Materiales Avanzados de Alto Valor Añadido (AVANZA)

Departamento: Metalurgia Física

Investigador principal: Marcela Lieblich Rodríguez

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Integrantes:

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Asunción García Escorial (Investigador Científico)
José Luis González Carrasco (Investigador Científico)
Gaspar González Doncel (Investigador Científico)
Marcela Lieblich Rodríguez (Investigador Científico)
Ricardo Fernández Serrano (Científico Titular)
Joaquín Ibáñez Ulargui (Científico Titular)

Publicaciones más relevantes

- R. Fernández and G. González-Doncel; “Threshold stress and load partitioning during creep of MMCs” Acta Materialia, vol.56 (2008) pp. 2549-2562.

- M. Galano, F. Audebert, A. García Escorial, I.C.Stone y B.Cantor “Nanoquasicrystalline Al-Fe-Cr based alloys. Part II. Mechanical properties”, Acta Materialia, 57 (2009) 5120-5130. 

- M. Multigner, S. Ferreira-Barragans, E. Frutos, M. Jaafar, J. Ibáñez, P. Marín, M.T. Pérez-Prado, G. González-Doncel, A. Asenjo, and J.L. González-Carrasco “Superficial severe plastic deformation of 316 LVM stainless steel through grit blasting: Effects on its microstructure and subsurface mechanical properties” Surface and Coating Technology, 205 (2010) pp. 1830–1837

- F. Cioffi, R. Fernández, D. Gesto, P. Rey, D. Verdera and G. González-Doncel “Friction stir welding of thick plates of aluminum alloy matrix composite with a high volume fraction of ceramic reinforcement” Composites: Part A 54 (2013) pp. 117–123.

- M. Lieblich, J. Corrochano, J. Ibáñez, V. Vadillo, J.C. Walker, M. Rainforth, “Subsurface modifications in powder metallurgy aluminium alloy composites reinforced with intermetallic MoSi2 particles under dry sliding wear”, Wear, accepted nov 2013.

Proyectos o contratos de investigación más relevantes

- Correlación microestructura-propiedades mecánicas de uniones soldadas por FSW (friction stir welding) de materiales compuestos de matriz metálica. Proyecto CICYT MAT2009-09545 (subprograma MAT). Duración:  01/01/10 - 31/12/12. Importe: 189.000,00 €. IP: G. González Doncel

- Caracterización microestructural y mecánica de biomateriales metálicos convencionales modificados mediante técnicas de deformación plástica severa superficial. Proyecto MAT2009-14695-C04-04 (subprograma MAT). Duración: 01/01/10 - 31/12/12. Importe: 145.000,00 €. IP: J.L. González Carrasco

- Extrusión de perfiles en materiales compuestos de matrix de aluminio. Proyecto TRA2009_0251_01. Duración: 01/03/10 - 28/02/12. Importe: 108.416,00 €. IP: M. Lieblich

- Processing and characterization of novel bioresorbable PLLA matrix composites for osteosynthesis with high volume fraction of Mg – BIOMAGCOM. Proyecto MINECO - MAT2012-37736-C05-01. Duración: 01/02/2013 – 31/01/2017. Importe: 84.700,00 €. IP: J.L. González Carrasco

- Activacion del titanio para implantes bioadaptados: Caracterización microestructural y mecánica de superficies de implantes dentales. Código contrato 040201130002. Duración: 01/11/2012 – 31/10/2014. Importe: 102.474,90 €. IP: J.L. González Carrasco

Resumen de las líneas de investigación

MATERIALES COMPUESTOS, NANOCOMPUESTOS Y METAESTABLES CON APLICACIONES ESTRUCTURALES Y FUNCIONALES
La investigación en materiales compuestos cubre aspectos básicos y tecnológicos. Desde el punto de vista fundamental se intenta entender y predecir su comportamiento a temperaturas elevadas (fluencia). Los estudios más tecnológicos se orientan a procesos y tratamientos termomecánicos como extrusión y soldadura. Se dispone de una prensa de extrusión horizontal, única en España. En cuanto a la soldadura, puesto que los materiales compuestos de matriz metálica no se unen bien por métodos convencionales, se está estudiando la posibilidad de realizar dichas uniones por fricción batida, en colaboración con otros laboratorios. En relación a los materiales metaestables, la investigación está orientada a aleaciones de Al cuasicristalinas con aplicaciones estructurales, aleaciones de Fe con propiedades magnéticas y aleaciones de Ni de interés fundamental y como catalizadoras, todas ellas procesadas por solidificación rápida.

MATERIALES PARA LA SALUD
La actividad y los objetivos se centran en dos líneas: i) Mejora de prestaciones (bioactividad, estabilidad mecánica y minimización de adhesión bacteriana) de biomateriales metálicos (Ti6Al4V, 316 LVM) utilizando recubrimientos ricos en Si (inmersión, implantación iónica) o modificaciones superficiales mediante procesos de deformación plástica severa (láser, arenado, chorro de agua, etc.). ii) Desarrollo de biomateriales biodegradables y biorreabsorbibles basados en nuevos compuestos de polímero biocompatible cargado con partículas de Mg o Mg débilmente aleado, como alternativa a los de osteosíntesis metálicos convencionales. El polímero permitiría la degradación controlada del Mg, mientras que el Mg mejoraría las propiedades mecánicas y bioactividad del polímero. Su desarrollo eliminaría la necesidad de una segunda intervención y ampliaría su campo de aplicación a pacientes en fase de crecimiento. Los resultados previos han sido patentados y están estimulando la colaboración con empresas interesadas en su desarrollo.

 

 

 

 

 

 

Materiales Nanocompuestos y Películas Delgadas de Diseño (SURFPROT)

Departamento: Ingeniería de Superficies, Corrosión y Durabilidad

Investigador principal: Juan Carlos Galván Sierra

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Integrantes:

Dr. Juan Carlos Galván, Ph.D. (Investigador Científico). RESEARCH ID: http://www.researcherid.com/rid/B-9751-2011
Dr. Sebastian Feliu Jr., Ph.D. (Científico Titular).  RESEARCH ID: http://www.researcherid.com/rid/A-6085-2009
Dr. Rodrigo Montoya, Ph.D. (Titulado Superior Contratado Proyecto).
Alejandro Samaniego, M.S. (Beca Predoctoral FPI, MINECO).
Federico R. García-Galván, M.S. (Contrato Predoctoral, MINECO).

Publicaciones más relevantes

1. Montoya R., García-Galván F.R., Jiménez-Morales A., Galván J.C.
Effect of conductivity and frequency on detection of heterogeneities in solid/liquid interfaces using local electrochemical impedance: Theoretical and experimental study
Electrochemistry Communications, 15 (1), pp. 5-9 (2012)
DOI: 10.1016/j.elecom.2011.11.011
2. Barranco, V., Carmona, N., Galván, J.C., Grobelny, M., Kwiatkowski, L., Villegas, M.A.
Electrochemical study of tailored sol-gel thin films as pre-treatment prior to organic coating for AZ91 magnesium alloy
Progress in Organic Coatings, 68 (4), pp. 347-355 (2010)
DOI: 10.1016/j.porgcoat.2010.02.009
3. Feliu S. Jr., Pardo A., Merino M.C., Coy A.E., Viejo, F., Arrabal R.
Correlation between the surface chemistry and the atmospheric corrosion of AZ31, AZ80 and AZ91D magnesium alloys
Applied Surface Science 255 (7) pp. 4102-4108   (2009)
DOI: 10.1016/j.apsusc.2008.10.095
4. Pardo A.,  Merino M.C., Coy A.E., Arrabal R., Feliu S. Jr
Influence of microstructure and composition on the corrosion behaviour of Mg/Al alloys in chloride media
Electrochimica Acta, 53 (27), pp.7890-7902 (2008)
DOI: 10.1016/j.electacta.2008.06.001
5. Garcia-Heras M., Jimenez-Morales A., Casal B., Galvan J.C., Radzki S., Villegas M.A.
Preparation and electrochemical study of cerium-silica sol-gel thin films
Journal of Alloys and Compounds, 380 (1-2 SPEC. ISS.), pp. 219-224 (2004)
DOI: 10.1016/j.jallcom.2004.03.047

Proyectos o contratos de investigación más relevantes

1. IDENTIFICACION DEL PROYECTO: MAT2012-30854
TITULO DEL PROYECTO: Estrategias de ingeniería cristalina y arquitectura molecular en el diseño de recubrimientos autorreparantes para la protección de superficies metálicas
ORGANISMO FINANCIADOR: Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO)
COSTE: 108 810 euros  + 1 FPI
INVESTIGADOR PRINCIPAL: Juan Carlos Galván Sierra
FECHAS DE INICIO Y DE FINALIZACION: 01/2013 – 12/2015

2. IDENTIFICACION DEL PROYECTO: MAT2009-13530
TITULO DEL PROYECTO: Profundización en el conocimiento de los mecanismos de corrosión de las aleaciones Mg-Al y su protección mediante recubrimientos sol-gel
ORGANISMO FINANCIADOR: Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN)
COSTE:127 051 + 1 FPI
NOMBRE DEL INVESTIGADOR PRINCIPAL: Sebastián Feliu Batlle
FECHAS DE INICIO Y DE FINALIZACION: 01/2010 – 12/2012

3. IDENTIFICACION DEL PROYECTO: MAT2006-04486
TITULO DEL PROYECTO: Sensores químicos basados en recubrimientos híbridos para la protección de materiales metálicos y del patrimonio
ORGANISMO FINANCIADOR: Ministerio de Ciencia y Tecnología (MCYT)
COSTE: 135 650 euros
NOMBRE DEL INVESTIGADOR PRINCIPAL: Juan Carlos Galván
FECHAS DE INICIO Y DE FINALIZACION: 10/2006 – 09/2009

4. IDENTIFICACION DEL PROYECTO: Referencia CSIC OPE00073
TITULO DEL PROYECTO: Reactive  Nanoparticulate  Coatings (RENACO)
IDENTIFICACION DEL PROGRAMA: European Micro- and Nanotechnology (MNT) ERA-Net Project. - Sixth Framework Programme for Research and Technological Development (FP6)
ORGANISMO FINANCIADOR EN ESPAÑA: MICINN
COSTE TOTAL: 735 000 Euros (Asignados al CENIM: 178 246 Euros)
COORDINADOR DEL PROYECTO: Kyösti Kontturi, Helsinki University of Technology
NOMBRE DE LOS  INVESTIGADORES PRINCIPALES EN ESPAÑA: Juan Carlos Galván y Violeta Barranco
ENTIDADES PARTICIPANTES: Helsinki University of Technology, Max-Planck Institute for Iron Research (MPIE), University of Paderborn, UPB- Germany, CENIM (CSIC), University of Helsinki (HY).
Compañías Privadas: Outotec Oyj, Outotec (Finland), Rautaruukki Oyj, Rautaruukki (Finland), Nanotec Electrónica SL, Nanotec (España)
FECHAS DE INICIO Y FINALIZACION: 02/ 2007 – 01/2009

5. IDENTIFICACION DEL PROYECTO: ECSC, STEEL RESEARCH-7210-PR/121
TITULO DEL PROYECTO: New chromium free thin organic coatings for Z, ZA and ZF
ORGANISMO FINANCIADOR: CE
COSTE: 807 000 euros (Asignados al CENIM: 85 000 Euros)
COORDINADOR: Deutschland Krupp Hoesch Stahl
NOMBRE DEL INVESTIGADOR PRINCIPAL EN ESPAÑA: Sebastian Feliu Batlle
ENTIDADES PARTICIPANTES: Centre De Recherches Metallurgiques (Belgique-België, Sollac S.D. (France), Aceralia Corporación Siderúrgica, S.A. (España), Voest-Alpine Stahl Linz Gmbh (ÖSTERREICH (Österreich), CENIM (España)
FECHAS DE INICIO Y DE FINALIZACION: 7/1998   – 7/2001

Resumen de las líneas de investigación

Imagen representativa1. Influencia de la  microestructura y la composición sobre el comportamiento frente a la corrosión electroquímica de aleaciones de base Mg/Al desnudas y/o protegidas con recubrimientos sol-gel, en contacto con medios naturales. Eventualmente, el estudio se centra también en el comportamiento de aceros inoxidables y de aleaciones de Ti con aplicaciones biomédicas.

2. Modificación superficial de materiales metálicas con películas delgadas nanocompuestas de diseño. El esfuerzo se dirige hacia la búsqueda de alternativas a los pretratamientos protectores convencionales que contenían agentes tóxicos, como los cromatos. Se trata de contribuir al avance en el conocimiento de los mecanismos de protección activa y de autorreparación de una nueva generación de recubrimientos órgano-inorgánicas de tipo sol-gel, modificados mediante el atrapamiento físico de nano- o micro-contenedores de naturaleza cristalina, cargados con inhibidores de la corrosión ecológicamente aceptables.

3. Diseño y validación de sensores electroquímicos de tipo sol-gel. El objetivo es insertar estos dispositivos  en recubrimientos protectores, para que actúen como sensores, capaces de detectar la detección de la lixiviación de iones y los cambios de pH producidos durante los primeros estadios de los procesos de corrosión del substrato metálico.

4. Preparación y caracterización de recubrimientos híbridos de órgano-inorgánica con propiedades bioactivas, para su aplicación sobre implantes metálicos. La idea es desarrollar recubrimientos modificados con contenedores basados en sólidos mesoporosos cargados con fármacos de interés en Ciencias de la Salud y Aplicaciones Biomédicas.

 

 

 

 

 

 

 

 

Tecnologías Ecoinnovadoras aplicadas a Procesos Medioambientales, Reciclado de Materiales y Aprovechamiento Energético (TecnoEco)

Departamento: Metalurgia Primaria y Reciclado

Investigador principal: Francisco José Alguacil

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web:   https://www.facebook.com/grupotecnoeco.csic

Integrantes:

 TecnoEco

Francisco José Alguacil (Profesor de Investigación)
Félix A. López (Investigador Científico)
Manuel Alonso Gámez (Investigador Científico)
Esther Escudero Baquero (Investigador Titular OPI)
Carlos Pérez Román (Titulado Técnico Especilizado)
Jesús Medina Orera (Ayudante I+D)
Antonio Delgado Vinuesa (Técnico)
Irene García Díaz (Contratado)
Olga Rodríguez largo (Contratado)

Lorena Alcaraz (Doctor Contratado CAM)
Ana López (Doctorando CAM)


 

Publicaciones más relevantes:

- “Effect of recycled glass fiber on the corrosion behavior of reinforced mortar” M.A. Criado, I.García-Díaz, J.M. Bastidas, F.J. Alguacil, F.A. López, C. Monticelli. Construction and Building Materials. 64(14), 261-269, 2014 http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.04.049

- “Development of crystalline phases in sintered glass-ceramics from residual E-glass fibres”. M.I.Martín, F.A. López, F.J.Alguacil, M. Romero. Ceramics International 40(2), 2769-2776, 2014 http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2013.10.040

- “Processing of Indium (III) solutions via ion exchange with lewatit K-2621 resin”. A. Díaz-Pavón, A. Cerpa, F.J. Alguacil. Revista de Metalurgia 50(2), e010. 2014  http://dx.doi.org/ 10.3989/revmetalm.010

- “Approximate relationship between voltage and mobility for Brownian particles in cylindrical DMAs”. M.Alonso, F.J. Alguacil, V. Gómez. Journal of Aerosol Science, 58, 62-70, 2013 http://dx.doi.org/10.1016/j.jaerosci.2013.01.003

- "Recovery of carbon fibres by the thermolysis and gasification of waste prepreg". F.A. López, O. Rodríguez, F. J. Alguacil, I.García-Díaz, T.A. Centeno, J.L. García-Fierro. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis,  104, 675-683, 2013 http://dx.doi.org/10.1016/j.jaap.2013.04.012

- "Valorisation of waste ilmenite mud in the manufacture of sulphur polymer cement".Contreras M, Gázquez MJ, García-Díaz I, Alguacil FJ, López FA, Bolívar JP. Journal of Environmental Management, 128, 625-630, 2013 http://dx.doi.org/10.1016/j.jenvman.2013.06.015

Proyectos o contratos de investigación más relevantes:

1.- Inmovilización mediante cementos poliméricos de azufre de los radionucleidos existentes en balsas de fosfoyesos.  Plan Nacional I+D+i. Ministerio de Ciencia y Tecnología

2.- Aprovechamiento de biomasa mediante licuefación y gasificación con generación de energía eléctrica. Proyecto IDI-20100873. CDTI

3. Carbon fiber recovery from waste the aircraft industry. Agreement with companies AIRBUS and FERROVIAL, 2013-2015.

4.- Design, construction and validation of a pilot installation for a safe deposit of surplus mercury from the European industry. LIFE06 ENV/ES/PREP/03. 2006-2010.

5.- Purificación de aleaciones de estaño-plata mediante técnicas electrolíticas. Parte I: Estudio a escala de laboratorio. 2013-2014. 040201130014. Sancus Aleaciones Ltd.

 
Resumen de las líneas de investigación:

foto grupo web

Materias Primas y Residuos (H2020)

 1. - Tecnologías avanzadas de separación,  que incluyen la extracción liquido-liquido, las membranas liquidas, procesos de cambio iónico y adsorción y aplicación de nano-tecnologías, todas ellas enfocadas a la recuperación de metales y metales estratégicos. Tecnologías basadas en la utilización de líquidos iónicos.
2.- Procesos hidrometalúrgicos aplicados a materias primas, incluyendo tecnologías de  lixiviación de materiales metálicos , minerales y  residuos minerales;  tecnologías de separación: (filtración, operaciones unitarias de separación y concentración y últimos procesos para la obtención de productos metálicos valiosos: precipitación, cementación y procesos electrolíticos.
 
3.- Residuos: estudio y tratamiento de residuos, incluyendo los residuos emergentes, mediante técnicas de separación, inertización, estabilización/solificación, encapsulamiento y vitrificación. Recuperación de metales mediante técnicas hidro y piro metalúrgicas. Diseño y obtención de materiales de valor añadido.

Energía (H2020)

Aprovechamiento energético de materias primas y residuos mediante tecnologías de pirólisis. Bio-gases; bio-combustibles y materiales de carbono.
 Aire y Atmósfera (H2020)
1.- Física de aerosoles.
2.- Aerosoles ambientales.

Propiedades Mecánicas y Conformado (PROMECO)

Departamento: Metalurgia Física

Investigador principal: Fernando Carreño Gorostiaga

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Integrantes:

promeco2019

Fernando Carreño (Científico Titular)

Manuel Carsí (Investigador Científico)

Oscar Ruano (Profesor de Investigación)

David Sánchez Ávila (Investigador Contratado)

 

Publicaciones más relevantes

  • Orozco-Caballero, A., Ruano, O.A., Rauch, E.F., Carreño, F., “Severe friction stir processing of an Al-Zn-Mg-Cu alloy: Misorientation and its influence on superplasticity”, Materials and Design 137 (2018) 128-139.
  • D. Sánchez-Ávila, R. Barea, E. Martínez, J.R. Blasco, L. Portolés, F. Carreño, “Determination of the instantaneous strain rate during small punch testing of 316L stainless steel” International Journal of Mechanical Sciences 149 (2018) 93-100.
  • F. Carreño,  A. Orozco-Caballero, “Superplastic GBS Constitutive Equation Incorporating Average Grain Misorientation Dependence” Materials Science Forum 941 (2018) 1501-1506.  
  • Patente PCT/ES2015070886, WO 2016/092135 A1, fecha de Publicación Internacional: 16/06/2016, “METHOD FOR PRODUCING A METAL MATERIAL BY MEANS OF THE EQUAL-CHANNEL ANGULAR PRESSING OF A SEMI-SOLID METAL MATERIAL, ASSOCIATED DEVICE AND RESULTING METAL MATERIAL”. Inventores: Fernando Carreño y Alberto Orozco.   
  • P. Hidalgo-Manrique, A. Orozco-Caballero, C.M. Cepeda-Jiménez, O.A. Ruano, F. Carreño,  “Influence of the Accumulative Roll Bonding Process Severity on the Microstructure and Superplastic Behaviour of 7075 Al Alloy”, J. Mater Scie & Techn 32 (2016) 774-782.
  • Cepeda-Jiménez, C.M., Orozco-Caballero, A., García-Infanta, J.M., Zhilyaev, A.P., Ruano, O.A., Carreño, F., “Assessment of homogeneity of the shear-strain pattern in Al-7wt%Si casting alloy processed by high-pressure torsion”, Mater Sci Eng A 597 (2014) 102-110.
  • I. Rieiro, M. Carsí, O.A. Ruano, "New numerical method for the fit of Garofalo equation and its application for predicting hot workability of a (V–N) microalloyed steel", Mater. Sci. Technol. 25 (2009) 995-1002.

 

Proyectos o contratos de investigación más relevantes

  • MAT2015-68919-C3-1-R : “Optimización del procesado por deformación plástica severa y fabricación aditiva de aleaciones ligeras de Al, Mg y Ti para mejorar las propiedades mecánicas y reducir costes”. PROCESMAT. 01/01/2016 a 28/02/2020, 121.000€  IP: Fernando Carreño.
  • Contrato de Apoyo Tecnológico con ENUSA Industrias Avanzadas S.A. “Efecto de la temperatura durante tiempo prolongado en la resistencia mecánica de la aleación XM-19 HS”. 05/11/2015 a 04/07/2016, 7260€  IP: Fernando Carreño.
  • MAT2012-CICYT: Procesado de aleaciones ligeras de base Al y Mg y predicción de microestructuras y propiedades a través de modelos predictivos, 12/2012 a 12/2015. 99.000€. IP: Oscar Ruano.
  • CENIT-CDETI: “Magnesium new technological opportunities”: 01/2008 a 12/2010. 180.000€. IP: Manuel Carsí.
  • MAT2009-CICYT: "Mejora de propiedades mecánicas de aleaciones ligeras para la industria del transporte mediante métodos de nanoestructuración masiva". 10/2009 a 12/2012. 267.000€. IP: Fernando Carreño.
  • MAT2009-CICYT: "Diseño y optimización de nuevos aceros para alta temperatura en instalaciones energéticas de alta eficiencia y baja emisión de CO2". 01/2010 a 03/2013. 260.000€. IP: Manuel Carsí. 

 

Resumen de las líneas de investigación

grupo PROMECO webactividades cortado

 

  • Simulación del procesado termomecánico y modelado. El objetivo de la línea es el de simular los procesos de conformación industriales mediante ensayos de deformación a alta velocidad de deformación, principalmente por torsión y compresión y modelar dicho conformado a través de ecuaciones constitutivas.
  • Deformación plástica severa: ECAP, ARB, HPT, FSP. El objetivo es obtener un afino de la microestructura para mejorar las propiedades mecánicas de los materiales.
  • Recristalización dinámica y microestructuras multimodales. El objetivo es prever la microestructura de los materiales a través de un análisis de las curvas tensión-deformación utilizando un análisis estadístico multilineal.
  • Superplasticidad. El objetivo es obtener materiales con grano fino y estudiar las características que conducen a lo obtención de grandes alargamientos favorables a un conformado de piezas complejas
  • Fabricación Aditiva. El objetivo es optimizar tanto las propiedades mecánicas finales de las aleaciones como los parámetros de fabricación relacionando las diferentes microestructuras obtenidas con sus parámetros de fabricación y propiedades mecánicas.