Líneas de investigación

Moldeo por inyección/extrusión de cerámicos y metálicos (CIM, MIM)

El desarrollo de nuevos sistemas ligantes para su aplicación en el moldeo por inyección y extrusión de polvos (cerámicos y metales) es la línea de investigación prioritaria del grupo y su seña de identidad.

Se comenzó con diferentes tipos de materiales metálicos, como aceros inoxidables austeníticos, ferríticos y duplex, aceros de herramientas y latones. Posteriormente lo aplicamos a cerámicas estructurales como la alúmina y circona, y después a cerámicas funcionales como ferritas magnéticas (Ni-Zn, Mn-Zn,…), circona estabilizada con itrio (YSZ), cermets Ni-YSZ,…

En los últimos años hemos aplicado esta tecnología a materiales para baterías de ion litio como Li4Ti5O12 (LTO), LiFePO4, NMC o LiCoO2 (LCO).

Fabricación Aditiva de metales y cerámicas. Impresión 3-D (Fused Filament Fabrication)

La experiencia en el moldeo por extrusion de polvos nos ha permitido afrontar con éxito la impresión 3-D de cerámicas y metales mediante la técnica de filamento fundido.

Estamos desarrollando con éxito diferentes formulaciones de sistemas ligantes que posteriormente se mezclan con polvos para la fabricación de filamentos de alta calidad para la impresión de piezas de cerámicas y de metales mediante impresoras convencionales de termoplásticos.

Mezclas de polímeros. Comportamiento reológico, térmico y mecánico

Tenemos capacidad técnica para la preparación de mezclas de polímeros y su caracterización térmica, reológica y mecánica. Esto lo hemos podido aplicar a la fabricación de mezclas poliméricas para su uso como materiales de cambio de fase.

Síntesis y caracterización estructural de materiales cerámicos

La síntesis y caracterización estructural de sólidos inorgánicos ha sido la seña de identidad de alguno de los integrantes del grupo durante más de dos décadas. Aunque los principales métodos de síntesis utilizados ha sido la reacción en estado sólido, también se ha utilizado otras técnicas como la molienda mecánica o métodos sol-gel para preparar materiales nanoparticulados. Así mismo se tiene una gran experiencia en la caracterización estructural mediante difracción de rayos-X y difracción de neutrones de sólidos inorgánicos.

Baterías de Li

El grupo tiene una dilatada experiencia en la preparación y caracterización de electrolitos sólidos (inorgánicos y poliméricos) para aplicaciones en baterias de litio y de sodio. Recientemente se ha utilizado la técnica de moldeo por inyección/extrusión y tape casting para la preparación de electrodos cerámicos gruesos. De  esta forma se han preparado baterias completas con electrodos gruesos que se caracterizan por presentar una elevada capacidad por unidad de volumen y por unidad de área, lo que supone una reducción importante en el coste de la batería, al reducir los elementos no activos de la misma (colectores de corriente principalmente) así como permitir, en el caso de utilizar un electrolito sólido, incrementar la ventana de temperatura de operación.

Pilas de combustible

El grupo ha trabajado en el desarrollo y procesado de materiales para pilas de combustible, tanto de óxido sólido (SOFC) como poliméricas. En el caso de las SOFCs la principal aportación ha sido la aplicación de la técnicas de moldeo por extrusión para la fabricación de microtubos de Ni-YSZ en pilas de combustible microtubulares.

En el caso de las poliméricas, la principal contribución es el desarrollo de nuevos membranas protónicas y aniónicas alternativas al nafion. En particular se han preparado nuevas membranas poliméricas basadas en polisulfona funcionalizada, así como membranas basadas en copolímeros de bloque. También se han desarrollado membranas composite, donde se han cargado el polímero con cargas inorgánicas de diferente naturaleza.

Cerámicas magnéticas: Ferritas

En el campo de las ferritas, la principal contribución ha sido la aplicación del moldeo por inyección de polvos a cerámicas magnéticas blandas (ferritas de Ni-Zn y Mn-Zn fundamentalmente). Estos desarrollos se han realizado en colaboración con la empresa ferroxcube y con la empres PREMO.

Capacidades técnologicas

Laboratorio de Síntesis
  • Método Cerámico (RT-1800ºC), sol-gel, pirólisis por aspersión, hidrotermal.
  • Análisis químico elemental (C, N, S, O), absorción atómica, XRF, EDS.
  • Tamaño de partícula, superficie específica, densidad, etc.
  • Cajas secas.
  • Molinos de atrición.
Laboratorio de moldeo por extrusión / inyección de polvo
  • Máquina de inyección (30Tm), extrusora, reómetros (capilar,…).
  • Hornos de sinterización y desaglomerado 100-1800ºC (atmósfera diferente (incluso H2 puro)).
  • Tape casting.
Laboratorio de fabricación aditiva (impresión 3-D)
  • Preparación de filamentos para la fabricación de filamentos fundidos (FFF).
  • Impresión 3D.
Laboratorio de Caracterización y Microestructuras
  • XRD (RT-1500ºC), SEM, FEG-SEM, TEM, MO.
Laboratorio de caracterización térmica
  • DSC (RT-600 ºC), TGA (RT 1500ºC), DTA (RT-1500ºC) DMTA.
Laboratorio de caracterización mecánica
  • Dureza, Microdureza, Resistencia a la Tracción.
Laboratorio de caracterización eléctrica
  • Analizadores de impedancia con interfaz electroquímica (10 μHz a 32 MHz) (RT-1000ºC), (30-95% HR).
Laboratorio de caracterización electroquímica
  • Ensamblado de celdas tipo coin-cell y swagelok.
  • Ensayos de ciclado a temperatura ambiente y alta temperatura (hasta 120ºC).
  • Potenciostatos para baterías
  • Potenciostatos para baterías de flujo.
  • Cajas secas.