Proyectos Fin de Carrera

Examinar

Examinando Proyectos Fin de Carrera por Materia "2211.02 Materiales Compuestos"

Seleccione resultados tecleando las primeras letras
Mostrando 1 - 7 de 7
  • Miniatura
    Ítem
  • Miniatura
    Ítem
    Estudio de la corrosión de materiales compuestos Al/SiC fabricados por vía pulvimetalúrgica
    (Universidad Rey Juan Carlos, 2008) Fernández Villar, José Carlos
    En la actualidad, los materiales compuestos son objeto de interés debido a sus buenas propiedades mecánicas. En concreto, para los materiales compuestos de matriz de aluminio reforzados con partículas de carburo de silicio (SiC), la matriz permite que el material sea más ligero, más dúctil y más fácil de procesar, mientras que el refuerzo (SiC), aporta rigidez y resistencia mecánica, aumentando las propiedades de estas aleaciones ligeras hasta valores respetables comparándolos a los materiales convencionales (normalmente aleaciones férreas), superándolos en propiedades específicas y resistencia al desgaste. Debido a estas características, los materiales compuestos de matriz de aluminio reforzados con partículas de SiC han encontrado numerosas aplicaciones en la industria del automóvil, ya que al permitir reducir el peso, su uso disminuye el consumo de combustible y, por tanto, las emisiones de gases contaminantes a la atmósfera. Sin embargo, es en la industria aeroespacial, aeronáutica y de defensa donde han tenido un mayor desarrollo, utilizándose en numerosas piezas, como las estructuras y módulos electrónicos de los satélites, piezas interiores de las naves espaciales, etc. También surgen algunos inconvenientes, tales como: 1) Poseen una resistencia menor a la corrosión. 2) Durante su fabricación se forma Al4C3 debido a la reacción a alta temperatura entre la matriz y el refuerzo. El Al4C3 es muy higroscópico y produce fragilidad en la intercara matriz/refuerzo. Para evitar la formación del Al4C3 se fabrican materiales compuestos Al6061/SiC recubriendo las partículas de refuerzo de SiC con una capa de SiO2 que protege al refuerzo evitando su reacción con la matriz. En el presente proyecto se va a estudiar el efecto de la capa de sílice en las propiedades a corrosión. Para ello se dispone de dos materiales compuestos constituidos por una matriz de aluminio 6061 con un refuerzo del 20 % en volumen de carburo de silicio en forma de partículas (SiCp) y, una segunda aleación 6061 con un 20 % en volumen de carburo de silicio cuyo recubrimiento de SiO2 se realizó mediante la técnica sol-gel sometida a un tratamiento térmico a 500ºC. Para dicho estudio, se realizan ensayos de corrosión, exponiendo dichos materiales a diferentes ambientes agresivos extremos (horno a 500ºC, cámara climática a 50ºC, 98 % de humedad y luz, e inmersión en baño clorurado: solución del 3,5% en peso de cloruro sódico) durante distintos tiempos. Una vez realizados los ensayos, se han estudiado las propiedades a corrosión mediante medidas gravimétricas evaluando la ganancia de masa por área expuesta al medio en los materiales a diferentes tiempos, y mediante análisis microestructural con técnicas de caracterización tales como difracción de Rayos X, microscopía óptica (MO) y microscopía electrónica de barrido (SEM), obteniéndose que la capa de SiO2 sobre el SiC no empeora las propiedades a corrosión del material compuesto en ninguno de los ambientes agresivos estudiados, siendo en algunos casos incluso mejor.
  • Miniatura
    Ítem
    Estudio de la síntesis de materiales B-MCM-41 mediante el procedimiento sol-gel
    (Universidad Rey Juan Carlos, 2010-06) Sanz Sanz, Belén
    El presente proyecto corresponde a la línea de investigación que se realiza en el grupo de Ingeniería Química y Ambiental de la Universidad Rey Juan Carlos sobre la síntesis y caracterización de materiales mesoporosos. Debido al elevado interés de sus aplicaciones como tamices moleculares, adsorbentes, catalizadores o soportes para los mismos, proporcionando una elevada área superficial, el estudio de los materiales mesoporosos de tipo MCM-41 se encuentra en pleno desarrollo. El problema de estos materiales puramente silíceos es que presentan una baja acidez y, por tanto, no son activos en reacciones de catálisis ácida. La incorporación de heteroátomos (por ejemplo Al) en la estructura MCM-41 ha demostrado que modifica la actividad catalítica porque proporciona mejores propiedades ácidas. Así, el presente trabajo se centra en la incorporación de boro en la estructura del material MCM-41 mediante uno de los procedimientos de síntesis directa, el método sol-gel. Este procedimiento se recoge en la literatura para la incorporación de Al-MCM-41 proporcionando un material con un comportamiento muy interesante en algunas reacciones como oligomerización frente a los materiales sintetizados por el procedimiento hidrotérmico. Por tanto, el objetivo fundamental del presente trabajo consiste en estudiar las condiciones de síntesis del material B-MCM-41 para conseguir un sólido con un alto porcentaje de boro en su composición, así como un determinado grado de ordenamiento en su estructura. Las primeras variables de síntesis estudiadas han sido la fuente de boro usada, para la incorporación de éste en la estructura, obteniéndose el mejor resultado con el ácido bórico concentrado entre otras dos fuentes estudiadas, y la influencia del pH final de condensación, resultando como mejor valor pH de cinco. Fijando estas dos condiciones como las más favorables, a continuación, se realizó el estudio de pH inicial en la etapa de hidrólisis, el tiempo y la temperatura de la etapa de envejecimiento, siendo las más satisfactorias las condiciones de pH cero, tiempo de 75 minutos y temperatura de 20ºC respectivamente. Por último, sobre un sólido obtenido tras condensación a 70ºC hasta sequedad, se ha realizado el estudio de la influencia del tipo de eliminación del surfactante, comparando entre extracción con etanol y calcinación a 550ºC, y obteniéndose unos resultados más interesantes en la extracción, ya que permite conseguir el material con mayor incorporación del boro a la estructura MCM-41.
  • Miniatura
    Ítem
    Inmovilización de complejos de binol en materiales mesoporosos periódicos organosilíceos
    (Universidad Rey Juan Carlos, 2010-06) Camacho Cernuda, Sandra
    El desarrollo de los primeros catalizadores asimétricos fue premiado en el año 2001 con la distinción del Nobel de Química para los tres investigadores pioneros en la catálisis asimétrica: W.Knowles, K.B. Sharpless y R. Noyori. En los últimos años se han sintetizado numerosos catalizadores asimétricos, con el objeto de ser utilizados a nivel industrial, pero debido a su elevada dificultad a la hora de separarlos de la mezcla de reacción, se procedió al desarrollo de catalizadores asimétricos heterogéneos, los cuales facilitan el proceso de recuperación y reutilización de los mismos tras su uso en reacción. Una de las estrategias de heterogeneización de este tipo de catalizadores se basa en la incorporación de una funcionalidad orgánica en la estructura organosilícea de materiales mesoporosos, materiales denominados POM`s (Periodic Mesoporous Organosilicas). Existe un grupo de estos materiales PMO`s que integran una funcionalidad orgánica quiral en la propia matriz estructural y son conocidos como ChiMO`s. La mayoría de los materiales ChiMO`s encontrados en bibliografía tienen una estructura tipo MCM-41 y en todos, la incorporación del precursor quiral se realiza en dos o más etapas. Los catalizadores de Binol fueron desarrollados por Noyori y Takaya en 1980 y representan uno de los catalizadores quirales más eficientes desarrollados hoy en día. Son utilizados en síntesis asimétricas y se desarrollan fundamentalmente para catalizar las reacciones de hidrogenación asimétrica entre otras. El objetivo principal del presente Trabajo Fin de Carrera ha sido la inmovilización de complejos de Binol en un material mesoporoso periódico organosilíceo que presenta un ordenamiento mesoscópico tipo MCM-41, donde la incorporación del precursor quiral se realiza mediante un novedoso procedimiento en una etapa o "in situ", que ha permitido integrar ligandos derivados del Binol en materiales con buenas propiedades texturales y estructurales. En primer lugar, se procedió a sintetizar diferentes soportes con estructura MCM-41 en los que se sustituyó la fuente de silicio inorgánica habitual en los materiales MCM-41, TEOS (Tetraetil-ortosilicato) por fuentes de silício orgánicas, BTSE (1,2-Bistrietoxisilil etano) y BTSM (Bistrietoxisilil metano), sintetizando así los materiales denominados PMO`s, se evaluó además, la influencia de variables de síntesis tales como la estequiometría del gel de partida, el tiempo de la etapa de condensación y la temperatura y tiempo del tratamiento hidrotérmico, en las propiedades texturales y estructurales de los materiales. Una vez evaluadas las variables de síntesis de los materiales PMO, se sintetizaron catalizadores PMO`s quirales siguiendo un procedimiento experimental en dos etapas, ya que es la metodología clásica utilizada en bibliografía, y por lo tanto, se utilizará como procedimiento de referencia para compararlo con la novedosa metodología que posteriormente se estudia en el presente trabajo de investigación y que está basada en la síntesis in-situ de materiales ChiMO`s. En las síntesis clásicas en una primera etapa se sintetiza el bis-silano quiral y a continuación, en una segunda etapa se procede a la síntesis del PMO quiral incorporando el bis-silano en las paredes del material con estructura tipo MCM-41. Una vez sintetizado el material PMO quiral de referencia siguiendo una metodología en dos etapas, se procedió a la síntesis de los ChiMO`s en una etapa o "in-situ". En esta estrategia, la formación del bis-silano se lleva a cabo mediante la reacción de transamidación entre el dimetil(S)- (1,1¿)-Bi-2-Naftol (Binol) y 3-(Trietoxisilil) propil isocianato, utilizando como catalizador de esta reacción el medio básico de la síntesis del material, por lo que en una sola etapa de síntesis se forma el bis-organosilano quiral a la vez que se integra en la estructura organosilícea del catalizador, obteniéndose así el material PMO con propiedades quirales. Siguiendo esta metodología se ha conseguido incorporar hasta un 15 % de funcionalidad organosilícea quiral, conservando propiedades texturales y estructurales, similares a los materiales tipo MCM-41. Los materiales sintetizados se han caracterizado mediante distintas técnicas instrumentales: espectroscopia de rayos X y de Infrarrojos, Resonancia Magnética Nuclear de 13C y de 29Si y Isotermas de Adsorción-Desorción de Nitrógeno. Mediante estas técnicas se estudiaron las semejanzas y diferencias texturales y estructurales entre los materiales silíceos, organosilíceos y los PMO quirales sintetizados.
  • Miniatura
    Ítem
    Preparación de catalizadores de cobre soportados y su aplicación en procesos de oxidación de alcoholes
    (Universidad Rey Juan Carlos, 2009) Rodríguez Fraguas, Ana Rosa
    La incorporación de metales a materiales silíceos mesoporosos como la MCM- 41, ha sido un gran descubrimiento ya que incorporan sitios activos que antes no presentaban estos materiales. En este proyecto se han incorporado los ligando orgánico 5-mercapto-1- metiltetrazolpropiltrimetoxisilano (MTTZPS) y 3-pirimidina-2,4,6-triaminopropiltrietoxisilano (DAPYPS) a la sílice mesoporosa MCM-41 mediante dos métodos, inmovilización y síntesis directa o co-condensación . En general, la accesibilidad hacia los grupos funcionales del ligando es mejor mediante el proceso de inmovilización, mientras que una mayor cantidad de grupos orgánicos son incorporados a la estructura de la sílice cuando se emplea el método de la co-condensación. Este último método es preferible debido a su simplicidad y a su menor consumo del precursor orgánico. Además, la co-condensación permite la modificación del material silíceo mesoporoso en un solo paso, y los grupos funcionales incorporados se distribuyen de manera homogénea a través de la estructura del material. Posteriormente, se ha incorporado cobre (II) en los materiales descritos anteriormente, utilizando como precursores Nitrato de Cobre (II) y Etilacetoacetato de Cobre (II), comparando el grado de incorporación conseguido al utilizar un medio orgánico y un medio acuoso. Los materiales así sintetizados se han caracterizado mediante diversas técnicas instrumentales, como la difracción de rayos X, fisisorción de gases, espectroscopia de infrarrojo, etc. Por último, se ha llevado a cabo la reacción de oxidación de alcohol bencílico para la obtención de benzaldehído, utilizando como oxidantes el terc-butilhidroperóxido (TBHP) y agua oxigenada (H2O2).
  • Miniatura
    Ítem
  • Miniatura
    Ítem
    Síntesis de materiales mesoestructurados con distribuciones de tamaño de poro bimodal
    (Universidad Rey Juan Carlos, 2010-06) Rodríguez Martín, Daniel
    El presente proyecto forma parte de una línea de investigación que se viene desarrollando en el grupo de Ingeniería Química y Ambiental del Departamento de Tecnología Química y Ambiental de la Escuela Superior de Ciencias Experimentales y Tecnología de la Universidad Rey Juan Carlos, sobre la síntesis de nuevos materiales mesoestructurados para aplicaciones catalíticas. En esta memoria se aborda la síntesis de sólidos mesoestructurados con distribución de tamaños de poro bimodal. La síntesis de estos materiales es bastante novedosa y una de las posibles aplicaciones catalíticas que se evalúan en este trabajo es su empleo como soportes en la preparación de catalizadores de polimerización con objeto de conseguir poliolefinas con distribuciones de peso molecular bimodal. El plan de trabajo desarrollado para llevar a cabo este estudio se estructuró en tres apartados: 1. Síntesis de compuestos mesoestructurados con distribución de poro bimodal mediante mezcla de surfactantes no iónicos. En este primer apartado se partió de una síntesis básica de SBA-15 (surfactante Pluronic P-123) y se añadió a la disolución un segundo surfactante de tipo no iónico. El objeto de estudio de este apartado fue la influencia de la naturaleza del segundo surfactante y las proporciones másicas de ambos surfactantes en disolución. 2. Síntesis de compuestos mesoestructurados con distribución de poro bimodal mediante mezcla de surfactantes no iónicos y catiónicos. Para la síntesis de estos soportes se procedió de forma similar al apartado anterior, con la salvedad de que el segundo surfactante en disolución era de naturaleza catiónica, más concretamente bromuro de cetriltrimetilamonio (CTAB). 3. Síntesis de materiales mesoestructurados con distribución de poro bimodal por adición controlada de un agente de hinchamiento. Este tercer apartado se centró en la obtención de materiales mesoestructurados utilizando trimetilbenceno (TMB) como agente de hinchamiento siguiendo dos vías diferentes, por un lado la adición de trimetilbenceno se realizó controlando siempre que la cantidad de éste en disolución estuviese por debajo de la cantidad de surfactante para incrementar únicamente el tamaño de una parte de las micelas. Por otro lado, se preparó un soporte mezclando dos disoluciones propias de los materiales de tipo SBA-15, una sin trimetilbenceno y otra con trimetilbenceno en exceso para asegurar así el crecimiento de todas sus micelas. Los materiales obtenidos fueron caracterizados mediante isotermas de adsorción-desorción de nitrógeno, difracción de rayos X y microscopía electrónica de transmisión con objeto de conocer sus propiedades texturales, las distribuciones de tamaño de poro y el grado de ordenamiento mesoscópico conseguido. Los resultados mostraron que mezclando Pluronic P-123 con algunos surfactantes no iónicos se puede conseguir una cierta bimodalidad en su distribución de tamaños de poro. Con respecto a las mezclas de Pluronic P-123 con CTAB, fue necesario adicionar la fuente de sílice antes de juntar ambos surfactantes para obtener sólidos que presentaran cierta bimodalidad es su distribución de tamaños de poro. Finalmente, los materiales obtenidos mediante la adición de TMB como agente de hinchamiento presentaron distribuciones de tamaños de poro bimodal en su estructura sólo cuando éste se incorporó a la disolución de manera controlada. Los copolímeros etileno/1-hexeno sintetizados con el sistema MAO/(nBuCp)2ZrCl2 soportado sobre materiales con distribución de poros bimodal, presentaron una distribución de pesos moleculares unimodal.