El alumno Juan José Trujillo Tadeo obtuvo la calificación SOBRESALIENTE CUM LAUDE con mención Doctorado Internacional
El alumno Juan José Trujillo Tadeo obtuvo la calificación SOBRESALIENTE CUM LAUDE con mención Doctorado Internacional
El alumno Juan José Trujillo Tadeo obtuvo la calificación SOBRESALIENTE CUM LAUDE con mención Doctorado Internacional
- Título de tesis: Design and characterization of lightweight non-equiatomic Al-Zn-Mg-Si Medium Entropy Alloys
Tribunal:
- Presidencia: María Teresa Guraya Díez (UPV/EHU)
- Vocalía: Zigor Azpilgain Balerdi (Mondragon Unibertsitatea)
- Vocalía: José Victoria Hernández (Helmholtz-Zentrum Hereon)
- Vocalía: Iban Vicario Gómez (Tecnalia Research and Innovation)
- Secretaría: Pablo García Michelena (Mondragon Unibertsitatea)
Resumen:
El desarrollo de materiales ligeros para la industria del transporte y aeroespacial representa un desafío crucial en la actualidad. Reducir el peso sin comprometer las propiedades estructurales y sin aumentar significativamente los costos es esencial para mitigar el consumo de combustible y las emisiones de gases de efecto invernadero. Aunque las aleaciones de aluminio, magnesio, titanio y berilio, con densidades entre 1.74 y 4.43 g/cm3, son comúnmente utilizadas, sus propiedades limitadas y costos han impulsado la búsqueda de nuevas aleaciones.
Las aleaciones de alta entropía (HEAs), composición compleja (CCAs) y elementos múltiples (MPEAs) han ganado atención gracias a su combinación única de propiedades. Al explorar la región central de diagramas de fases de varios componentes, estas aleaciones ofrecen alta resistencia, ductilidad, superconductividad, actividad catalítica, resistencia a la corrosión y tolerancia a la radiación. Una subcategoría novedosa, las aleaciones ligeras de alta entropía, incorpora elementos metálicos ligeros para reducir el peso manteniendo propiedades mecánicas excepcionales.
Aprovechando el efecto de alta entropía, estas aleaciones fomentan la formación de fases de solución sólida en lugar de fases intermetálicas complejas. Este enfoque innovador abre nuevas posibilidades para desarrollar materiales avanzados que superan a algunos establecidos, mostrando un gran potencial. Sin embargo, estas nuevas aleaciones ligeras de alta entropía poseen alta resistencia a la compresión y dureza, pero suelen tener poca o nula ductilidad. Por lo tanto, la presente tesis se centra en diseñar aleaciones ligeras aplicando el concepto de alta entropía con el objetivo de seleccionar los elementos que logren formar una aleación con una alta solución sólida FCC, una estructura cristalina conocida por su alta ductilidad, para abordar este problema.
Además, se busca comprender a fondo las propiedades físicas y mecánicas de estas aleaciones para evaluar su potencial en futuras aplicaciones. Para lograr esto, se han definido composiciones químicas que aseguran buena compatibilidad, alta solubilidad y fusión a temperaturas intermedias para formar una alta solución sólida FCC. La investigación de las transformaciones de fase en la aleación diseñada proporciona un conocimiento profundo. Desde este enfoque, se evaluaron las propiedades a compresión y se aplicaron dos técnicas para optimizar y mejorar las propiedades mecánicas, centrándose especialmente en lograr ductilidad.
Para la primera técnica, se ajustó la composición química y se utilizaron elementos modificadores como Sr y Sb, seguido de tratamientos térmicos para la modificación de fases, buscando mejorar las propiedades mecánicas con especial atención a la ductilidad.
Para la segunda técnica, se exploraron dos métodos de fabricación, Near Solidus Forming (NSF) y Solidificación Direccional seguidos de tratamientos térmicos, con el objetivo de cambiar la microestructura y así mejorar las propiedades de resistencia y obtener ductilidad por otro camino. Los resultados obtenidos de estos dos enfoques, tanto químico como de proceso, han mostrado buenas propiedades de resistencia a la compresión. Sin embargo, no se ha logrado obtener ductilidad por ninguna de estas vías. Se confirma que la aleación diseñada no es apta para aplicaciones donde se requiera ductilidad; no obstante, podría tener otras aplicaciones donde se necesite alta dureza, resistencia a la compresión o resistencia al desgaste.