Corrosión Atmosférica/Pinturas Anticorrosivas (CAPA)

Departamento: Ingeniería de Superficies, Corrosión y Durabilidad

Investigador principal: Manuel Morcillo Linares

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web: www.cenim.csic.es/capa 

Integrantes:

 

Manuel Morcillo Linares (Profesor de Investigación)
Daniel de la Fuente García (Científico Titular)
Joaquín Simancas Peco (Científico Titular)
Belén Chico González (Técnico Superior Especializado de OPIS, Doctor)
Heidis Patricia Cano (Estudiante Predoctoral - Beca FPI)
Rosa Barranco García (Proyecto Fin de Máster)
Jénifer Alcántara González (Proyecto Fin de Grado)
Cristina Zea Tomero (Proyecto Fin de Grado)

Publicaciones más relevantes

1. Corrosión y Protección de Metales en las Atmósferas de Iberoamérica. Parte I: Mapas de Iberoamérica de Corrosividad Atmosférica (Proyecto MICAT, XV.1/CYTED), Madrid (1999)
2. Corrosión y Protección de Metales en las Atmósferas de Iberoamérica. Parte II: Protección Anticorrosiva de Metales en las atmósferas de Iberoamérica (Red Temática XV.D (PATINA)/CYTED), Madrid (2002)
3. “Effect of silane solution concentration on the anticorrosive protection of pre-treatments applied on steel” en: Innovative pre-treatment techniques to prevent corrosion of metallic surfaces, B. Chico, M.L. Pérez, D. de la Fuente y M. Morcillo, Woodhead Publishing Ltd., Cambridge (2007)
4. “Stock and Risk” en: The effects of air pollution on cultural heritage, J. Watt, S. Doytchinov, R.A: Lefèbre, A. Ionescu, D. de la Fuente, K. Kreislová, A. Screpanti
5. "Atmospheric corrosion studies in a decommissioned nuclear power plant" en: Nuclear Power, M. Morcillo, E. Otero, B. Chico, D. de la Fuente, SCIYO, Croatia (2010)

Proyectos o contratos de investigación más relevantes

1.Soluble salt contamination on blast-cleaned surfaces and the effect on the durability of subsequently applied paint systems, ECSC 7210 - PR - 320. Duración del Proyecto: 2001-2004. Financiación: 135.900 €
2. Assessment of air pollution effects on cultural heritage – Management strategies, 6º Programa Marco FP-6-501609. Duración del Proyecto: 2004-2007. Financiación: 104.100 €
3. Desarrollo de aceros patinables para su aplicación en atmósferas marinas de moderada agresividad, MAT2008-06649. Duración del Proyecto: 2009-2011. Financiación: 110.110 €
4. Nuevos recubrimientos orgánicos inteligentes basados en la incorporación de nanopartículas cargadas con inhibidores de corrosión medioambientalmente aceptables, MAT2011-28178. Duración del Proyecto: 2012-2014. Financiación: 65.000 €
5. Estudio de I+D para la vigilancia de la corrosividad de la atmósfera interna del cajón del reactor de la Central Nuclear Vandellós 1, ENRESA, Duración del Contrato de Investigación: 2001-2015 

Resumen de las líneas de investigación

Corrosión Atmosférica: El grupo ha participado en diversos estudios colaborativos a nivel mundial sobre corrosión atmosférica en los que han intervenido un elevado número de países: el programa colaborativo “ISOCORRAG”, de la International Standards Organization (ISO), el programa colaborativo “PIC”, en el marco de la CEPE (ONU), destinado al conocimiento de los efectos de la contaminación atmosférica en los materiales y monumentos históricos y culturales, y el proyecto “Mapa Iberoamericano de Corrosividad Atmosférica (MICAT)”. Actualmente el énfasis en los estudios de corrosión atmosférica está fundamentalmente incidiendo en los siguientes aspectos: a) efectos de la contaminación atmosférica (SO2, NOx, etc.) en el patrimonio cultural (esculturas y edificios) y corrosión en interiores (vitrinas de museos, vasija de un reactor nuclear, etc.), b) profundizar en el conocimiento de la corrosión atmosférica en atmósferas marinas, y c) desarrollo de aceros patinables para aplicación en atmósferas de mayor agresividad (p.ej. marinas).

Pinturas Anticorrosivas: La temática del grupo cabría encuadrarla en una línea más amplia “Tecnologías anticorrosivas de superficie”. Los proyectos realizados en esta línea han sido muy variados, abordando distintas facetas en el sistema superficie metálica/pintura anticorrosiva/medio ambiente: la preparación de la superficie metálica, pintado del acero galvanizado (sistema dúplex) y sobre aluminio, nuevas tecnologías de base agua, pinturas de alto contenido en sólidos y pinturas en polvo, recubrimientos híbridos orgánico-inorgánico de siloxano, imprimaciones ricas en zinc, pre-tratamientos de superficies metálicas base silano, pigmentos de intercambio iónico, etc. Son de destacar las investigaciones sobre los efectos de las sales solubles, en los que el grupo es referente a nivel internacional, y la coordinación a nivel iberoamericano de la Red Temática PATINA: “Protección Anticorrosiva de Metales en las Atmósferas de Iberoamérica”.Para continuar a la vanguardia en el campo de los recubrimientos de pintura, últimamente se ha desarrollado un proyecto sobre pintado de aleaciones de magnesio y se ha abierto una línea sobre recubrimientos funcionales inteligentes (auto-orientables, auto-reparadores, auto-sellantes), etc., que constituye una importante vía de desarrollo futuro del grupo.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Corrosión y Protección de Materiales Metálicos (COPROMAT)

Departamento: Ingeniería de Superficies, Corrosión y Durabilidad

Investigador principal: Ana Conde del Campo

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web: www.cenim.csic.es/copromat/

Integrantes:

 Grupo

Juan José de Damborenea González ( Prof. de Investigación)
Alfonso Vázquez Vaamonde ( Prof. de Investigación Ad Honorem)
María de los Ángeles Arenas Vara ( Científica Titular)
Ignacio Manuel García Diego ( Científico Titular)
Ana Conde del Campo (Investigadora Científica)
María del Mar Bayod Gónzález ( Ayudante de I+D)
Juan Manuel Hernández López (JAE Pre)
Juan Ahuir Torres (FPI)
Elena Gracia Escosa (Contratado)
Meritxell Ruiz Andrés ( Contratado)
Miguel Marín Sánchez ( Contratado)

Publicaciones más relevantes

1.-- M. A. Arenas, A.Conde, J.J de Damborenea,
The Role of Mechanically Activated Area on Tribocorrosion of CoCrMo
Metallurgical and Materials Transactions A, 44 (2013), 4382-4390.
2- M. A. Arenas, C. Pérez-Jorge; A.Conde, E. Matykina, J. M. Hernández-López, R. Pérez-Tanoira; J.J de Damborenea, E. Gómez-Barrena, J. Esteban, 
Doped TiO2 anodic layers of enhanced antibacterial properties. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 105(2013) 106-112.
3.- Matykina, E., Hernandez-López, J.M., Conde, A., Domingo, C., de Damborenea, J.J., Arenas, M.A.
Growth of TiO 2-based nanotubes on Ti-6Al-4V alloy. Electrochimica Acta 56 (2011) 9209-9218 
4.- Conde, A., Arenas, M.A., de Damborenea, J.J.
Electrodeposition of Zn-Ni coatings as Cd replacement for corrosion protection of High Strength Steel. Corrosion Science 53 (2011) 1489–1497
5.- J. M. Sanchez-Amaya, T. Delgado, J. J. De Damborenea, V. Lopez and F. J. Botana
“Laser welding of AA5083 samples by High Power Diode Laser”
Science and Technology of Welding and Joining 14(2009) 78-86 

Proyectos o contratos de investigación más relevantes

1.-PROYECTO CONSOLIDER- INGENIO 2010 CSD2008-00023. "Funcionalización superficial de Materiales para aplicaciones de alto valor añadido. (FUNCOAT). 2008-2014
Entidades participantes: ICMM (CSIC), ICMSE (CSIC), CENIM (CSIC), CIN2 (CSIC), IMM (CSIC), AIN, Fundación TEKNIKER, Universidad de Barcelona (UB), Universidad Complutense de Madrid (UCM), Universidad de Málaga (UMA), Universidad de Sevilla (USE), Universidad de Zaragoza ( UZA-GTF), Fundación, Jimenez Díaz (FJD).
2.- PROYECTO EU- Programa LIFE - "Mercury Safe Deposit"MERSADE. 2006- 2010.
Consorcio europeo: Minas de Almadén y Arrayanes, Universidad de Castilla La Mancha, CENIM/CSIC.
3.- PROYECTO MAT2005-07872-C03-02 (Plan Nacional de I+D) . “Recubrimientos nanostructurados y triboreactivos resistentes a la corrosión y al desgaste para su aplicación en componentes de motores y transmisiones (NANOTRIBOCOR). 2005-2007
Entidades participantes: AIN, Fundación Tekniker.
4.- PROFIT PROYECTO ALELLA CIT 370200-2007-14. "Alternativas electroquímicas, Láser, CVD y EOP para la generación y mejora de recubrimientos sustitutivos de metales pesados” (ALELLA)”2007-2009
Entidades participantes: AIDO, TEKNIKER, GUTMAR, FAGES-BOSCH, UPM, CESA, INTA y CENIM.
5.-PROYECTO EU- GROWTH GRD1-2001-40121: “Light-Weight Low-cost surface protection for advanced aircraft structures”. 2002 – 2006.
Entidades participantes: AIRBUS Alemania, AIRBUS Francia, AIRBUS España, AIRBUS Reino Unido, SONACA, PECHINEY, FhG/IFAM, UMIST y CENIM/CSIC.

Resumen de las líneas de investigación

TEM-Nanotubo en Titanio1.- Estudios básicos de los fenómenos de corrosión de los materiales metálicos.
2.- Caracterización de fenómenos de corrosión asistidos mecánicamente: 
2.1 Corrosión bajo tensión,
2.2 Tribocorrosión.
3.- Desarrollo de nuevos métodos de protección frente a la corrosión medioambientalmente aceptables
3.1 Recubrimientos electrolíticos: Anodizados y electrodepósitos
3.2 Capas de conversión
3.3 Uso de la energía solar concentrada (tratamientos con lámpara de Xenón y lente de Fresnel)
3.4 Tratamientos con Láser e Implantación iónica
4.- Funcionalización de superficies de materiales metálicos

Corrosión y Protección de Metales en Patrimonio Cultural y Construcción (COPAC)

Deformación a Alta Temperatura (DEFATEM)

Departamento: Metalurgia Física

Investigador principal: Sebastián F. Medina Martín

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Presentación:

El grupo DEFATEM trabaja desde 1987 en la evolución microestructural de los aceros durante los procesos de conformación en caliente (laminación, forja). Dicha evolución se basa en la recristalización, tanto dinámica como estática, y finalmente en las transformaciones de fase. Esta línea de investigación se ha venido desarrollando especialmente en aceros estructurales, como son los aceros microaleados o HSLA (high strength low alloy). En estos aceros, además de la recristalización, tiene lugar el fenómeno de la precipitación inducida por la deformación que interactúa a su vez con la recristalización dando lugar a un nuevo fenómeno conocido como interacción recristalización-precipitación. Estos aceros están presentes en prácticamente todas las construcciones de ingeniería (automóvil, puentes, recipientes a presión, tuberías, gasoductos etc.). Su desarrollo y utilización ha sido la causa fundamental de la reducción en peso de las estructuras y de la mejora de las propiedades mecánicas. En los últimos años también se está trabajando en aceros de alta resistencia (martensíticos, bainíticos) para aplicaciones en la industria de automoción y en la fabricación de piezas para sistemas de seguridad.

Publicaciones más relevantes

- S.F. Medina and C.A. Hernández: "The influence of Chemical Composition on Peak Strain of Deformed Austenite in Low Alloy and Microalloyed Steels", Acta Materialia, 44 (1) (1996) 149-154.
- S.F. Medina and C.A. Hernández: "Modelling of the Dynamic Recrystallization of Austenite in Low Alloy and Microalloyed Steels", Acta Materialia, 44 (1), (1996) 165-171.
- S.F. Medina and J.E. Mancilla: "Static Recrystallization Modelling of Hot Deformed Steels Containing Several alloying Elements", ISIJ International, 36 (8), (1996) 1070-1076.
- M. Gómez, S.F. Medina and P. Valles: Determination of driving and pinning forces for static recrystallisation during hot rolling of a Nb-microalloyed steel, ISIJ International, 45 (11), (2005) 1711-1720.
- M. Gómez, P. Valles, S.F. Medina: Evolution of microstructure and precipitation state during thermomechanical processing of a X80 microalloyed steel, Materials Science and Engineering A, 528 (13-14) (2011) 4761-4773.
- S.F. Medina, A. Quispe and M. Gomez: New model for strain induced precipitation kinetics in microalloyed steels, Metallurgical and Materials Transactions A, 45 (3) (2014) 1524-1539.
- S.F. Medina L. Rancel, M. Gómez, J.M. Amo: Prediction of KIc in a high strength bainitic steel, Engineering Failure Analysis, 35 (2013) 524-532.

Proyectos o contratos de investigación más relevantes

1. Development by near net shape casting of Al-killed weldable steels microalloyed with Ti and N. ENTIDAD FINANCIERA: ECSC- Project 7210-EC/947.PARTNERS: CENIM (Grupo DEFATEM-España), CEIT (España); MPI (Alemania), CRM (Bélgica). Investigador principal: Sebastián F. Medina

2. Improved grain size control in heat treatable steels.ENTIDAD FINANCIERA: ECSC- Project 7210 - KA/936.PARTNERS: CENIM (Grupo DEFATEM-España), SIDENOR (España), CORUS (Reino Unido), SIMR (Suecia). Investigador principal: Sebastián F. Medina

3. Aspects on recrystallization-precipitation interaction in microalloyed steels. ENTIDAD FINANCIERA: CSC Project 7210-PR/158. PARTNERS: CENIM (España), SIDENOR (España), ASCOMETAL (Francia), THYSSEN (Alemania), Universidad de Pisa (Italia). Investigador principal: Sebastián F. Medina

4. Grain refinement by intragranular ferrite nucleation on precipitates in microalloyed steels research. ENTIDAD FINANCIERA: ECSC Project 7210-PR/289. PARTNERS: CENIM (Grupo DEFATEM-España), DILLINGER (Alemania), IRSID (Francia), SIMR (Suecia), Universidad de Pisa (Italia). Investigador principal: Sebastián F. Medina

5. Toughness improvement in safety components made by complex microstructures HSS by means of microstructural parameters optimization. ENTIDAD FINANCIERA: Project RFSR-CT-2005-00029. PARTNERS: CSM (Italia); KIMAB (Suecia); CEIT (España); CENIM (Grupo DEFATEM-España); VAS (Austria); ARCELOR RESEARCH (Francia). Investigador principal: Sebastián F. Medina

6. Austenite Strengthening and Accumulated Stress for Optimum Microstructures in Modern Bainitic Microalloyed Steels. ENTIDAD FINANCIERA: RFSR-CT-2006-00024. PARTNERS: ARCELOR RESEARCH (Francia); CENIM (Grupo DEFATEM-España) DILLINGER (Alemania);UNIVERSIDAD DE OULU (Finlandia). Investigador principal: Sebastián F. Medina.

Resumen de las líneas de investigación

Imagen21. Recristalización, precipitación y tratamientos termomecánicos.

Sublineas:
- Recristalización estática y dnámica modelización de la cinética en función de todas las variables que intervienen en la laminación en caliente de los aceros: composición química del acero, tamaño de grano austenítico, deformación, velocidad de deformación y temperatura.
- Interacción recristalización-precipitación en los aceros microaleados con Nb, V, Ti y complejos Nb/Ti, V/Ti. Modelización de la cinética de la precipitación (nanoprecipitados) inducida por la deformación.
- Nucleación intragranular sobre nano-precipitados en aceros microaleados con Nb, V y Ti.
- Simulación termomecánica de lña laminación y medición de las tensión acumulada en la austenita y su relación con la el tamaño de grano ferrítico final.
Imagen32. Aceros de alta resistencia: bainíticos y martensíticos

Degradación y Durabilidad de Biomateriales Metálicos (DeBio)

 Departamento: Ingeniería de Superficies, Corrosión y Durabilidad

Investigador principal: Mª Cristina García Alonso

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Integrantes:

imagen para pag web grupo BIOMAT 2

M. Cristina García Alonso (Científico Titular del CSIC)
M. Lorenza Escudero Rincón (Investigador del CSIC)
Iván Diaz Ocaña (Investigador contratado)

Publicaciones más relevantes

1. F. Billi, E. Onofre, E. Ebramzadeh, M.L. Escudero, MC García-Alonso. Characterization of modified Ti6Al4V alloy after fretting-corrosion tests using near-field microscopy. Surface and Coating Technology, 122 (2012) 134-144.
2. M. Carboneras, M.C. García-Alonso, M.L. Escudero. Biodegradation kinetic of modified magnesium-based materials in cell culture medium. Corrosion Science, 53 (2011) 1433-1439.
3. M. Alvarez-López, M.D. Pereda, J.A. del Valle, M. Fernández Lorenzo, M.C. García-Alonso, O. Ruano, M.L. Escudero. Corrosion behaviour of AZ31 magnesium alloy with different grain sizes in simulated biological fluids, Acta Biomaterialia, 6 (2010) 1763-1771.
4. M.C. García-Alonso, L. Saldaña, C. Alonso, V. Barranco, M.A. Muñoz-Morris, M.L. Escudero. In situ cell culture monitoring on Ti6Al4V surface by electrochemical techniques. Acta Biomaterialia, 5 (2009) 1374-1383.
5. M.C. García-Alonso, L. Saldaña, G. Vallés, J.L. González Carrasco, J. González Cabrero, M.E. Martinez, E. Gil-Garay, L. Munuera. In vitro corrosion behaviour and osteoblast of thermally oxidised Ti6Al4V alloy. Biomaterials, 24 (2003) 19-23.

Proyectos o contratos de investigación más relevantes

1. Efecto sinérgico corrosión-desgaste en la aleación cocr como prótesis osteoarticular metal/metal. Caracterización de los productos de desgaste y su biocompatibilidad. CICYT. MAT2011-29152-C02-01. 2012- 2014 .
2. Activación del Ti para implantes bioadaptados. ACTIBA. Contrato de investigación con BioTechnology Implants (BTI) 1 Noviembre 2012- 31 octubre 2014.
3. Estudio microelectroquímico de los fenómenos de corrosión y osteointegración, en hueso sano y osteoporótico, de la interfaz biomaterial/tejido vivo. CTQ2005-08712-C02-01/BQU. 2005- 2008
4. Degradación de biomateriales metálicos de base Mg nanoestructurados, reabsorbibles y multifuncionales. Estudio in vitro e in vivo. CICYT. MAT2008-06719-C03-01/MAT. 31 de diciembre 2008- 30 de diciembre 2011.
5. Influencia de los tratamientos de oxidación térmica de la aleación TiIAlV en los mecanismos de adhesión de osteoblastos, en la función osteoblástica y en la interacción osteoblasto-macrófago. CICYT (MAT2001-0019-C02-02). 2001- 2004

Resumen de las líneas de investigación

La actividad de investigación del grupo de degradación y durabilidad de biomateriales metálicos del CENIM se centra en el estudio de fenómenos de modificación y de degradación que ocurren en la superficie metálica de materiales metálicos biocompatibles, como consecuencia de una acción mecánica (desgaste), química o electroquímica (corrosión), y/o la combinación de ambas (procesos de corrosión-desgaste). Estos fenómenos combinados se estudian in situ en soluciones fisiológicas y, especialmente, en cultivos celulares. Para ello, se cuenta con un tribómetro donde se realizan simultáneamente ensayos de desgaste-corrosión y con un laboratorio de cultivos celulares. En este laboratorio, se pueden crecer cultivos de distinta procedencia (osteoblastos, fibroblastos, bacterias, etc) para luego ser sembrados sobre superficies metálicas, y medir mediante técnicas electroquímicas la interacción entre los cultivos celulares y la superficie metálica. Este tipo de ensayos se llevan a cabo utilizando una celda electroquímica, patentada por investigadores del grupo (CSIC-UAM). La ganancia de masa asociada a la adhesión celular sobre la superficie se mide a través de una microbalanza de cristal de cuarzo, que  permite  a su vez registrar la respuesta electroquímica del biomaterial. Estos estudios in vitro se complementan con estudios in vivo (histológicos, morfométricos, de osteointegración, de acumulación de trazas en órganos) en colaboración con Hospitales y Universidades, como el Hospital Universitario La Paz, o la facultad de Medicina de la U. de Alcalá de Henares. El estudio y caracterización de biomateriales metálicos como el acero inoxidable AISI 316L , de uso quirúrgico, las superaleaciones ODS de FeCrAl, el Ti y sus aleaciones y las aleaciones de Co-Cr, con modificaciones superficiales o biofuncionalizadas para promover una mejor biocompatibilidad y elevada resistencia frente a la corrosión y al desgaste han sido objeto de investigación hasta la fecha. También se ha estudiado el magnesio y sus aleaciones como posibles implantes temporales de osteosíntesis (clavos, placas, etc). La complejidad y multidisciplinariedad de la línea de investigación ha obligado a seguir avanzando en el conocimiento de técnicas electroquímicas localizadas de alta resolución como la impedancia localizada y el microscopio electroquímico de barrido.