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OBTENCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE Al-Si12 CELULAR PARA POSIBLES APLICACIONES EN ABSORCIÓN DE ENERGÍA BAJO IMPACTO.
Resumen
Esta investigación está dirigida a la obtención Al-Si12 celular con poro abierto, y a su caracterización (física, mecánica, morfológica y estructural) para posibles aplicaciones en absorción de energía bajo impacto. Su fabricación se llevará a cabo mediante la técnica de infiltración de rellenos removibles empleando NaCl como relleno para obtener el 100 % de los poros interconectados, tamaño y distribución de poro controlada, densidades relativas menores o iguales al 30 % del valor de densidad del metal y porosidades mayores al 60%. El NaCl se seleccionara en grupos de tamaños de partícula de la siguiente manera: a) entre 5.7 y 4.7 mm (entre mallas 3.5 y 4) b) entre 4.7 y 4 mm (entre mallas 4 y 5) c) entre 4 y 3.3 mm (entre mallas 5 y 6) Inicialmente se diseñaran rellenos removibles con cada grupo de tamaños de partícula de NaCl previamente seleccionados. En este caso se obtendrán tres rellenos diferentes. Posteriormente, se diseñaran rellenos removibles combinando dos de los tres grupos de tamaños de partículas de NaCl previamente seleccionados. Estos rellenos, serán diseñados en dos configuraciones: i) una con dos capas superpuestas y ii) una con dos anillos concéntricos. Por lo tanto, estas dos configuraciones permitirán obtener seis rellenos. Una vez determinados los diseños que tendrán los rellenos a infiltrar se fabrica el Al-Si12 celular respectivo en un número adecuado de acuerdo a las pruebas o ensayos a realizar. Finalmente, se realiza la caracterización correspondiente de los metales celulares obtenidos con el fin de determinar sus características físico-mecánicas en función del tamaño y distribución de poros. La técnica de infiltración de rellenos removibles consta de cinco etapas. 1. Moldeo de la preforma: se coloca el material de relleno dentro de un molde con forma definida. 2. 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. 3. Fusión del metal: después de que la preforma es retirada del horno y enfriada, se coloca sobre ésta el metal o aleación de infiltración para fabricar el metal celular y se introduce nuevamente dentro del horno y se calienta hasta fundir el metal o aleación. 4. Infiltración del metal: una vez fundido el metal o 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. 5. Remoción de la preforma: una vez solidificado el metal o aleación, el material de relleno es removido por disolución para finalmente obtener un metal poroso de poro abierto. Esta técnica utiliza, por lo general, hornos con atmósfera controlada para evitar la oxidación del metal a altas temperaturas 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 que, para producir metales celulares de una manera más eficiente, se empleara una técnica de infiltración de rellenos removibles mejorada, como la propuesta por S. Báez et. al. La técnica elimina el empleo de los hornos de atmósfera controlada, y consiste en emplear separadamente un dispositivo de atmósfera controlada dentro del cual se realiza el proceso de fusión e 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 el metal celular. El dispositivo se coloca dentro del horno. 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 NACIONAL DE PROYECTOS PARA EL FORTALECIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN, CREACIÓN E INNOVACIÓN DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA 2016-2018
Modalidad:Modalidad Única
Responsable