[ES] En el presente trabajo se estudia la preparación de materiales compuestos de carbono de refuerzo granular, utilizando cuatro breas de muy distinta naturaleza como precursor de matriz y cuatro materiales de carbono comerciales como refuerzo. La presencia del refuerzo modifica considerablemente las propiedades físico-químicas de las breas. Estas variaciones dependen tanto de la naturaleza del refuerzo como del tipo de brea. De este modo, se estudió el efecto de los distintos refuerzos en la temperatura de transición vítrea, la solubilidad en tolueno, la mojabilidad o el comportamiento en pirólisis de las distintas breas. El proceso de fabricación de estos materiales incluye las etapas de mezcla, moldeo y carbonización. Se fijaron algunas variables tales como la temperatura de mezcla, la presión y tiempo de moldeo y la velocidad de carbonización. Se optimizó la proporción de brea para cada refuerzo a partir de las propiedades mecánicas de los correspondientes materiales. Posteriormente se estudió en detalle el comportamiento de los distintos materiales compuestos durante el proceso de carbonización, especialmente el desarrollo de porosidad, las variaciones de volumen y la textura óptica de la matriz. También se estudió la estabilización oxidativa de estos materiales como una posible alternativa para la mejora de sus propiedades mecánicas. Finalmente, se determinaron las propiedades tribológicas, especialmente fricción y desgaste, de los diferentes materiales compuestos. A partir de los resultados obtenidos se optimizaron las propiedades tribológicas de algunos materiales compuestos mediante la combinación de varios refuerzos.

[EN] This study deals with the preparation of carbon composites with granular reinforcements using four different pitches as the matrix precursor and four commercial carbon materials as the reinforcement. The presence of the reinforcement changes the physical and chemical pitch properties significantly, depending on the nature of the reinforcement and pitch. Because of this fact, the effect of different reinforcements at the transition temperature, the toluene solubility, the wettability and the pyrolysis behaviour of the different pitches were studied. The manufacture of these materials includes the mixing, moulding and carbonisation processes. Some variables were fixed for example the temperature of the mixture, the load moulding duration and carbonisation rate. The proportion of pitch for each reinforcement was optimised according to the mechanical properties of the corresponding materials. The behaviour of the different carbon composites during the carbonisation process was then studied especially the development of porosity, the change in volume and the optical texture of the matrix. The oxidative stabilisation of these materials was also studied as a possible alternative for improvements to their mechanical properties. The tribological properties of the different carbon materials were determined, especially friction and wear. The knowledge gained from this study allowed the optimisation of tribological properties of some of the carbon composites by combining different reinforcements.

Tesis doctoral presentada en el Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica. 2001. Tutor de la tesis: Jaime Aurelio Viña Olay

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