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Estudio del efecto del tiempo de molienda y la velocidad de giro en el proceso de mezcla de polvos de carburo de tungsteno-cobalto con nanotubos de carbono para aplicaciones en proyección térmica de hipervelocidad

Authors: Lucena Peris, Martín; Cases Boter, Pablo;

Estudio del efecto del tiempo de molienda y la velocidad de giro en el proceso de mezcla de polvos de carburo de tungsteno-cobalto con nanotubos de carbono para aplicaciones en proyección térmica de hipervelocidad

Abstract

En este estudio, se pretende evaluar el efecto de las variables operativas en el proceso de mezcla mecánica; en este caso, la velocidad y el tiempo de molienda en la distribución de nanotubos de carbono sobre polvos de carburo de tungsteno para la síntesis de recubrimientos reconstructivos obtenidos por proyección térmica (HVOF). La optimización de dichos parámetros se hará en base a la afectación del tamaño y la geometría de los polvos originales y la dispersión estable de los nanotubos de carbono en dicha mezcla de polvos. Con tal de caracterizar los experimentos, utilizaremos las técnicas de microscopía electrónica de barrido de emisión de campo (FESEM) y la espectroscopia Raman. La búsqueda de materiales con un rendimiento tribológico excepcional, ha llevado a investigaciones en el ámbito de la metalurgia y la síntesis de recubrimientos avanzados. Uno de los materiales de interés es el carburo de tungsteno, que posee propiedades excepcionales de dureza pero una baja de tenacidad de fractura, lo que lo hace susceptible a la formación de grietas y, en última instancia, a su fracaso en aplicaciones de sistemas dinámicos de carga. Para mejorar la tenacidad de fractura del carburo de tungsteno cobalto, se ha explorado la posibilidad de reforzarlo con nanotubos de carbono (CNT). Estos nanomateriales, debido a su estructura única y sus propiedades mecánicas y conductivas, tienen el potencial de fortalecer la interfase entre el carburo de tungsteno y el cobalto, que actúa como cementante, proporcionando una mayor tenacidad y resistencia a la fractura. Sin embargo, la incorporación efectiva de CNT en la matriz de carburo de tungsteno y su dispersión homogénea son desafíos críticos que requieren una comprensión profunda de los procesos de mezcla mecánica y síntesis. Para llevar a cabo este estudio, se han realizado experimentos en un molino de bolas, una herramienta esencial en la mezcla mecánica de polvos. Se variaron cuidadosamente diferentes parámetros operativos, lo que incluye ajustes en la velocidad del molino, el tiempo de molienda y, de manera constante, se ha mantenido en todo momento el porcentaje de nanotubos de carbono y la relación de volumen entre los polvos y los cuerpos de molienda. Este enfoque experimental riguroso permitirá una evaluación detallada de cómo las condiciones de molienda afectan la dispersión de los nanotubos de carbono en los polvos de carburo de tungsteno, y proporcionará información valiosa para la optimización de los procesos de síntesis de recubrimientos reconstructivos con propiedades tribológicas mejoradas. Los resultados de este estudio tienen el potencial de impactar positivamente en una amplia gama de aplicaciones. Además, esta investigación aborda cuestiones de economía, impacto ambiental y perspectiva de género en la industria de la metalurgia y la ingeniería de superficies, promoviendo así una visión inclusiva y sostenible en la innovación.

Country
Spain
Keywords

Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials, Nanostructured materials, Materials nanoestructurats

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