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Ángela Gallardo López
Grupo de Propiedades Mecánicas de Sólidos
PMS Departamento de Física de la Materia Condensada, Univ. de Sevilla
Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla (ICMSE), CSIC, España
UNIVERSIDAD DE SEVILLA Catedráticos:
Dr. Diego Gómez García
Dr. Antonio Muñoz Bernabé
Dr. Fco. Luis Cumbrera Hernández
Dr. Luis Esquivias Fedriani
Dr. Arturo Domínguez Rodríguez (Emérito)
Profesores titulares:
Dra. Ángela Gallardo López
Dr. Felipe Gutiérrez Mora
Dra. Ana Morales Rodríguez
Investigadores post-doctorales
Dr. Víctor Morales Flórez
Dra. Bibi Malmal Moustaghioun
Contratados pre-doctorales:
Rafael Cano Crespo
Cristina López Pernía
Carmen González Orellana
CSIC
Científico titular:
Dra. Rosalía Poyato Galán
Miembros del grupo PMS
Colaboradores principales
Colaboraciones internacionales
Prof. F. Wakai
Prof. J. Chevalier Prof. N. Padture
Prof. R. Todd
• Universität Stuttgart
• UFRJ, Rio de Janeiro
• University of Conneticut
• Ohio State University
• Argonne National Lab,
Chicago
• Los Alamos National Lab.,
New Mexico.
• Imperial College, London
• Technion, Israel
• ONERA, Paris
• ISTEC, Faenza, Italia
• ….
Otras colaboraciones
Nano
Líneas de investigación
SiC Si3N4 ZTA
Y2O3-ZrO2
Circona itriada
TeO2
Paratelurita
Ni-Ti(CN)
YTZP
Mg2Al4O2
Espinela
Cerámicas Avanzadas
Monocristales
Policristales
Compuestos
Y2O3
Espin+W
Al2O3
Al2O3 /CNT
B4C
UHT Superplasticidad
YTZP /CNT
CERMETS Con nanoestructuras de
carbono (nanotubos, grafeno)
o Estructurales: ¬ Propiedades mecánicas y de alta temperatura.
o Funcionales: ¬ Propiedades térmicas, magnéticas, ópticas y eléctricas.
Aplicaciones de cerámicas avanzadas
Biomédicas
Microestructura
(MET, MEB...).
Ensayos mecánicos
de deformación
Análisis y modelado de los
mecanismos microscópicos de
deformación y acomodación
Propiedades Mecánicas de Sólidos
a Alta Temperatura
YTZP
SCRIPTA 2004
KEM 2010
Ti(CN)
YCSZ ACTA MATER.1999 SCRIPTA 2003
• Procesado y Caracterización Microestructural, Mecánica y Eléctrica de
Compuestos Cerámica-Grafeno (CERAMGRAFEN) (MAT2015-67889-P)
• Procesado, caracterización y propiedades mecánicas de cerámicos
nanoestructurados reforzados con nanotubos de carbono. (P12-FQM-1079)
• Cerámicas Nanoestructuradas a Base de Carburo de Boro y Nitruro de
Titanio para Aplicaciones Estructurales (MAT2015-71411-R)
Proyectos de investigación
actuales
• Materiales fabricados vía sol-gel
Otras líneas
Grafeno Novoselov, 2004
MWNT Fulereno
C60 Grafito
Carbono
Iijima, 1991
Silicon Nitride
1 m
SWNTs
Bundles
1 m
Alumina
SWNTs
Bundles 100 nm
Corral et al., 2008
Fan et al., 2006
KIC ~ 6 MPa.m0.5
KIC ~ 8 MPa.m0.5
1 m 1 m Alumina
Silicon Carbide
Whisker
Rödel et al., 1990
Compuestos convencionales
Padture et al. Adv. Mater., 2009
Puenteo de fisuras
Tenacificación de compuestos cerámica / SWNTs
Ferrari et al. Nanoscale 2015
Graphene
C Monolayer
• High electron mobility at room temperature
(2.5 × 10-1cm-2 V-1 s-1).
• Exceptional thermal conductivity (5000 W m−1 K-1).
• Superior mechanical properties
(Young's modulus of 1 TPa, highly resilience).
Graphene patents A. Ferrari y col. Nanoscale, 2015.
2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 20160
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Year
SCOPUS: GRAPHENE
2004 2006 2008 2010 2012 2014 20160
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Year
SCOPUS:
GRAPHENE+CERAMIC
+COMPOSITE
ICMS-Sci Talks. 10 de Octubre de 2017. Rosalía Poyato
Procesado y Caracterización Microestructural, Mecánica
y Eléctrica de Compuestos Cerámica-Grafeno
Why graphene/ceramic composites?
Enhancement of the mechanical, thermal and electrical properties of the
resulting composite.
Increased electrical
conductivity
(Ramírez, Si3N4,2012)
Manufacturing of complex
shapes by Electro-Discharge
Machining (EDM).
Reinforcement (Walker, Si3N4,2011)
Monolayer
Agglomeration!!!
ICMS-Sci Talks. 10 de Octubre de 2017. Rosalía Poyato
Proyecto Investigador
Objetivos
Diseño microestructural de compuestos cerámica / Grafeno para
aplicaciones estructurales y funcionales
Caracterización
mecánica y eléctrica
Tenaces y resistentes al desgaste
Conductores eléctricos
Fabricación compuestos
cerámica / SWNTs Microestructura Homogénea
Procesado
Horno “Spark Plasma Sintering”
Procesado de polvo en medio acuoso
Caracterización
microestructural
Microscopía electrónica de barrido (CITIUS)
Raman Shift (cm-1)
1200 1300 1400 1500 1600 1700
SWNT
s Al2O3/SWNT
Composite
3YTZP/5 %vol. SWNT
Espectroscopía RX (CITIUS)
Espectroscopía Raman(ICMSE)
Microscopía electrónica de transmisión (CITIUS)
(bola sobre disco)
17
Resistencia al desgaste, coeficiente de fricción.
Caracterización tribológica
Caracterización eléctrica
Espectroscopía de impedancia compleja (ICMSE)
0,0 5,0x104
1,0x105
1,5x105
0,0
5,0x104
1,0x105
1,5x105
40ºC
100ºC
140ºC
180ºC
Z''
(c
m)
Z' (cm)
Fracture surfaces: HRSEM
Composites with FLG
Composites with GNP
Graphene content
ICMS-Sci Talks. 10 de Octubre de 2017. Rosalía Poyato
2017-2018 • 3 TFGs ofertados , 2 TFM (fin de master), 1 tesis doctoral.
Ángela Gallardo López
Grupo de Propiedades Mecánicas de Sólidos
Gracias por vuestra atención
Más información: [email protected]
Materiales vía sol-gel
Aerogeles de sílice (SiO2) + fases incorporadas: - Agentes capturadores de CO2 (Calcio)
- Nanotubos de carbono, grafeno…
1) Nuevos métodos de preparación
Alúmina (Al2O3) + nanotubos de carbono a partir de geles.
2) Caracterización estructural, mecánica y funcional
-Tamaño de partícula y poro - Porosidad - Superficie específica - Fractalidad - Simulación por ordenador
- Compresión uniaxial - Nanoindentación - Fluencia
- Captura de CO2
- Conductividad eléctrica y térmica…