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  • CERAMICA Y CRISTAL 138 - ABRIL 2006 ISSN 0325 0229 www.ceramicaycristal.com.ar44

    CIENCIA Y TECNOLOGA

    Laboratorio de Materiales Cermicos EstructuralesDivisin Cermicos-Intema

    M. Andrea Camerucci, Anala G. Tomba Martinez, Ana La Cavalieri Av. J. B. Justo 4302 (7600) Mar del Plata (Pcia. Buenos Aires)Tel.: 54-223-481-6600 int. 238Fax: 54-223-481-0046e-mail: [email protected]

    El Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnologa deMateriales, INTEMA es un instituto del Consejo Nacional deInvestigaciones (CONICET) y la Universidad Nacional de Mar delPlata (UNMdP). Tiene 120 miembros, incluyendo investigadores entodas las categoras del Consejo, becarios postdoctorales, doctora-les y no-graduados, personal tcnico y administrativo. Funciona enel edificio de la Facultad de Ingeniera de la Universidad Nacionalde Mar del Plata y est organizado en seis divisiones (Catlisis ySuperficies, Cermicos, Corrosin, Metalurgia, Polmeros, ySoldadura & Fractomecnica) en las cuales se llevan a cabo activi-dades de investigacin, docencia, asesoramiento y asistencia tcni-ca y transferencia de tecnologa, relacionadas con materiales met-licos, polimricos y cermicos. Cuenta tambin con un grupo inter-disciplinario (Tribologa, relacionado a las Divisiones Metalurgia ySoldadura & Fractomecnica) e infraestructura de apoyo (biblioteca,talleres mecnico y de vitroplasta y laboratorio de electrnica).

    Los principales temas de investigacin que se desarrollan en laDivisin Cermicos abarcan: electrocermicos (sensores de xidode estao, compuestos dielctricos, cermicos basados en titanatode bario, varistores de xido de estao); biocermicos (cementosde fosfato de calcio, hidroxiapatita porosa, microesferas hbridasfuncionalizadas, vidrios bioactivos para implantes); materiales cer-micos magnticos (espinelas) y compuestos metal-cermico (Fe/Ti-Al2O3) a partir de sistemas activados mecanoqumicamente; recu-brimientos orgnico-inorgnicos por sol-gel (bioactivos de protec-cin sobre aleaciones de base Co, de proteccin sobre aceros,hbridos para proteccin mecnica de vidrios).

    La financiacin de la Divisin Cermicos proviene corrientementede a) instituciones gubernamentales como el Consejo Nacional deInvestigaciones (CONICET), la Universidad Nacional de Mar delPlata (UNMdP), la Comisin de Investigaciones Cientficas de laProvincia de Buenos Aires (CICBA), la Agencia Nacional dePromocin Cientfica y Tecnolgica (ANPCyT), el Consejo Superiorde Investigaciones de Espaa (CSIC) a travs de convenios de coo-peracin con CONICET, redes CYTED, b) instituciones privadascomo Fundacin Antorchas a travs de Subsidios y Becas y c)empresas: parte del presupuesto es soportado por compaascomerciales locales que requieren la realizacin de trabajos comoconsultoras o ensayos rutinarios de evaluacin o empresas delgrupo TECHINT (SIDERAR S.A.I.C., SIDERCA-CINI, LOSA S.A.), atravs de Contratos Marco, Contratos de Asesoramiento yAsistencia Tcnica o Contratos de Corta Duracin, para realizarestudios de desarrollo y/o evaluacin sobre materiales cermicos,en su mayor parte materiales refractarios.

    El Laboratorio de Materiales Cermicos Estructurales inici susactividades en 1993 en la Divisin Cermicos del INTEMA. Eneste laboratorio se desempean corrientemente tres Investigadoresde CONICET en las clases Independiente y Asistentes y Profesoresde la UNMdP - Camerucci, Tomba Martnez, Cavalieri- tcnicos yadministrativos part-time. El personal no-permanente lo integrancientficos o profesores visitantes del pas o extranjeros, alumnos delas Ingenieras en Materiales, Qumica y Mecnica y de la

    Licenciatura en Qumica de la UNMdP, que se desempean comopasantes en trabajos demandados por el sector industrial y estu-diantes no-graduados y graduados de la Fac. de Ingeniera de laUNMdP quienes desarrollan sus actividades como becarios paraobtener sus ttulos en Ingeniera en Materiales o en la Maestra oDoctorado en Ciencia de Materiales de la Facultad de Ingeniera dela UNMdP, respectivamente.

    Los objetivos del Laboratorio de Materiales CermicosEstructurales son:* llevar a cabo investigaciones bsicas y/o aplicadas en el campo delos materiales cermicos con aplicaciones estructurales, * comunicar los resultados de las actividades de investigacin a tra-vs de publicaciones de divulgacin y de nivel internacional, de con-ferencias y seminarios y de la participacin en reuniones cientficasy tecnolgicas nacionales y extranjeras,* contribuir activamente a la formacin de recursos humanos alta-mente calificados, participando en actividades de docencia en losniveles de grado y postgrado de los programas del Departamentode Materiales de la Facultad de Ingeniera de la UNMdP,* cooperar a travs de proyectos o temas de investigacin con otrasinstituciones o grupos de investigacin nacionales o extranjeros, * interactuar con las industrias nacionales ofreciendo asistenciatcnica desde ensayos de rutina hasta proyectos soportados con-juntamente y trabajos de asesoras para implementar ensayos yprocesamientos, desarrollar o mejorar productos y dar respuesta aproblemas puntuales.

    En el Laboratorio de Materiales Cermicos Estructurales se tra-baja en materiales cermicos tradicionales (revestimientos depisos, techos y paredes), avanzados densos (basados en cordieri-ta, almina, mullita y circonia y materiales compuestoscermico/cermico), recubrimientos (hbridos sobre aleaciones deuso quirrgico), materiales porosos (aislantes trmicos) y refracta-rios (materiales conformados de slice, magnesia-C y no-oxdicos ymonolticos de agregados y matrices oxdicos).

    Las reas de investigacin son las siguientes:I. Procesamiento:Esta rea involucra principalmente actividades experimentales diri-gidas al desarrollo de nuevos materiales cermicos usados en apli-caciones estructurales o a la mejora de los existentes. El fin es obte-ner materiales con buena respuesta mecnica a travs del controlmicroestructural mediante el estudio de las materias primas (bene-ficio, acondicionamiento granulomtrico y diseo de empaqueta-mientos de partculas) y de las distintas etapas de los procesa-mientos, especialmente el conformado (prensado, colaje) y sinteri-zado (en estado slido y en presencia de fase lquida y en distintasatmsferas con ciclos trmicos controlados) y otras etapas talescomo impregnacin, cristalizacin de fases vtreas y mecanizado(corte, desbaste y pulido). II. Comportamiento trmico y mecnico:La investigacin en esta rea est dirigida a evaluar el comporta-miento mecnico, y en especial a altas temperaturas, (medicin delos parmetros fractomecnicos, anlisis fractogrfico y determina-

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    CIENCIA Y TECNOLOGA

    cin de los mecanismos de fractura) de materiales cermicos tradi-cionales y avanzados, recubrimientos, materiales cermicos poro-sos y refractarios conformados y monolticos. El desarrollo deherramientas tecnolgicas (mtodos y dispositivos) para ensayar yevaluar los materiales cermicos est incluido en esta rea. Para elclculo numrico, usado en algunas de las investigaciones comocomplemento en la evaluacin de los datos termomecnicos, seemplea un programa FEM comercial.Dentro de estas dos reas de investigacin y desarrollo, se puedenresumir como sigue los resultados obtenidos y los temas que soncontinuidad de ellos nuevos:* se propuso un procesamiento (obtencin de almina va sol-gel yde whiskers por el proceso VLS, conformado por colaje, impregna-cin y sinterizado sin presin) para el desarrollo de materiales com-puestos Al2O3/SiCw. Anlisis termodinmico.* se disearon materiales compuestos de cordierita-mullita conporosidad y fase vtrea especfica a partir del control de las materiasprimas y del procesamiento (conformado, sinterizado y cristaliza-cin del vidrio con composicin de cordierita no estequiomtrica)para su aplicacin como sustrato en la industria electrnica.Evaluacin elctrica y mecnica. * se evaluaron la dureza y la tenacidad a la fractura (indentacinVickers) de materiales compuestos mullita-circonia, obtenidos porreaccin-sinterizacin a partir de mezclas almina/circn, relacio-nndolas con las condiciones de sinterizado y microestructuras.* se estudiaron las respuestas de almina y de cordierita frente alchoque trmico con fines predictivos establecindose una metodo-loga de evaluacin que involucra: caracterizacin superficial, ensa-yos mecnicos y de choque trmico, anlisis fractogrfico y clculode los perfiles temporales y espaciales de temperaturas y tensionesde origen trmico y mecnico. * se evalu el comportamiento mecnico (MOR, CCS, RUL, expan-sin trmica y creep en compresin) en aire a alta temperatura (conclculo de deformacin a partir de medidas de desplazamiento) deladrillos refractarios de slice empleados en hornos de coquizaciny de materiales refractarios monolticos de proyeccin utilizadospara su reparacin. * se implement un ensayo que permite simular condiciones de ser-vicio (alta temperatura, fuerzas de torsin) para evaluar la adhesinen caliente entre ladrillos de slice y mezclas refractarias para guni-tado. La aplicacin del mtodo podr extenderse a otros ladrillos ymateriales de reparacin.* se estn estudiando: el comportamiento mecnico en caliente (hasta 1500 C) por ensa-yos en flexin (resistencia mecnica, tenacidad, mdulo elstico,energa de fractura) y coeficiente de expansin trmica de materia-les avanzados de cordierita y de materiales refractarios (con agre-gados de mullita y fase ligante de matriz cordiertica con mullita, al-mina o circn como segunda fase); la obtencin de materiales poro-sos de cordierita, para su empleo como aislantes trmicos, a partirde polvos de cordierita y almidones como materialconsolidante/ligante y generador de poros; el diseo de mezclasxidos/metales para reparaciones de refractarios de slice por sol-dadura cermica, la implementacin de ensayos mecnicos a altatemperatura (hasta 1600 C) con mediciones directas de la defor-macin empleando un extensmetro axial de a