Proyectos
Fabricación de espumas metálicas a base de zinc (Zn), con poros interconectados, mediante la técnica de infiltración de rellenos removibles.
Resumen
Actualmente, los metales porosos-MP-han sido de gran interés a nivel industrial debido a sus excepcionales propiedades mecánicas, térmicas, eléctricas, acústicas y químicas, las cuales se derivan de su estructura celular (porosa). Esta estructura celular está directamente relacionada con el proceso de fabricación. Los MP pueden ser fabricadas mediante una gran variedad de métodos, dentro de los cuales, el método de infiltración de rellenos removibles o proceso de replicación (RP por sus siglas en inglés) es el más utilizado y el que se ha posicionado como el de mayor investigación y evolución dentro de los procesos en estado líquido. Mediante este método se pueden obtener MP sin interconexión entre sus poros (como de poro cerrado), y MP con interconexión entre sus poros (de poro abierto). El método RP consta de cinco etapas. i) Moldeo de la preforma: se coloca el material de relleno dentro de un molde con forma definida. ii) Sinterizado de la preforma: el molde junto con el material de relleno se colocan dentro de un horno a una temperatura menor a la temperatura de fusión del relleno (temperatura de sinterización, Ts) para producir una preforma rígida de partículas interconectadas. iii) Fusión del metal: la preforma es retirada del horno y enfriada, después se coloca sobre ésta el metal ó aleación de infiltración para fabricar la espuma metálica, se coloca nuevamente dentro del horno y se calienta hasta que fundir el metal ó aleación. iv) Infiltración del metal: una vez fundido el metal ó aleación sobre la preforma, el líquido metálico es infiltrado hacia el interior de dicha preforma (por gravedad o ejerciendo presión) para llenar sus espacios vacíos. v) Remoción de la preforma: una vez solidificado el metal o aleación, el material de relleno es removido por disolución y así obtener un metal poroso de poro abierto. Para la fabricación de MP, utilizando el método RP, se usan por lo general metales de bajo punto de fusión, como el Al, Zn, Mg, Sn, Pb y sus aleaciones, entre otras. El método RP utiliza, por lo general, hornos con atmósfera controlada debido a que es muy importante evitar la oxidación del metal a altas temperaturas y en presencia del oxígeno del aire. Por lo anterior, los procesos de fusión e infiltración se realizan en una atmósfera de gas inerte. Por lo tanto, para producir metales porosos de una manera más eficiente, es necesario el empleo de un proceso que optimice las condiciones experimentales y así proteger las esponjas fabricadas de la posible oxidación. Por lo anterior, la presente investigación tiene como finalidad la obtención de espumas metálicas de poro abierto con tamaño de poro y porosidad controlada utilizando aleaciones a base de zinc, mediante una técnica nueva de infiltración de rellenos removibles, como la propuesta en (26 y 27), para lo cual se implementara un proceso para su fabricación. La técnica a implementar elimina el empleo de los costosos hornos de atmósfera controlada, y consiste en emplear separadamente un dispositivo de atmósfera controlada (ver figura 1a, dentro del cual se realiza el proceso infiltración del metal líquido dentro del relleno removible) y un horno convencional de resistencias eléctricas utilizado para el calentamiento y fusión del metal con el que se desea fabricar la espuma metálica (ver figura 1b). El dispositivo se coloca dentro del horno como se muestra en la figura 1c y está provisto de una entrada y una salida de gas inerte controladas mediante válvulas de alto vacío en donde se conecta un tanque de gas inerte y una bomba de vacío, respectivamente, para controlar su atmósfera interna y proteger el líquido metálico de la oxidación. Por otra parte, esta implementación Dispositivo/Horno elimina la etapa de sinterizado de la preforma como se establece en el proceso convencional, por lo que se disminuyen los costos del proceso y del producto final, permitiendo que el procedimiento sea más sencillo, rápido y eficiente.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA DEL PROGRAMA NACIONAL DE PROYECTOS PARA EL FORTALECIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN, LA CREACIÓN Y LA INNOVACIÓN EN POSGRADOS DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA 2013-2015
Modalidad:Modalidad 1. Proyectos de investigación, creación o innovación de nuevos docentes investigadores o creadores.
Responsable