06/C299

Materiales estructurales y del medio ambiente, fundición y sinterización.
Structural and environmental materials, melting and sintering.

Director: GONZALEZ OLIVER, Carlos J.R.
Correo Electrónico: gon@cab.cnea.gov.ar

Integrantes: RUSSO, Diego O.; GARCIA, José Luis; SOLDERA, Flavio.

Resumen Técnico: A/ - Vidrios en base fosfato de Fe: Composiciones con 40-65%peso P2O5, 15-45% Fe2O3 y 0-30% de óxidos de Na, K, Mg, Mn, Al, Si y U. Se formulará un gel base: 62(wt%) P2O5.32% Fe2O3. 3.5% SiO2. 2.5% Al2O3; se tratará de agregar 10% UO2 partiendo de compuestos organometálicos. Estudio de expansión térmica, viscosidad, cristalización y durabilidad química. La línea de trabajo es sobre la caracterización de matrices vítreas para encapsular residuos particulares. B/ - Polvos coladores: Cristalización y densificación de polvos coladores (colada continua de aceros; PC), basados en composiciones específicas, en particular reemplazando CaF2 por agregados de B2O3, Li2O y otros compuestos a las composiciones típicas con fluor: SiO2 (30-40%), CaO (25-45%), Al2O3 (2-7%), MgO (1-7%), TiO2 (0-0,5%), LiO2+K2O+Na2O (5-20%), Fe2O3 (0-3%), P2O5 (0-0,5%), CaF2 (0-20%) y C (5-20%). En colaboración con: Drs. Elena Brandaleze y Edgardo R. Benavidez (Univ.Nac.Tecnológica  de San Nicolás). La línea de trabajo es sobre el diseño de nuevos PC libres de flúor, como potencial reemplazo de los que se utilizan en la actualidad en los procesos de colada continua de aceros, que poseen en su mayoría considerables contenidos de fluorita (CaF2) proporcionando ciertos riesgos ambientales en el medio industrial. C/ - Compuestos Fe/carburos: Síntesis de nano-materiales base hierro usando métodos químicos / sol-gel y sinterización de polvos o esponjas asociadas, y estudio de propiedades termodinámicas y termofísicas. En colaboración con: Dr. J.L.García (Helmholtz Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH / Ruhr Universitaet Bochum – Instituto para ciencia de materiales). La línea de trabajo es sobre análisis densificatorios y estudios de propiedades termofísicas y mecánicas de nanomicroestructuras en base Fe y con agregados de carburos.  Para los 3 temas se prevén realizar parte de las siguientes tareas: (A). -Compra de materiales para formulación de vidrios; crisoles de alúmina; otros. -Fusión de composiciones de vidrios: 40-65%peso P2O5, 15-45% Fe2O3 y 0-30% de óxidos de Na, K, Mg, Mn, Al, Si y U. -Análisis composicionales SEM/Edax en el CAB (SEM Philips 510) y en otros laboratorios arancelados. -Mediciones / análisis composicionales con Dr.Flavio Soldera (Saarland University, Saarbrücken, Alemania) usando la técnica FIB (Focused ion beam microscopy). -Análisis DTA y TGA de vidrios molidos. -Mediciones de expansión térmica de vidrios fosfatos y vitrocerámicos relacionados; varias composiciones con UO2. -Estudios de densificación por dilatometría; aglomerados partiendo de vidrio fundido pulverizado. -Generación de geles de fosfatos de Fe. -Densificación de geles (B) -Estudio bibliográfico sobre el tema. -Compra de materias primas e insumos. -Diseño de experimentos/equipos. -Elaboración de nuevos polvos coladores contemplando diferentes adiciones o combinaciones de óxidos que sustituyan el CaF2. -Evaluación de mecanismos y cinética de cristalización desarrollada en diferentes condiciones de tratamiento. Identificación de proporción y tipo de fases formadas. -Técnicas de análisis: microscopía óptica y electrónica, DRX, ATD, TG y dilatometría. Correlación de propiedades de transferencia térmica y grado de cristalización. (C) -Análisis de la  bibliografía sobre estudios termodinámicos de modelado del sistema Fe e intermetálicos de fases duras (ej.WC), de métodos químicos de miscelación y formación de mesogeles y de datos termofísicos de pulvimetalurgia de aceros y compuestos. -Cálculos termodinámicos de los sistemas a investigar a realizar con los programas Thermocalc y Dictra (Dr.J.L.García). -Generación de estructuras base Fe altamente porosas, conteniendo o nó las fases intermetálicas anteriores, usando métodos químicos de miscelación. -Compactado de las estructuras porosas por método de compactado asisitido por plasma, asi como por prensado en caliente y sinterizado en vacío. -Dilatometría de las estructuras porosas y compactadas para determinar sus características termofísicas.

Summary: A – Iron (and other components) phosphate glasses of widely varying chemical compositions will be made and their thermal expansion, viscosity and crystallization behaviours will be measured. B – Mould powders (for continuous casting of steels) without fluoride additions will be made and characterized, including heat transference estimations. C – Metal matrix composites based on Fe or Ni alloys, having carbides or C nanotubes additions, will be made and their microstructural and mechanical properties will be estimated.