento de Ingeniería Mecánica, Energética y de los Materiales, Universidad de Extremadura, 06006 Badajoz, España.

bInstituto de Cerámica y Vidrio, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, 28049 Madrid, España.

e-mail: vcandeleal@unex.es

10

S1-P5

Fabricación de materiales compuestos porosos tanto del material de la matriz (Ti) como de refuerzos cerámicos (Ti3SiC2) mediante la combinación de polímeros precerámicos y técnicas de procesamiento coloidal. La aplicación de estos materiales es mejorar las propiedades de los implantes actuales.

Refuerzos cerámicos de Ti3SiC2 en scaffolds de Titanio mediante técnicas de

procesamiento coloidal Esther Molero Romero, Begoña Ferrari y Antonio Javier Sánchez

Herencia.

Departamento Cerámica, Instituto de Cerámica y Vidrio, Kelsen 5, 28049 Madrid

e-mail: esther.molero@icv.csic.es

Recubrimientos de cerámica o biovidrio han sido ampliamente considerados para mejorar la biocompatibilidad y bioactividad de implantes basados en Ti1. En bio-aplicaciones las propiedades mecánicas de las estructuras macroporosas son de gran relevancia, ya que están sometidas a tensiones estructurales significativas y los implantes necesitan satisfacer los requisitos específicos de la superficie, como por ejemplo, un alto desgaste. Las fases MAX que actúan como refuerzos cerámicos dibujan un gran interés debido a sus propiedades estructurales tales como baja densidad y alto módulo elástico, además de una buena conductividad térmica y eléctrica, resistencia al impacto y a altas temperaturas. El objetivo de este trabajo es el uso de Titanio como material de relleno, el cual reacciona con el silicio del precerámico conduciendo a una fase bien dispersa (Ti3SiC2) después de un tratamiento térmico en atmosfera inerte. También se ha descrito una nueva vía para la fabricación de espumas macro-celulares porosas mediante la espumación directa de policarbosilano.

                                                            1 M. Geetha et al. Prog.Mater.Sci. 54 (2009) 397; T.R. Rautray et at. Prog.Mater.Sci 56 (2011) 1137; Braem. A., et al., Adv.Eng.Mater 13 (2011) 509..  

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S1-P6

La deposición electroforética es un proceso coloidal, por lo que en esta técnica, el estudio físico químico de suspensiones es la mejor herramienta para alcanzar un preciso control microestructural en la fabricación de recubrimientos. Se han optimizado suspensiones de nanopartículas de TiN para el conformado y compactación de recubrimientos por EPD y se han evaluado los parámetros que afectan a la estabilidad del proceso.

Estabilización de nanopartículas de TiN y recubrimientos por deposición

electroforética

Carlos Mendoza, Begoña Ferrari y Yolanda Castro

Cerámica, Instituto de Cerámica y Vidrio, c/Kelsen, 5 e-mail: cmendoza@icv.csic.es

Los carburos de titanio (TiC) y nitruros de titanio (TiN) han sido muy estudiados debido a su alta dureza, buenas propiedades eléctricas, estabilidad térmica, etc. La aplicación más importante es como recubrimiento de herramientas de corte con el fin de mejorar la dureza y resistencia al desgate. Entre los procesos utilizados para obtener TiC o TiN destacan los métodos físicos y químicos en fase vapor o la nitruración a partir de TiO2. En esos procesos son necesarias condiciones de alta presión o temperatura. Recientemente, se han considerado distintas rutas químicas, especialmente el método sol-gel utilizando alcóxidos de titanio y dialquilaminas de titanio para sintetizar polvos o capas de TiN. En este trabajo se simuló un sistema similar al medio de reacción estudiado en la síntesis a partir de isopropóxido de titanio e hidrazina añadiendo nanopartículas comerciales de TiN a un medio orgánico. Se estudiaron los parámetros que controlan la estabilidad de las nanopartículas de TiN en suspensión y la deposición electroforética con el fin de analizar la compactación de estas nanopartículas a distintos tiempos. Para ello se empleó un polímero catiónico como la polietilenimina (PEI) con diferentes pesos moleculares, el cual se añadió a la suspensión evaluando el grado de adsorción sobre la superficie de las nanopartículas y el efecto que podía tener sobre su estabilización y dispersión en la suspensión. El proceso de EPD catódica fue llevado a cabo con suspensiones estabilizadas y sobre sustratos de acero inoxidable a distintos tiempos con el fin de analizar mediante AFM la compactación de las nanopartículas en un recubrimiento homogéneo.

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S1-P7

La atomización es una técnica ampliamente utilizada en casi todas las tecnologías relacionadas con el procesamiento de polvos. Esta técnica permite la generación de gránulos a partir de polvos de menor tamaño, modificando las propiedades de prensado de los polvos precursores. Los métodos de granulado por vía húmeda en conjunción con las técnicas coloidales de preparación de suspensiones, permiten el procesamiento de polvos y composiciones que no se podrían obtener por el procesamiento directo de los polvos comerciales.

 

 

Diseño de gránulos de Ti(C,N)/acero para la mejora de su procesamiento

J.A. Escribanoa, M. Diosa,b, E. Gordob, B. Ferrarib y A.J. Sánchez-Herenciaa

aInstituto de Cerámica y Vidrio, CSIC, c/Kelsen 5, Madrid bUniversidad Carlos III, avda. Universidad 30, Leganés

e-mail: jescribano@csic.es

 

Los metales duros son materiales compuestos constituidos por una fase mayoritaria de partículas duras (normalmente nitruros y carburos) embebidos en una matriz metálica. La principal característica de estos materiales es su alta dureza, que les hace ideales para su utilización en muchas aplicaciones en procesos de rectificación y acabado. Entre las diferentes composiciones de metales duros aquellos cuya fase de refuerzo es el Ti(C,N), presentan bajas densidades y excelentes propiedades mecánicas, que los hacen idóneos para su utilización como herramientas de corte a altas temperaturas. El procesamiento normal de estas composiciones se realiza a través de las técnicas pulvimetalúrgicas de polvos en seco. Pero, debido a la baja compresibilidad y fluidez de los polvos de Ti(C,N), existen dificultades para la obtención de composiciones con altas distribuciones de las fases y alto contenido en refuerzo cerámico. En este sentido, los métodos de generación de gránulos por vía húmeda en conjunción con las técnicas coloidales de preparación de suspensiones permiten obtener gránulos homogéneos. Estos gránulos presentan elevados grados dispersiones de las fases, mayores capacidades de fluidez y pueden ser procesados por las técnicas normales del procesamiento de polvos. En este trabajo se han procesado materiales de Ti(C,N)/acero a partir de gránulos obtenidos por atomización de suspensiones. Las piezas obtenidas fueron caracterizadas en base a su microestructuras, densidades y dureza.

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S2-P1

Los términos durabilidad y sostenibilidad son cada vez más intrínsecos a la ciencia de los materiales de construcción, por ello la creación de nuevos materiales y/o modificación de los existentes, como el hormigón armado. La sustitución del cemento por adiciones, para disminuir las emisiones de CO2, y la implementación de métodos de protección de armaduras como el galvanizado, para aumentar la vida útil de las estructuras, dan lugar a nuevos materiales que requieren caracterización. El objetivo del estudio es la determinación de las prestaciones del hormigón elaborado con adiciones y armado con acero galvanizado, y su comparación con el tradicional.

Sobre el hormigón con adiciones minerales y acero galvanizado

Javier Lunaa, Mª Cruz Alonsoa, Cecilio Lópeza y Enrique Hernándezb

aDto de Construcción, Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja, C/Serrano Galvache, 4 Madrid 28033

bDto de Mecánica de Estructuras e Ingeniería Hidráulica, Universidad de Granada, Avda del Hospicio, s/n Granada 18071

e-mail: j.luna@ietcc.csic.es

100m

La investigación desarrollada se ha centrado en el análisis de la influencia del proceso de galvanización en el espesor y la microestructura de la capa galvanizada y el efecto, a su vez, que estas propiedades tendrían tanto en la interacción electroquímica ocurrente durante las primeras horas de contacto del recubrimiento galvanizado con el hormigón, contenga o no adiciones minerales, así como en las tensiones de adherencia armadura galvanizada/hormigón. Por un lado, se ha observado cierta heterogeneidad en el espesor del recubrimiento, mayor en las zonas laterales de corruga. Por otro lado, las medidas electroquímicas del potencial han desvelado que, durante las 5 primeras horas de contacto hormigón/acero galvanizado, existe una fuerte actividad electroquímica asociada con la reacción catódica de producción de hidrógeno y la consiguiente reacción anódica de disolución de cinc que afectaría a la interfase armadura galvanizada/hormigón. Después, el potencial de corrosión evoluciona rápidamente a valores considerablemente más anódicos, indicando la formación de la capa de protección (asociada a la formación de hidroxicincato cálcico) entre la fase acuosa del hormigón y la superficie de la armadura galvanizada. Los ensayos de pull-out muestran, para los dos hormigones empleados, que tanto las armaduras galvanizadas como sin galvanizar desarrollan igual tensión última de adherencia, si bien es cierto que cuando se examinan las tensiones asociadas al estado límite de servicio, el acero galvanizado desarrolla tensiones con mayor variabilidad y ligeramente inferiores.

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S2-P2

Los cementos híbridos contribuyen de manera notable al ahorro energético y a la conservación de los recursos naturales, presentando características y/o prestaciones similares o incluso mejores que las de los cementos Portland comunes. El cemento híbrido basado en la mezcla de cemento Portland y un aluminosilicato activado alcalinamente ha sido objeto de estudio durante los últimos años obteniéndose resultados muy prometedores. Con el objetivo de ampliar el conocimiento básico de los cementos híbridos y poder esclarecer la influencia de los álcalis sobre las fases mineralógicas que componen el clinker Portland, en esta investigación se plantea el análisis de la hidratación de los silicatos cálcicos, C3S y C2S en condiciones de muy elevada alcalinidad.

Análisis de los silicatos cálcicos (C3S y C2S) en medio alcalino

M. J. Sánchez-Herrero, A. Fernández-Jiménez y A. Palomo

Cemento y Reciclado de Materiales, Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja,

Serrano Galvache, 4. Madrid. e-mail: mjsanchez@ietcc.csic.es

En este trabajo se analiza el comportamiento en un medio de elevada alcalinidad de los silicatos cálcicos C3S y C2S sintetizados a partir de reactivos de laboratorio. Ambos silicatos se hidrataron con una disolución de NaOH 8M y con agua como sistema de referencia. Se determinaron las resistencias mecánicas tras 2 y 28 días de hidratación y se llevó a cabo la caracterización de los productos de reacción mediante XRD y 29Si NMR MAS. Los resultados obtenidos indican que la presencia de álcalis estimula el desarrollo mecánico resistente de las pastas de C2S frente a las de C3S, lo que supone un dato relevante dado la baja reactividad inicial que presenta el C2S en condiciones normales de hidratación.

C3S C2S0

5

10

15

20

25

30

35

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45

50 H_2d

Res

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a)o

H_28d N8_2d N8_28d

H: agua; N8: NaOH 8M

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S2-P3

El vertido de residuos de centrales termoeléctricas de carbón, especialmente las denominadas cenizas volantes y cenizas de fondo, suponen un problema ambiental por su potencial lixiviación de metales. Por su parte, el cemento permite la incorporación de ciertos residuos en su composición, como cenizas volantes, obteniendo materiales con distintas funcionalidades. No obstante, la adición de cenizas de fondo no se encuentra actualmente reglamentada a nivel europeo. El presente trabajo estudia la potencial aplicación de cenizas de fondo como adición a cementos mediante su caracterización, así como la evaluación mecánico-ambiental y la clasificación de la idoneidad de uso de los cementos con distintos porcentajes de sustitución de cenizas.

Evaluación mecánico-ambiental de morteros de cemento con adición de

cenizas de fondo

Esperanza Menéndez y Alba Mª Álvaro

Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja amalvaro@ietcc.csic.es

Las cenizas seleccionadas, tanto volantes como de fondo, proceden de una central termoeléctrica de carbón cuyas cenizas volantes cumplen con los requisitos exigidos para ser adiciones de cementos autorizados europeos. Ambas cenizas tienen una composición mineralógica similar, con una fase vítrea y otra cristalina (cuarzo, mullita y anortita). Las cenizas de fondo son más irregulares y rugosas, con un contenido de metales pesados algo superior que las cenizas volantes. Se estudiaron las propiedades mecánicas (UNE-EN 196-1) y la potencial lixiviación de sustancias al ambiente (NFS/ANSI 61-2009). Se evaluaron morteros de cemento fabricados con un cemento tipo CEM I 42,5 y sustituciones del 10%, 25% y 35% de ceniza volante o ceniza de fondo. Desde el punto de vista mecánico, se observó que el porcentaje de sustitución máximo recomendable es del 25%, ya que mayores porcentajes implican una elevada disminución de la resistencia a compresión. La composición de estos morteros es muy compleja porque hay muchos iones que potencialmente pueden lixiviar al ambiente, pero no todos ellos son igualmente agresivos para el medio ambiente y la salud. Por ello, se implementó un método para cuantificar el impacto ambiental de los morteros en función de la peligrosidad y la cantidad lixiviada de cada uno de los iones. La integración del análisis del impacto ambiental y de las propiedades mecánicas permite establecer un criterio mecánico-ambiental, estableciéndose las siguientes categorías: óptimo, bueno, medio, no apto. Se concluyó que pueden obtenerse morteros con adición de ceniza de fondo con características mecánicas y ambientales similares a las obtenidas con ceniza volante, y por tanto, que serían potencialmente utilizables como cementos reglamentados en el futuro.

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S2-P4

El objetivo de este trabajo es el estudio de un material base-cemento eco-eficiente con propiedades mecánicas equiparables a un cemento 100 % cemento Portland, que genere beneficios ambientales y económicos al sector de los materiales de construcción. Con esta finalidad se utiliza la ceniza de caldera de biomasa forestal (CCBF) y esta ceniza tratada hidrotermalmente (CCBF-TH) como sustituto parcial de un cemento Portland CEM I 42.5 R, reciclando la ceniza y reduciendo las emisiones de CO2 asociadas a la producción del cemento del Portland.

Este espacio está destinado a un graphical abstract, en el que se insertará una figura representativa de la investigación. Se ajustará el tamaño de la figura al ancho de esta celda.

Se consideran como materias primas CCBF y CCBF-TH, siendo CCBF-TH el sólido obtenido tras poner la ceniza CCBF en contacto con una disolución de NaOH 1M durante 4 horas a 200ºC1. Para estudiar la posible sustitución de estas cenizas en una matriz base-cemento, es necesario, en primer lugar caracterizarlas mediante distintas técnicas instrumentales y en segundo lugar determinar su actividad puzolánica mediante un método acelerado2. Posteriormente se consideran matrices base-cemento con un 0, 10 y 20 % de sustitución parcial de cemento por CCBF y por CCB-TH. En cada matriz base-cemento diseñada se estudia el cambio en área superficial BET y las propiedades físicas de las matrices hidratadas (consistencia normal, tiempo de fraguado y estabilidad de volumen). Para evaluar el efecto en las propiedades mecánicas se fabrican probetas prismáticas de 1x1x6 cm, según la Norma UNE-EN 196-3, empleando una relación de agua/sólido de 0.5. Los resultados indican que la sustitución parcial de cemento modifica la micro-estructura del cemento, generando cambios en la superficie específica y en la consistencia normal. Al aumentar el porcentaje de sustitución aumenta la superficie específica y por consiguiente la cantidad agua requerida, en mayor proporción al utilizar CCBF-TH. En cuanto a las propiedades mecánicas, la matriz con 10 % de CCBF (CCBF-10), cumple con los valores de resistencias a compresión especificados en la Norma UNE EN 197-1 para morteros a 2 y 28 días, alcanzando a los 28 días valores de 44.7 MPa, equiparable con una matriz 100 % cemento Portland (CCBF-0).

                                                            1 Jiménez, I.; Pérez, G.; Pérez, R.; Ruiz, B.; Suárez-Ruiz, I.; Fuente, E.; Guerrero, A. XII Congreso Nacional de Materiales 2011. 2 Sánchez de Rojas, M.I.; Frías, M. Cement and Concrete Research 1996, volumen 26, 203-213. 

Cenizas Procedentes de Biomasa Forestal en Materiales Base-Cemento

Ivelisse Jiméneza, Elena Pucha, Gloria Péreza, MªBegoña Ruizb

y Ana Guerreroa aInstituto Ciencias de la Construcción “Eduardo Torroja”. CSIC.

C/Serrano Galvache, 4, 28033 Madrid, España. bInstituto Nacional del Carbón. CSIC.

C/ Francisco Pintado Fe 26, 33011 Oviedo, España e-mail: i.jimenez@ietcc.csic.es

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S2-P5

El sector de la construcción es uno de los principales responsables de la emisión de gases de efecto invernadero a la atmósfera. Una de las vías para reducir estas emisiones es la sustitución parcial de clínker por adiciones minerales como escorias de alto horno, cenizas volantes o fíller calizo, dando lugar a mezclas binarias y ternarias, éstas últimas de mejores prestaciones mecánicas que las primeras. El objetivo de esta investigación es profundizar en el estudio de los cambios microestructurales que las adiciones provocan en el seno del material cementante en mezclas ternarias de buen comportamiento mecánico.

Microestructura de materiales base cemento con bajo impacto

ambiental: Mezclas ternarias

Álvaro Fernández, José L. García Calvo y María C. Alonso

Departamento de construcción, IETcc (CSIC) C/ Serrano Galvache, 4, 28033, Madrid

alvaroferperez@ietcc.csic.es

Mezcla ternaria tras 90 días de hidratación

El empleo de mezclas ternarias, formadas por un cemento Portland convencional más dos adiciones minerales diferentes simultáneamente está en auge por su menor impacto ambiental y porque la acción sinérgica de las adiciones puede provocar prestaciones mecánicas mejoradas respecto a mezclas binarias, y similares a la de los cementos convencionales sin adiciones. En esta investigación se han analizado la microestructura y la fase acuosa de mezclas ternarias cuyas buenas prestaciones mecánicas (similares a las de un cemento tradicional sin adiciones) ya han sido probadas con anterioridad. La fase acuosa de los poros del material cementante fue extraída y estudiada a distintas edades de hidratación, analizando tanto el pH, como la concentración de los principales iones disueltos. Pese a la mayor cantidad de álcalis que incorporan las adiciones a la mezcla, la concentración de éstos es menor en la fase acuosa de las mezclas ternarias, especialmente en los primeros días de hidratación. Otras diferencias importantes son la mayor concentración de Ca y Al en las mezclas ternarias. También se caracterizaron y cuantificaron las principales fases sólidas presentes en el material cementante a distintas edades de hidratación a través de técnicas como DRX, ATD/TG o SEM. Las principales diferencias detectadas entre las mezclas ternarias y el cemento de referencia fueron la cantidad de portlandita (Ca(OH)2) y de geles de silicatos cálcicos hidratados presentes en las muestras en las distintas edades de hidratación medidas, fruto de la distinta reactividad de las adiciones empleadas. Además la contribución de las adiciones provocan geles más ricos en Al y más pobres en C/S además de la formación de nuevas fases hidratadas.

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S2-P6

Los cementos alcalinos son conglomerantes básicamente formados por dos componentes: un material de naturaleza aluminosilicica (tales como escorias de alto horno o cenizas volantes) y un activador alcalino (generalmente un silicato sódico). El presente trabajo pretende evaluar la viabilidad de utilizar un residuo urbano e industrial, concretamente los residuos vítreos como activador alcalino, es decir, como fuente de sílice en un reemplazo total o parcial del silicato sódico comercial. Esta utilización es posible ya que los residuos vítreos son materiales amorfos con una composición química basada fundamentalmente en SiO2 (65-75%) y Na2O (12-15%).

Re-utilización de residuos vítreos en la preparación de cementos alcalinos.

Microestructura y comportamiento mecánico M. Torres-Carrasco y F. Puertas

Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (IETcc-CSIC)

C/ Serrano Galvache, 4, 28033 (Madrid)

e-mail: mtorres@ietcc.csic.es

Problemática  del Cemento Portland

Residuos Vítreos 

CEMENTOS ALCALINOS  

La activación alcalina de esos silicoaluminatos (escorias de horno alto y/o cenizas volantes) permite obtener los cementos alcalinos, que son materiales alternativos y más eco-eficientes que los cementos Portland ordinarios. Las mejores prestaciones mecánicas y durables de los cementos y hormigones alcalinos se obtienen cuando el activador es una disolución alcalina de silicatos alcalinos hidratados (waterglass). Sin embargo, estos silicatos alcalinos se obtienen a temperaturas en torno a 1300ºC, y a partir de sales de carbonato y sílice tras calcinación y disolución en agua en las proporciones deseadas. Es por ello que en este trabajo se estudia la viabilidad del empleo de residuos vítreos urbanos e industriales como potenciales activadores alcalinos en la preparación de pastas de escorias y cenizas activadas alcalinamente. Se prepararon pastas activadas alcalinamente de escorias y cenizas (AAS y AAFA) empleando como disolución activadora una disolución de waterglass y disoluciones procedentes del tratamiento de los residuos vítreos en disoluciones de NaOH/Na2CO3 y NaOH. Sobre las pastas obtenidas se realizaron estudios de caracterización mecánica, mineralógica (DRX, FTIR) y microestructural (NMR 29Si y 27Al y BSEM/EDX). Los resultados obtenidos han demostrado la viabilidad del empleo de residuos vítreos como activadores alcalinos en la preparación AAS y AAFA.

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S3-P1

0.000 0.001 0.002 0.003 0.004 0.0050

2

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10

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Car

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N]

Desplazamiento [mm]

La tenacidad de fractura, o resistencia del material a la propagación de defectos, es el parámetro mecánico básico para caracterizar a los materiales cerámicos. El objetivo de este trabajo es  el desarrollo de un equipamiento y una metodología para la determinación de la tenacidad de fractura de materiales cerámicos frágiles a partir de ensayos de fractura estable. La hipótesis básica es la idoneidad de la apertura de los labios de la grieta como parámetro de control de los ensayos. Se han caracterizado materiales cerámicos avanzados, tradicionales y biocerámicas.

Determinación d la tenacidad de fractura de materiales cerámicos

mediante ensayos de fractura estable

En general, la caracterización mecánica de materiales cerámicos se realiza en términos del factor crítico de intensidad de tensiones en modo I, KIC, determinado a partir de la carga máxima en un ensayo de fractura inestable, realizado usando el desplazamiento como variable de control. Los valores de KIC así obtenidos son superiores a los reales porque el trabajo realizado sobre la probeta no se invierte exclusivamente en la propagación de la grieta. Por lo tanto, la determinación precisa de KIC de materiales cerámicos requiere la realización de ensayos de fractura estable, los cuales, además, proporcionan valores del trabajo de fractura. Se han realizado ensayos de flexión en tres puntos de probetas prismáticas con entallas rectas en forma de “V” (SEVNB, Single Edge V- Notch Beam). Se utiliza como variable de control la apertura de los labios de la grieta (CMOD, Crack Mouth Opening Displacement), ya que, de las tres variables de control, carga, desplazamiento y crecimiento de grieta, es la única que crece de manera continua durante todo el proceso de fractura. En este trabajo se demuestra la validez del dispositivo experimental desarrollado para alcanzar ensayos de fractura estable de materiales cerámicos densos y de grano fino (espinela de aluminio-magnesio, mullita, alúmina y nanocompuestos de alúmina/SiC), porosos (biocerámicas basadas en fosfato tricálcico) y con microestructura heterogénea (refractarios silicoaluminosos y hormigones).

e

Ana García-Prieto y Carmen Baudín

Dpto. de Cerámica, Instituto de Cerámica y Vidrio-CSIC ,C/ Kelsen 5, Campus de Cantoblanco, 28049 Madrid, España

e-mail: anag@icv.csic.es

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S3-P2

Este trabajo se engloba dentro del estudio de las propiedades de trasporte a través de la estructura atómica en vidrios de fosfato. El objetivo final de la investigación es modelizar la viscosidad a partir de datos estructurales, de forma que a partir de una composición dada se pueda conocer su reología para su posterior aplicación como materiales con interés tecnológico, como láseres de alta energía, sellos de baja temperatura o lentes ópticas, entre otros.

Influencia de la estructura sobre la viscosidad en vidrios de fosfato

L. Muñoz-Senovilla y F. Muñoz

Departamento de vidrios, Instituto de Cerámica y Vidrio (CSIC), Kelsen 5, 28049 Madrid

e-mail: lmsenovilla@icv.csic.es

300 400 500 600 700 800 900 1000 11000

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(in

dP

a.s)

50Zn 7.5Li 15Li 25Li 35Li 42.5Li 50Li MYEGA

T (ºC)

Los vidrios de fosfato presentan unas propiedades y estructura particulares que han permitido su desarrollo como materiales para aplicaciones especiales. Con el objetivo de obtener productos novedosos de alta calidad así como una mayor eficiencia energética durante el procesamiento del vidrio, es importante conocer en profundidad cómo varía la viscosidad con la temperatura en función de la composición. El estudio de la estructura a corto y medio alcance en vidrios de fosfato, así como su evolución con la temperatura, puede aportar las claves necesarias para comprender los procesos dinámicos que tienen lugar en la red vítrea responsables del gran aumento de la viscosidad en el intervalo de transición. Esta desviación respecto del comportamiento de tipo Arrhenius los clasifica como vidrios cinéticamente “frágiles” según la definición de Angell. En este trabajo se ha llevado a cabo un estudio completo de las propiedades de transporte del sistema Li2O-ZnO-P2O5 así como de la capacidad calorífica y la estructura mediante DSC y espectroscopia de resonancia magnética nuclear, respectivamente. Las energías de activación obtenidas a partir de las medidas de viscosidad y conductividad iónica sugieren que existen dos mecanismos distintos que controlan el flujo viscoso en función de la temperatura y que estos están relacionados con la composición y la estructura. Por otro lado, se ha observado que la fragilidad cinética y termodinámica varían de la misma forma con la composición y que al igual que en un estudio previo sobre vidrios de metafosfato binarios de metales alcalinos y alcalinotérreos1, ambas dependen del potencial catiónico de los cationes modificadores. 1 Muñoz-Senovilla L.; Muñoz F., Journal of Non-Crystalline Solids 2014, 385, 9-16.

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S3-P3

Este trabajo se desarrolla en el marco de una tesis doctoral (fisicoquímica de materiales) que tiene como objeto estudiar la influencia de la carga y tamaño del catión divalente modificador sobre una matriz vítrea de teluro. En este caso nos centraremos en el estudio del efecto alcalino terreo mixto, algo que aún no se ha estudiado en dicha matriz.

Estudio del Efecto Alcalino-Terreo Mixto en nuevas familias de vidrios de TeO2.

S. Terny1,2,4, M.A. De la Rubia2,5, R.E. Alonso3,4,

M. Frechero1and J. De Frutos2. 1INQUISUR –Universidad Nacional del Sur, Departamento de Química, Av. Alem 1253, (8000) Bahía Blanca,

Buenos Aires, Argentina 2POEMMA-CEMDATIC. E.T.S.I. Telecomunicación. UPM. Avda. Complutense, 30. 28040 . Madrid. España

3IFLP ,Universidad Nacional de La Plata, Departamento de Física, C.C. N 67, (1900) La Plata, Argentina 4Universidad Nacional de La Plata, Departamento de Física, C.C. N 67, (1900) La Plata, Argentina

5Departamento de Electrocerámica, Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC, Kelsen 5, 28040, Madrid, España.

email: soledadterny@gmail.com

Cuando la composición cambia debido a la sustitución gradual de un ion alcalino (Na+) por otro ion alcalino (K+), por lo general las propiedades del material que dependen de la movilidad de los iones modificadores muestran un comportamiento no lineal, adquiriendo un valor máximo o un mínimo a un cierto nivel de sustitución. Esto es comúnmente asociado con los procesos de flujo viscoso, intercambio iónico, conductividad eléctrica, pérdida dieléctrica, ataque químico y relajación mecánica o térmica, y es aún más pronunciado cuando existen grandes diferencias entre los radios de los iones alcalinos intercambiados. Este fenómeno se conoce como "Efecto alcalino mixto"1. Un fenómeno similar se observa cuando un catión alcalino es sustituido por un catión no alcalino que tiene la misma valencia y se conoce como "Efecto de ion mixto". Por otro lado, se sabe que la adición de cationes modificadores alcalino-térreo (tales como Mg+2, Ca+2, Ba+2 o Sr+2) afecta considerablemente el "Efecto alcalino mixto" que ocurre en un vidrio, y a pesar de que la literatura2-3 da algunos ejemplos de anomalías (comportamiento no lineal) observadas en las propiedades de algunos vidrios como resultado de la sustitución gradual de un modificador de alcalino-térreo por otro óxido de la misma naturaleza, recientemente se ha reconocido la existencia de un "Efecto Alcalino-Térreo Mixto"4. El objetivo de este trabajo es el estudio del "Efecto Alcalino-Térreo Mixto” en una nueva familia de vidrios de fórmula general: 0.8 [xBaO (1 -x) MgO] 0.2TM.2TeO2, con TM (metal de transición) = Nb2O5, V2O5, MoO3 y WO3. Estos nuevos materiales se caracterizaran por espectroscopia de impedancia, espectroscopia Raman, AFM, densidad, etc. Estamos interesados en saber cómo se ven afectadas las propiedades de dichos materiales, principalmente con el cambio parcial en la proporción de Ba / Mg y en la influencia de los metales de transición (Nb, V, Mo y W).

1 E.C. Cardillo, R.A. Montani, M.A.Frechero,Journal of Non-Crystalline Solids 2010, 356,2760–2763. 2 K-D. Kim, Glass Technol. 2000, 41,161-164. 3 S. M. Salman, S. Gharib, Thermochim. Acta 1984, 82, 345-355. 4 B. Roling, M. D. Ingram, J. Non-Cryst. Solids 2000, 265, 113-11.

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S3-P4

The aim of this work is to make nano oxyfluoride glass-ceramic materials, by conventional melting and sol-gel process, for photovoltaic applications. Transparent luminescent materials are promising to modify solar spectrum to improve solar cells efficiency. In particular, LaF3 crystals are suitable hosts for RE ions and good for optical properties, thanks to their low phonon energy. Melting-quenching and the sol-gel method are used to prepare bulk materials and thin films, incorporating Pr/Yb. Crystallization mechanism and activation energy have been estimated by DTA/TG analysis. XRD, FTIR, UV-Vis allowed to complete the structural and optical characterization.

Transparent oxyfluoride glass-ceramics for solar application

Giulio Gorni, Yolanda Castro, Maria Jesus Pascual,

Alicia Duran* y Stefano Pelli*

Dpto. Vidrio, Instituto de Cerámica y Vidrio, c/Kelsen, 5, Madrid Istituto di fisica applicata, v. Madonna del Piano, 10, Sesto F.no

e-mail: g.giulio_88@libero.it

XEROGEL GLASS & GCs by melting

 

Oxyfluoride glass-ceramics have been extensively studied for their good mechanical and optical properties. Transparent bulk and thin films co doped with Pr-Yb were prepared to study the down-conversion process of solar energy. Both, glasses and gels, have been heat treated at different temperatures and times and crystallization mechanism of LaF3,

studied by DTA/TG analysis, showed differences between melted glass and sol-gel materials. In the case of glass-ceramics (GCs) obtained by melting, crystals size change with temperature and time of heat treatment between 10 nm and 30 nm. For bulk GCs (with a crystal fraction of 12% weight by Rietveld analysis) bigger crystals have been obtained compared to the un-doped GCs. Crystal growth kinetics at 620°C showed an almost constant crystal size with time due to growth inhibition phenomenon. The small nano-crystals allow maintaining the optical transparency and UV-Vis showed Pr and Yb absorption peaks. For sol-gel materials powders, bulk materials and thin films have been prepared and characterized. Crystallization mechanism studies showed differences between powder and bulk. Crystals size of powders vary between 20-40 nm while are lowers in bulk materials. Transparent thin films with thickness between 200-1000 nm with n 1.49 (@ 700 nm) have been obtained by dipping. FT-IR allowed controlling OH- content, the main problem in optics materials produced by sol-gel. PL measurements, for melting and sol-gel processes, will be done and compared.

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S3-P5

El presente trabajo demuestra la capacidad de detección de tensiones estructurales a partir de la sensorización de estructuras mediante microhilos magnetostrictivos. La combinación del comportamiento magnetostrictivo con la resonacia ferromagnética permite detectar inalámbricamente variaciones de tensión mecánica utilizando ondas de 1.2 Ghz.

Microhilos magnéticos como elementos sensores de

esfuerzos en estructuras

Pilar Marín , Enrico Ricciardi, Antonio Hernando*

Instituto de Magnetismo Aplicado, UCM - ADIF, Nacional VI km 22.5, 28224 Madrid, SPAIN

e-mail: enrico.ricciardi@unina.it

Un microhilo magnético amorfo es un filamento formado por un núcleo metálico recubierto por una cubierta aislante de pyrex obtenido por la técnica de Taylor de enfriamiento ultrarrápido1. Para el desarrollo del presente trabajo han preparado muestras de magnetostricción negativa y de composición Fe2.25Co72.75Si10B15 de diámetro total 20 micras con un núcleo metálico de diámetro 6 micras que presentan una clara sensibilidad a la tensión mecánica. Estudios previos2 confirmaron como es posible detectar las variaciones de tensión aplicada sobre un microhilo cuando se somete simultáneamente a un campo magnético alterno de baja frecuencia (mHz) y se hace incidir sobre él una onda de Ghz. Mediante un dispositivo formado por una antena emisora y otra receptora conectadas a un analizador vectorial es posible medir las variaciones en la reflectividad del hilo como consecuencia de la tensión aplicada. En el presente trabajo, se ha sensorizado un probeta de silicona de longitud 10 cm con una serie de microhilos magnéticos paralelos de igual longitud llegándose a correlacionar la curva de tensión deformación de la probeta con la señal detectada por el sistema de antenas. Este experimento se ha completado sensorizando un dado de silicona con una dispersión de microhilos magnéticos de 1 cm de micra distribuidos al azar observándose claras variaciones en la señal detectada por la antena con el esfuerzo aplicado. La Figura adjunta muestra estas variaciones.

                                                            1 Marín P.; Hernando A., Encyclopedia of Materials: Science and Technology (Second Edition), 2004, pp. 1-9 

2 Gorriti, A. G.; Marin, P.; Hernando, A., Sensors Letters, Volume 7, Number 3, 2009, pp. 232-235 

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