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FP6

INTERFACE — Resultado resumido

Project ID: 31712
Financiado con arreglo a: FP6-NMP
País: España

Ingeniería de interfaces, o cómo entender las fronteras

Los nanomateriales basados en carbono, como las nanofibras y los nanotubos de carbono, plantean muchas posibilidades para actuar como refuerzo de matrices metálicas como las compuestas de aluminio, cobre o titanio. Estos metales, reforzados con carbono, presentan una mayor resistencia mecánica y una alta conductividad térmica (capacidad para conducir el calor).
Ingeniería de interfaces, o cómo entender las fronteras
Los materiales compuestos, que resultan de la combinación de dos o más materiales, suman los puntos fuertes de los componentes individuales. El proyecto Interface («Ingeniería de interfaces en materiales compuestos de nanofibras de carbono y cobre (Cu-C MMC) para aplicaciones con alta carga térmica») se diseñó para fabricar un material compuesto de cobre reforzado con nanofibras de carbono con alta conductividad térmica y una mínima expansión como resultado de la exposición al calor gracias a un coeficiente de expansión térmica (CTE) mínimo. Este último aspecto es importante porque esta expansión puede dar lugar a la formación de estructuras de grietas y su propagación. En este proceso, los investigadores se ocuparon de las cuestiones críticas en relación con la conductividad en las interfaces entre los dos componentes del material compuesto.

El equipo desarrolló nuevas técnicas de medición de la resistencia de contacto térmico (TCR) que se utilizaron para realizar mediciones sobre sustratos de carbono vítreo y diamante. Después de observar que las conductividades térmicas de los materiales compuestos de nanofibras de carbono son peores que las esperadas, el equipo realizó una investigación a fondo sobre este punto. Aunque la mala conductividad térmica en las interfaces desempeñaba un papel apreciable, la causa más importante del problema era la pérdida de la estructura de grafito de las fibras de carbono durante el proceso.

Tanto la microscopía de transmisión de electrones como una nueva técnica basada en la espectroscopia de efecto Raman se usaron para caracterizar este efecto. Esto último permitió estudiar muchos parámetros importantes de forma mucho más rápida que hasta el momento.

En resumen, el proyecto Interface permitió investigar de forma detallada la conductividad térmica en las interfaces de los materiales compuestos de nanofibras de carbono y cobre, y dilucidar el motivo de las bajas conductividades observadas, así como disponer de herramientas para la investigación en ingeniería de interfaces relacionada con futuras estructuras de materiales compuestos de metales y carbono.

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