RESISTENCIA DE MATERIALES

Autor: RIERA ROMERO FRANCISCO.
Año: 2003.
Universidad: POLITÉCNICA DE MADRID [www.upm.es].
Centro de lectura: ESCUELA TECNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE MINAS.
Centro de realización: ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE MINAS.

Resumen: El combustible gastado y los residuos de alta actividad se emplazarán de forma definitiva en un almacenamiento geológico profundo (AGP). Para ello, serán previamente encapsulados. La presente Tesis está dedicada al estudio de la respuesta de dichas cápsulas frente a las distintas demandas físicas a las que pueden verse sometidas, ya sea en condiciones de operación o de accidente. Entre las demandas físicas se incluyen específicamente las demandas mecánicas, tanto estáticas como dinámicas, y las demandas térmicas. Se contempla toda la vida de la cápsula, desde que se encuentra vacía y sin tapa en las instalaciones de superficie hasta las condiciones finales esperables en el almacenamiento. Los análisis térmicos de la cápsula con el combustible se llevan a cabo generalmente en dos dimensiones, a veces con hipótesis de simetría axial, a veces en una sección plana transversal por el centro de la cápsula. Los resultados de ambos tipos de análisis se comparan aquí con los de cálculos tridimensionales completos. Esto proporciona una información más fiable sobre las temperaturas a las que puede verse sometida la cápsula y sus contenidos, a la par que permite aquilatar los errores involucrados en las metodologías bidimensionales de cálculo. Las demandas mecánicas estáticas consisten principalmente en las presiones ejercidas sobre la cápsula en el almacenamiento. Los análisis se llevan a cabo con cápsulas desnudas, así como con cápsulas que interaccionan con el tubo-guía. Se consideran tanto distribuciones uniformes de presiones como distribuciones no uniformes, tal como podían resultar de un hinchamiento diferencial de la bentonita. También se estudia el comportamiento frente a condiciones anómalas de apoyo de la cápsula. En todo ello se tienen en cuenta tanto el posible desarrollo de modos de pandeo de la cápsula como el proceso gradual de deformación plástica de la misma. En cuanto a las demandas dinámicas sobre la cápsula, se comienza por estudiar su ciclo de vida completo con el fin de postular todos los accidentes creíbles a los que podría verse sometida. También se estudian las características dinámicas intrínsecas de la cápsula, concretadas en los correspondientes modos de vibración. Esta información ayuda a interpretar los resultados de los análisis dinámicos correspondientes a los diversos accidentes postulados: caídas de la tapa sobre la cápsula con diversas orientaciones, impactos de la cápsula al caer sobre un punzón, impactos de la cápsula por vuelco sobre un plano rígido y caídas de la cápsula en el interior del sobreenvase. Convienen subrayar que no existe por el momento un diseño definitivo de las cápsulas ni de los demás elementos del sistema. La definición de estas estructuras es más bien conceptual y alguna de las dimensiones, en particular el espesor de la cápsula, debe por tanto considerarse como un parámetro aún por fijar. Por lo tanto, todos los análisis mencionados se repiten para diversos valores del espesor de la cápsula, suministrando así información sobre el efecto de dicho parámetro en la respuesta a los problemas analizados, que es donde radica una de las aportaciones importantes de la presente Tesis. Este conocimiento, junto con información relativa a otros fenómenos no físicos (como el ataque químico), será lo que permita en su día tomar la decisión más adecuada sobre la configuración y características definitivas de la cápsula.

Autor: FLOR LOPEZ SILVIA DE LA.
Año: 2004.
Universidad: POLITÉCNICA DE CATALUÑA [www.upc.edu].
Centro de lectura: ETSEIB-EDIFICI H SALA 28.8.
Centro de realización: EDIFICI C1 Campus NORD.

Autor: CAMPO GÓMEZ MÓNICA.
Año: 2005.
Universidad: REY JUAN CARLOS [www.urjc.es].
Centro de lectura: ESCUELA SUPERIOR DE CIENCIAS EXPERIMENTALES Y TECNOLOGIAS.
Centro de realización: ESCUELA SUPERIOR DE CIENCIAS EXPERIMENTALES Y TECNOLOGÍA.

Resumen: El presente trabajo contempla la fabricación de recubrimientos de sílice sobre las partículas de sic para evitar su degradación interfacial y mejorar sus mojabilidad cuando se utilizan como refuerzo en los materiales compuestos de matriz de aluminio procesados por vía liquida. las técnicas de recubrimiento utilizadas han sido el proceso sol-gel, la oxidación directa de las partículas y la combinación de ambos procesos. Una vez sintetizados los recubrimientos se ha realizado su caracterización química y estructural por diferentes técnicas estructurales, de análisis térmico y de caracterización mecánica. se han aplicado, asimismo, a los recubrimientos de sílice amorfa obtenidos por el método sol-gel diferentes temperaturas de tratamiento térmico con objeto de modificar su porosidad y por tanto, controlar su reactividad. la segunda etapa de trabajo consistió en el estudio de la reactividad interfacial de los materiales compuestos de matriz de aluminio 6061 con un 20% de partículas de sic sin recubrir y recubiertas de sílice. entre los resultados del trabajo se demuestra que la presencia de sílice. tanto amorfa como cristalina, inhibe la formación del carburo de aluminio y aumenta de manera importante la mojabilidad de las partículas por el aluminio líquido debido a la reacción que se produce entre la sílice y el aluminio. esta reactividad da lugar a diferentes productos de reacción, destacando la formación de aluminosilicatos y alúmina, detectándose además la incorporación de silicio la matriz, que puede llegar a ser relevante para algunos de los recubrimientos utilizados. Se ha demostrado que esta incorporación de siliceo a la matriz depende fundamentalmente del tratamiento térmico aplicado al recubrimiento sol-gel; así a bajas temperaturas (500-600°c), por su elevada porosidad, la sílice es más reactiva y se produce una gran cantidad de siliceo distribuido homogéneamente en la matriz de aluminio. Sin embargo, a altas temperaturas (superiores a 725°c) debido a la mayor densificación del recubrimiento, este presenta una reactividad menor, incorporando solo una pequeña cantidad de silicio que se acumula en la intercara . También se ha comprobado que el enriquecimiento además, este enriquecimiento en siliceo que experimenta la matriz como consecuencia de su interacción con las partículas y/o sus recubrimientos, modifica sus propiedades mecánicas, tanto a nivel microscópico como macroscópico. por este motivo, en la siguiente etapa de investigación se evaluaron las propiedades mecánicas interfaciales de los materiales compuesros mediante ensayos de dureza y microdureza vickers para caracterizar el nivel de endurecimiento de la matriz de aluminio, y de nanoindentación para determinar las propiedades mecánicas de las nuevas intercaras formadas entre la matriz de aluminio y las partículas de sic recubiertas. en estos ensayos se ha estudiado la influencia en las propiedades mecánicas de las condiciones experimentales del método sol-gel utilizando para recubrir las partículas, de las distintas condiciones de fabricación del material compuesto y del tratamiento térmico de Maduración artificial al que se somete al material. la resistencia de los materiales a un proceso de fricción cíclico se ha medido por ensayos de desgaste pin-on-disk. por último, debido a que los resultados obtenidos muestran que se puede controlar la reactividad interfacial entre el esfuerzo y el aluminio modificando el tipo de recubrimiento de sílice, se ha plantado el desarrollo de una nueva aplicación de este tipo de materiales compuestos, como en su fabricación, en forma de recubrimiento, por proyección térmica. Se han optimizado loa parámetros experimentales del proceso de proyección térmica y se ha estudiado el comportamiento a desgaste de los recubrim 8 ientos f 2a6 abricados.

Autor: ARRABAL DURÁN RAÚL.
Año: 2005.
Universidad: COMPLUTENSE DE MADRID [www.ucm.es].
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS.

Resumen: Los materiales compuestos de matriz metálica son objeto de investigación científica y aplicada desde hace dos décadas, aunque ha sido en los últimos años cuando verdaderamente se han convertido en buenos candidatos para aplicaciones en la industria aerospacial, automovilística, electrónica y de re reo. Las aleaciones de aluminio de moldeo reforzadas con partículas de carburo de sílico (SiCp) poseen un alto potencial para aplicaciones estructurales, debido a su excelente combinación de elevada resistencia y baja densidad. Sin embargo, es bien sabido que la resistencia a la corrosión y a la oxidación de los materiales compuestos de aluminio es inferior a la de las correspondientes aleaciones sin esfuerzo. Existen pocos estudios relativos a la protección contra la corrosión de los MCMM, aunque la tendencia es emplear el mismo tipo de recubrimiento o sistemas de protección que los designados para las aleaciones de aluminio. Los cromatos se han venido usando ampliamente en preparamientos anticorrosivos para las aleaciones de aluminio, sin embargo, debido a la toxicidad del Cr6+, se han comenzado a buscar alternativas ecológicas. Una de las opciones mas estudiadas han sido el uso de elementos lantanidos, debido a su capacidad para formar hidroxidos insolubles y a su baja toxididad. El objetivo del presente trabajo ha sido encontrar las condiciones optimas de tratamientos anticorrosivos con sales lantanidas sobre materiales compuestos A3xx.x/SiCp.

Autor: COY ECHEVERRIA ANA EMILSE.
Año: 2005.
Universidad: COMPLUTENSE DE MADRID [www.ucm.es].
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS.

Resumen: En el presente trabajo se ha estudiado la influencia en el comportamiento frente a la corrosión de aceros inoxidables austeníticos a los que se adicionan distintos elementos de aleación (Mo, Mn, Ti). Los resultados obtenidos han permitido establecer los posibles mecanismos de actuación de estos elementos aleantes en el comportamiento a la corrosión de los aceros inoxidables en diferentes medios agresivos. En el caso del Mo, su efecto positivo se ha asociado a un aumento de la estabilidad de la película pasiva y/o a la formación de molibdatos y óxidos de molibdeno. Con relación al Mn, su efecto negativo en la resistencia a la corrosión por picadura se ha asociado a la formación de inclusiones ricas en dicho elemento. Por otra parte, un aumento del contenido en Mo y Ti, unido a una reducción del contenido en N y, especialmente, en C mejoran la resistencia a la corrosión intergranular. De este modo, se ha podido conseguir aceros inoxidables de nuevo diseño con menor coste y mayor resistencia a la corrosión ajustando su composición química.

Autor: GARCÍA VIDORRETA ENRIQUE JOSÉ.
Año: 2006.
Universidad: ZARAGOZA [www.unizar.es].
Centro de lectura: CENTRO POLITÉCNICO SUPERIO.
Centro de realización: CENTRO POLITÉCNICO SUPERIOR.

Resumen: La asombrosa combinación de propiedades eléctricas, térmicas y especialmente mecánicas exhibida por los nanotubos de carbono (CNTs) los convierte en candidatos ideales para el refuerzo de materiales compuestos. Nanocompuestos y arquitecturas híbridas de materiales compuestos tradicionales y CNTs potencialmente ofrecen beneficios mecánicos y multifuncionales. En este trabajo se investigan experimentalmente compuestos formados por CNTs y polímeros y también dos arquitecturas híbridas. El novedoso proceso de fabricación empleado en este trabajo permite el crecimiento de densos bosques de CNTs alineados y de alta calidad La primera arquitectura híbrida está compuesta por fibras alineadas con CNTs creciendo radialmente desde la superficie de las fibras. Para la segunda arquitectura, densos bosques de nanotubos alineados verticalmente se colocan en la dirección del espesor entre las capas de compuestos laminados. En esta investigación se da respuesta a algunas de las preguntas más importantes referentes a la fabricación de ambas arquitecturas compuestas híbridas: Impregnación de los nanotubos por polímeros comerciales para las diferentes arquitecturas, refuerzo efectivo de polímeros con la adición de nanotubos, retención de las propiedades mecánicas (módulo elástico y tenacidad) de las fibras tras el proceso de crecimiento de los nanotubos y el transplante de bosques de CNTs del substrato donde se fabrican a la superficie de los preimpregnados. I.a impregnación de bosques de nanotubos con varias resinas comerciales (incluyendo un epoxy de alta viscosidad) se consigue a una velocidad tal que permite la obtención de polímero con CNTs perfectamente dispersos para las dos arquitecturas híbridas. También se presentan las primeras medidas direct 8 as de la 606 s propiedades mecánicas de nanocompuestos. De acuerdo a los resultados experimentales, el módulo elástico de la matriz polimérica se refuerza un 220% con tan sólo un 2% de fracción volumétrica de nanotubos alineados. Resultados anteriores demuestran que un 5% de fracción volumétrica es necesario para obtener un refuerzo equivalente cuando los nanotubos tienen una orientación aleatoria. Los tests de tracción realizados sobre fibras individuales indican que las propiedades mecánicas de las fibras no se degradan tras el proceso de crecimiento de nanotubos en su superficie. También se presentan en este trabajo pruebas de la factibilidad de la fabricación continua de las dos arquitecturas. Futuras investigaciones incluirán el estudio de las propiedades mecánicas y multifuncionales de estas y otras arquitecturas híbridas y el escalado a un proceso continuo de la fabricación de compuestos híbridos.