Nuevos materiales para automóviles y aviones
En la actualidad, la mayoría de la gente está familiarizada con los composites, materiales hechos de dos o más materiales individuales en los cuales se aprovechan las ventajas de cada uno de los componentes. La mayoría de estos materiales son muy homogéneos y tienen el mismo aspecto sea cual sea la sección de ellos que se analice. Los distintos materiales constituyentes pueden ser visibles pero tienden a conformar la misma composición de matriz y relleno en todo el volumen. Por el contrario, un material graduado funcionalmente (FGM) es un composite diseñado de tal modo que la composición varía (está graduada) por todo el volumen de tal modo que le confiere una función determinada (de ahí que se diga que está graduado «funcionalmente»). Por ejemplo, un diseñador podría desear disponer de resistencia en un extremo del material y cambiar gradualmente a una mayor maleabilidad en el otro extremo. Un consorcio europeo busca aprovechar los nuevos FGM metal-cerámica con la financiación de la Unión Europea para el proyecto «Micro and nanocrystalline functionally graded materials for transport applications» (Matrans). Los científicos al cargo del proyecto desarrollan FGM destinados al uso en sistemas de expulsión de gases y propulsión, transmisiones de potencia y sistemas de frenado. Se espera que el uso de FGM en estos componentes proporcione mejoras de rendimiento importantes frente a los materiales convencionales. Matrans se centra en dos grandes grupos de materiales basados en cerámicas (óxido de aluminio, Al2O3). El primero de ellos son aleaciones de cerámica-cobre/cobre y el segundo son combinaciones de cerámica-intermetálico (aluminuro de níquel, NiAl). Los primeros están destinados a propulsores (bajo contenido de Al2O3) y discos de freno (alto contenido de Al2O3) y los segundos a válvulas. Hasta la fecha, los materiales antes mencionados no se han utilizado en estas aplicaciones en particular. El alcance del proyecto incluye la preparación de los materiales de partida (polvo, láminas y hormas para fundido), los procesos empleados para obtener los FGM y el procesamiento para fabricar la pieza acabada. Los dos primeros años se han centrado en los materiales de partida y el procesamiento de las láminas de composite para los FGM, incluida la caracterización de las propiedades y la microestructura así como trabajo de modelización. Los científicos del proyecto han producido demostradores hechos de FGM para las tres aplicaciones indicadas. Matrans ha propuesto nuevos conceptos de diseño para componentes aeroespaciales y automotrices basado en FGM a base de metales y cerámicas. Las mejoras en el rendimiento y la durabilidad contribuirán a alargar la vida útil de las piezas y reducir los costes.
