Una de las principales tareas de la ciencia de los materiales es la mejora de las propiedades mecánicas y tribológicas en las piezas de máquinas a través de la protección superficial. La utilización de los recubrimientos cerámicos en la industria permite el incremento en la fiabilidad de la maquinaria técnica existente, la reducción del coste de mantenimiento y la prolongación de su vida útil. Una de las tecnologías con mayor potencial en este campo es la proyección térmica de polvos. La disminución de la escala del tamaño de partícula de los polvos de partida para la fabricación del recubrimiento hasta niveles submicrométricos y nanométrico mejora significativamente su tenacidad, dureza y resistencia al desgaste Existen muchas técnicas de proyección térmica, sin embargo, por numerosas causas la proyección de suspensiones por plasma SPS es la única técnica desarrollada hasta el momento que permite proyectar directamente las partículas en suspensión. Esta es una técnica versátil, fácilmente adaptada a la industria y de menor coste económico que permite obtener recubrimientos cerámicos de diferentes composiciones. En esta investigación se presenta un estudio de la microestructura y las propiedades mecánicas de los recubrimientos cerámicos de base alúmina-titania (87% Al2O3- 13% TiO2) obtenidos por la proyección de suspensiones por plasma atmosférico utilizando como material de partida polvos con tamaños de partícula submicrométrico y nanométrico. Se utilizaron dos métodos de proyección para obtener los recubrimientos, proyección por plasma atmosférico (APS) y proyección de suspensiones por plasma (SPS). Se ha conseguido obtener un recubrimiento que mantiene una microestructura a escala nanométrica solamente por el método de SPS. Se ha demostrado que las propiedades de los materiales estudiados como la dureza, modulo de elasticidad y resistencia al desgaste aumentan con la disminución del tamaño de partícula del material de partida. El estudio exhaustivo de la microes / Klyatskina ., E. (2012). Desarrollo y caracterización de recubrimientos cerámicos nanoestructurados obtenidos mediante proyección por plasma atmosférico [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/16270 / Palancia

El presente y el futuro de la industria textil están íntimamente ligados al concepto de textil técnico, artículos éstos concebidos para su aplicación en diferentes segmentos de mercado: salud y ámbito hospitalario, industria naval, aeronáutica y de automoción, sector de construcción e ingeniería civil, defensa e industria militar, etc. En el presente proyecto de investigación se ha contemplado la funcionalización de fibras de polipropileno mediante la aditivación de nanopartículas de plata. De esta forma, se persigue la funcionalización de este material textil con el objetivo de que estas fibras exhiban propiedades antibacterianas y antifúngicas intrínsecas, aumentando así sus posibilidades de aplicación en el campo de textiles de uso médico. El desarrollo de hilos de polipropileno aditivados con nanopartículas de plata ha requerido de un proceso previo de aditivación de la granza polimérica mediante la utilización de un sistema de extrusión de doble husillo co-rotante. Se ha evaluado la influencia de la velocidad de extrusión, de la concentración de nanoplata y de la naturaleza y concentración de diferentes agentes compatibilizantes sobre la homogeneidad de la mezcla polímero-nanopartícula. Se ha optimizado la mezcla polipropileno-nanoplata con vistas a su aplicación en el proceso de hilatura por fusión de hilos multifilamento. Se ha estudiado la influencia de la relación de estirado y de la concentración de nanopartículas de plata en las propiedades térmicas, mecánicas y bioactivas de los hilos funcionales desarrollados. Los hilos multifilamento objeto de estudio presentan configuración monocomponente y bicomponente con sección corteza-núcleo. En el estudio del grado de dispersión de las nanopartículas de plata en la matriz de polipropileno se ha hecho uso de los siguientes técnicas analíticas: difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de barrido (SEM) y microscopía electrónica de transmisión (TEM). Igualmente, se ha caracterizado la estabilidad térmica / Fages Santana, E. (2012). INVESTIGACIÓN DE FIBRAS DE POLIPROPILENO ADITIVADAS CON NANOPARTÍCULAS DE PLATA PARA LA MEJORA DE PROPIEDADES BIOACTIVAS EN EL SECTOR TEXTIL [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/21065 / Palancia

Las aleaciones de titanio con microestructura ß destacan sobre todo por sus buenas propiedades específicas, su resistencia a la corrosión y por su bajo módulo elástico que las hacen muy apropiadas para su utilización como biomaterial en implantología ya que reducen de forma drástica fenómenos indeseados como el apantallamiento de tensiones. Existen grandes dificultades para procesar este tipo de aleaciones pero la pulvimetalurgia convencional se muestra como una de las mejores opciones. Unido a la mezcla elemental de polvos se aprovecha la gran reactividad del titanio para obtener aleaciones homogéneas a pesar del carácter refractario de los principales aleantes betágenos del titanio. Pero esta gran reactividad entorpece el procesado ya que se debe tener especial cuidado para no contaminar u oxidar el material. En este trabajo se ha desarrollado una serie de aleaciones de titanio tipo ß procesadas por pulvimetalurgia y mezcla elemental de polvos. Se ha utilizado el niobio como principal elemento de aleación betágeno, y se ha incluido pequeños contenidos de estaño estudiándose la influencia de éste como tercer elemento en la aleación. En primer lugar se ha optimizado el procesado logrando un nivel de repetitividad y homogeneidad muy alto. Se ha estudiado las microestructuras obtenidas para comprender el comportamiento mecánico de las mismas así como su comportamiento frente a la corrosión simulando las solicitaciones requeridas como biomaterial. Se ha puesto especial hincapié en la determinación del módulo elástico por diferentes métodos de modo que permita un mayor acercamiento a la modificación del mismo mediante aleación, y todo ello comparado con los resultados alcanzados por otros investigadores. Los resultados obtenidos muestran que las aleaciones desarrolladas mediante la adición de 2 y 4 % de estaño a aleaciones base Ti 30Nb, así como la técnica de procesado seleccionada son una gran alternativa, desde el punto de vista de propiedades, y económicamente viable. / Devesa Albeza, F. (2013). Desarrollo y caracterización de aleaciones Ti-Nb-Sn obtenidas por vía pulvimetalúrgica [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/28211 / TESIS

Las chapas de acero recubiertas con cinc o aleaciones Zn-Fe y Zn-Ni se emplean en la construcción de carrocerías de automóvil para mejorar la resistencia a la corrosión. Entre los diferentes recubrimientos, las aleaciones Zn-Ni en el rango 11-14%Ni, aplicadas por vía electrolítica, ofrecen una superior resistencia frente a la corrosión y excelente soldabilidad, pero han visto limitado un uso extensivo debido a factores de coste y, desde el punto de vista tecnológico, a que presentan habitualmente problemas durante la embutición .debido al desprendimiento de polvos que contaminan o ensucian las matrices y a fenómenos de roturas o gripado con las matrices. En comparación con las propiedades mecánicas del material de las chapas, cuyos efectos sobre el proceso de embutición son bien conocidos, los fenómenos derivados del comportamiento tribológico de este tipo de recubrimientos no han recibido prácticamente atención en la bibliografía: compatibilidad lubricantes-materiales-matrices, efectos de los acabados superficiales, efectos de la presión local y la velocidad, etc. El objetivo de esta tesis es el análisis del comportamiento tribológico de las chapas recubiertas con Zn-Ni en las condiciones operacionales características del proceso de embutición actualmente empleado en la fabricación de componentes de carrocerías de automóviles. Se analizan los efectos de las variables que controlan los valores de fricción, incluyendo los efectos de las variables externas: presiones, velocidades, viscosidad y aditivos de lubricantes, y las variables intrínsecas del material, con especial atención a la evolución de las superficies reales de contacto y a los fenómenos de aplastamiento de asperezas de la topografía superficial. Adicionalmente, se analiza el efecto de tratamientos superficiales de nitruración aplicados sobre las matrices, con el fin de determinar posibles mejoras en relación con la fricción y con el desgaste. La evaluación experimental del comportamiento tribológico se ha llevado a cabo en un equipo de ensayos de contacto plano-plano, especialmente diseñado para este fin. Mediante pasadas múltiples se reproducen las condiciones de deterioro o dañado superficial acumulativo características de los procesos reales. Debido a las altas presiones de contacto y a la baja viscosidad de los lubricantes de embutición, las condiciones de contacto reales y las empleadas en estos ensayos se producen en un régimen de lubricación límite. Los resultados de estos ensayos de contacto plano-plano se han complementado con ensayos en equipos pin-on-disk , en los que es posible extender las condiciones operaciones a contactos en seco y a contactos con lubricación superabundante o de capa gruesa. Los resultados de los ensayos indican que, en las condiciones de lubricación límite, los valores del coeficiente de fricción presentan una elevada dispersión, desde valores del orden de 0.10 hasta valores del orden de 0.40, próximos a los valores obtenidos en condiciones de lubricación seca en ensayos pin on disc. El mantenimiento de valores estables de los coeficientes de fricción en el rango 0.10-0.15 depende fundamentalmente de la disponibilidad de lubricante en la zona de contacto y de las condiciones que favorecen la formación de capas límite. Los mecanismos de deformación plástica superficial de estos recubrimientos son claramente diferentes de los observados en chapas recubiertas con cinc puro. El aplastamiento y el crecimiento de las superficies de contacto se produce por aplastamiento de las asperezas sub-superficiales del propio acero de las chapas, cuya dureza es sensiblemente inferior a la dureza del propio recubrimiento Zn-Ni (HV=315 HV). / Pérez Puig, MA. (2013). Investigación del comportamiento tribológico de chapas recubiertas con Zn-Ni en el proceso de embutición de piezas de automoviles [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/34791 / TESIS

Por su elevada biocompatibilidad, resistencia a la corrosión y resistencia específica, entre otras, el titanio es ampliamente utilizado en el campo de la biomedicina. No obstante, su rigidez resulta elevada en comparación con la del hueso cortical humano, lo que genera problemas por debilitamiento óseo. Por otra parte, pese a que se considera un material bioinerte, es necesario generar rugosidad superficial, con una porosidad y tamaño de poro adecuado para permitir el desarrollo óseo y reducir así el tiempo de recuperación del paciente. Además, la elevada reactividad del titanio dificulta su procesado, pues la reacción con elementos intersticiales deteriora en gran medida sus propiedades. En la presente investigación se han desarrollado piezas porosas de la aleación Ti6Al4V, con una rigidez similar a la del hueso cortical humano y resistencia suficiente para permitir su uso como implante. Para ello se han empleado dos técnicas pulvimetalúrgicas distintas, como son la sinterización de microesferas y el método de espaciadores. El estudio previo de reactividad realizado reveló una interacción máxima sobre gres y alúmina, y una reacción mínima sobre itria, lo que condujo a la obtención de las mejores propiedades mecánicas y menor fragilización. Las piezas porosas de Ti6Al4V desarrolladas por sinterización de microesferas presentan una porosidad abierta e interconectada, con un tamaño de poro proporcional al tamaño de las microesferas. Presentan una rigidez inferior al 40% de la del material sólido, con unas propiedades mecánicas que aumentan con la temperatura y tiempo y evolucionan de forma inversa con el tamaño de la microesfera, siendo éste el parámetro de mayor influencia. Por el contrario, las piezas obtenidas por el método de espaciadores presentan una porosidad cerrada y aislada. La rigidez de éstas oscila entre un 20 y 65% en relación a la del material sólido y, al igual que el resto de propiedades mecánicas, depende principalmente del contenido en bicarbonato. / Reig Cerdá, L. (2010). Desarrollo de piezas porosas de Ti6Al4V mediante técnicas pulvimetalúrgicas [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/7284 / Palancia

[EN] Zirconia has become a widely utilized structural ceramic material with important applications in dentistry due to its superb mechanical properties, biocompatibility, aesthetic characteristics and durability. Zirconia needs to be stabilized in the t-phase to obtain improved mechanical properties such as hardness and fracture toughness. Fully dense yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystalline (Y-TZP) materials are normally consolidated through the energy-intensive processing of powders at very high temperatures (>1000 °C). Innovative non-conventional approaches are being developed to reduce time and energy consumption and, consequently, environmental impact in ceramic powder processing. Microwave sintering is one such approach aimed at fully-densifying ceramics by using a different heating mechanism based on the material's inherent dielectric properties. The main purpose of this work is to obtain highly dense Y-TZP dental materials from commercial and lab-prepared sources via microwave sintering with mechanical and microstructural qualities that are similar or even improved with respect to their conventionally sintered counterparts. Therefore, its effect on important aspects related to dental applications has been studied. First, Y-TZP ceramics have been characterized upon sintering to determine whether the resulting properties meet the minimum mechanical requirements for structural dental applications. Second, the influence of microwave sintering on hydrothermal degradation, a spontaneous ageing phenomenon that affects zirconia materials in wet conditions, has been investigated. And third, the behavior under fretting wear conditions of microwave and conventionally sintered materials has been assessed to evaluate their durability and performance. The main conclusions indicate that microwave sintering allows proper consolidation of dental Y-TZP materials resulting in a finer microstructure due to shorter processing time and mechanical properties comparable, and in some cases enhanced, to those obtained in conventional sintered materials at lower dwell temperatures. Additionally, a higher resistance to hydrothermal degradation has been determined for microwave sintered materials due to a finer grain size and lower sintering temperatures that reduce the presence of cubic phase, which is responsible for destabilizing neighboring tetragonal phase grains. Finally, a similar wear rate has been obtained between microwave and conventional sintering of zirconia materials under fretting wear conditions. In addition, humidity can reduce the wear volume loss due to the lubricative effect of water and wear of degraded materials might increase the resistance due to the formation of a protective debris layer. In general, microwave sintering can be an interesting alternative for obtaining fully-densified Y-TZP dental materials providing certain advantages over conventional methods. Nonetheless, more studies are still necessary to have a better understanding of the advantages and disadvantages of microwave sintering of zirconia ceramics. / [ES] La circona es un material ampliamente utilizado como cerámica estructural con aplicaciones en el ámbito dental debido a sus propiedades mecánicas, biocompatibilidad, características estéticas y durabilidad. Para poder aprovechar las altas propiedades mecánicas de la circona, es necesario estabilizarla en su fase tetragonal. Los materiales de circona policristalina estabilizada con itria (Y-TZP) se consolidan normalmente a través de polvos mediante procesos energéticamente intensivos a altas temperaturas (>1000 °C). Actualmente, se están desarrollando técnicas basadas en métodos no convencionales para reducir el tiempo y el consumo energético en el procesado de polvos cerámicos. La sinterización por microondas tiene por objetivo la densificación completa mediante la utilización de mecanismos de calentamiento basados en las propiedades dieléctricas del material. El objetivo principal es la obtención de materiales dentales de Y-TZP altamente densos mediante la sinterización por microondas con propiedades mecánicas y microestructurales similares, o incluso por encima de las obtenidas por el método convencional. Para ello, se estudian aspectos relevantes al ámbito dental. En primer lugar, los materiales son caracterizados con el fin de determinar si las propiedades finales cumplen con los requisitos mecánicos para aplicaciones dentales. Además, se ha investigado la influencia de la sinterización por microondas en la degradación hidrotérmica, un fenómeno espontáneo de envejecimiento que afecta a los materiales de circona en condiciones de humedad. Finalmente, se ha evaluado el comportamiento en condiciones de desgaste fretting de los materiales sinterizados para determinar su durabilidad. Las conclusiones principales indican que la sinterización por microondas permite la consolidación adecuada de estos materiales, resultando en una microestructura más fina debido a los tiempos más cortos de procesado y en propiedades mecánicas comparables a las de materiales obtenidos mediante el método convencional, incluso a temperaturas más bajas. Una mayor resistencia a la degradación hidrotérmica se ha determinado en materiales sinterizados por microondas. Al emplear temperaturas más bajas se reduce la presencia de fase cúbica, la cual es responsable por la desestabilización de granos adyacentes de fase tetragonal. Tasas de desgaste similares han sido observadas entre materiales sinterizados por microondas y convencionalmente bajo condiciones de desgaste fretting. Adicionalmente, la humedad puede reducir sustancialmente la pérdida de volumen de desgaste debido al efecto lubricante del agua y los materiales degradados pueden aumentar la resistencia a este tipo de desgaste como consecuencia de la formación de una capa protectora de material que se desprende más fácil. En general, la sinterización por microondas es una alternativa interesante para obtener materiales dentales de Y-TZP altamente densos con ciertas ventajas sobre los métodos convencionales pero deben considerarse también las desventajas de esta técnica. / [CAT] La circona és un material àmpliament utilitzat com a ceràmica estructural amb aplicacions en l'àmbit dental a causa de les seues propietats mecàniques, biocompatibilidad, característiques estètiques i durabilitat. Per a poder aprofitar les altes propietats mecàniques de la circona, és necessari estabilitzar-la en la seua fase tetragonal. Els materials de circona policristalina estabilitzada amb itria (Y-TZP) es consoliden normalment mitjançant processos energèticament intensius a altes temperatures (>1000 °C). Actualment, s'estan desenvolupant tècniques basades en mètodes no convencionals per a reduir el temps i el consum energètic en el processament de la pols ceràmicas. La sinterització per microones té per objectiu la densificació completa mitjançant la utilització de mecanismes d'escalfament basats en les propietats dielèctriques del material. L'objectiu principal d'aquesta tesi és l'obtenció de materials dentals de Y-TZP altament densos mitjançant la sinterització per microones amb propietats mecàniques i microestructurals superiors a les obtingudes per mètodes convencionals. En primer lloc, els materials seràn caracteritzats per a determinar si les propietats finals compleixen amb els requisits mecànics per a aplicacions dentals. En segon lloc, s'investigarà la influència de la sinterització per microones en la degradació hidrotèrmica, un fenomen espontani d'envelliment que afecta als materials de circona en condicions d'humitat. I en tercer lloc, s'avaluarà el comportament en condicions de desgast fretting dels materials sinteritzats per a determinar la seua durabilitat. Les conclusions principals indiquen que la sinterització per microones permet la consolidació adequada i millorada de materials de Y-TZP, amb una microestructura més fina a causa dels temps més curts de processament i propietats mecàniques comparables a les de materials obtinguts mitjançant el mètode convencional, fins i tot a temperatures més baixes. Un factor positiu ha sigut la major resistència a la degradació hidrotèrmica en materials sinteritzats per microones. A més, al emprar temperatures més baixes es redueix la presència de fase cúbica, la qual és la responsable de la desestabilització de grans adjacents de fase tetragonal. Finalment, sota condicions de desgast fretting, s'han observat taxes de desgast similars entre materials sinteritzats per microones i via convencional. Addicionalment, en condicions de 100% d'humitat es pot reduir substancialment la pèrdua de volum de desgast a causa de l'efecte lubrificant de l'aigua i materials degradats, els quals poden augmentar la resistència a aquest tipus de desgast com a conseqüència de la formació d'una capa protectora de material que es desprèn amb més facilitat. En general, la sinterització per microones és una alternativa molt interessant per a obtindre materials dentals Y-TZP òptims i amb certes avantatges sobre els mètodes convencionals, però han de considerar-se també algunes desavantatges d'aquesta tècnica. / Presenda Barrera, Á. (2016). ADVANCED CERAMIC MATERIALS FOR DENTAL APPLICATIONS SINTERED BY MICROWAVE HEATING [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/68510 / TESIS

"Development of new ecologic materials from renewable polymer matrices and Posidonia oceanica seaweed reinforcements" The main focus of this doctoral thesis is upgrading of aquatic plant wastes from Posidonia oceanica by using them as reinforcement in combination with several polymer matrices from renewable resources. Posidonia oceanica is an endemic aquatic plant from the Mediterranea Sea that contributes, in a great extent, to the conservation of the coast. Posidonia oceanica plants are anchored to the seabed and this protects it from the erosion effects. Nevertheless, the aggressive conditions typical of marine storms, cause the total or partial pull out of these plats that, due to their lightness, are dragged toward the beaches where they accumulate as organic waste. These wastes are responsible for a high visual impact. By taking into account that turism is one of the most relevant industries in the Mediterranean coast, public organisms are forced to remove these wastes with the main aim of obtaining quality seals such as the "Blue Flag" that bring international turism. Currently, these wastes are removed and deposited into controlled landfills, among other solutions. This doctoral thesis offers several alternatives to upgrade these wastes by using them as reinforcement/fillers into different polymeric matrices. With this focus, a new series of high environmental efficiency materials are proposed. Upgrading is addressed from different standpoints. On one hand, high Posidonia oceanica panels are obtained by thermocompression with different biobased binders or adhesives such as gluten protein and epoxy resins derived from vegetable oils. With this approach, high density particleboards with high Posidonia oceanica content (over 70% by weight) are manufactured by hot press moulding. Another approach is the development of wood like composites, WPC (Wood Plastic composites) or NFRP (Natural Fiber Reinforced Plastics) by using these natural wastes as reinforcements in a biobased polyethylene matrix obtained from ethanol derived from sugarcane biodiesel industry. Manufacturing of these materials by conventional injection moulding is feasible and allows a fiber content of about 40% by weight with interesting surface finish which are able to substitute wood in some applications. The last approach is based on the aggregation of Posidonia oceanica fibers with renewable polyurethane polymers, by using thermocompression processes with potential applications as thermal and sound insulation. In general, the obtained results for the different materials in terms of mechanical, therma, etc. properties, widens the use of these wastes with a new series of high environmental friendly products with interesting possibilities in several technological sectors. Simultaneously, the herein developed materials contribute to give a new solution to these wastes management. / "Desarrollo de nuevos materiales ecológicos basados en matrices poliméricas de origen renovable y refuerzos de alga de Posidonia oceanica" El objetivo central de esta tesis doctoral es la revalorización de residuos de plantas acuáticas de Posidonia oceanica mediante su incorporación como material de refuerzo en combinación con diferentes matrices poliméricas de origen renovable. La Posidonia oceanica es una especie endémica del mar Mediterráneo que contribuye, en gran medida, a la conservación del litoral ya que su anclaje en el lecho marino, impide la erosión del mismo. No obstante, las intensas condiciones que se dan en las tormentas, provocan el arranque total o parcial de estas plantas que debido a su ligereza son arrastradas hacia las playas donde se depositan en forma de residuos. Estos residuos generan un impacto visual importante. Considerando que el turismo es una de las industrias importantes en la costa Mediterránea, los organismos públicos se ven obligados a retirar estos residuos para conseguir sellos de calidad tales como la "Bandera Azul" que atraen turismo internacional. Actualmente, los residuos se retiran y se depositan en vertederos controlados, entre otras acciones. Esta tesis ofrece diversas alternativas para revalorizar estos residuos a través de su incorporación en diversas matrices poliméricas para dar lugar a una serie de materiales de alto rendimiento medioambiental. La revalorización se aborda desde diversos puntos de vista. Por un lado, se trabaja en estructuras de paneles de alto contenido en residuo de Posidonia oceanica utilizando como adhesivos o ligantes, matrices de alto contenido renovable, entre las que se considera la proteína de gluten y las resinas de tipo epoxi derivadas de aceites vegetales. Con estos planteamientos, se consiguen tableros densos mediante procesos de termocompresión con altos contenidos en residuo (superior a 70% en peso). Otro de los planteamientos con los que se aborda la investigación es el desarrollo de compuestos que imitan la madera WPCs (Wood Plastic composites) o NFRP (Natural Fiber Reinforced Plastics) con la incorporación de fibras derivadas de estos residuos en matrices poliméricas obtenidas a partir de recursos renovables como es el caso del biopolietileno obtenido a partir del etanol generado en la industria del biodiesel a partir de la caña de azúcar. El procesado por inyección de estos materiales es factible y permite contenidos en fibra en torno al 40% en peso con unos acabados superficiales interesantes para substituir a productos de madera. Finalmente, se realiza un cuarto planteamiento centrado en el desarrollo de estructuras basadas en residuos de Posidonia oceanica aglomerados con poliuretanos de origen renovable, procesados por termocompresión, para aplicaciones en aislamiento térmico y acústico. Globalmente, los resultados obtenidos con los diversos materiales desarrollados, a nivel de propiedades mecánicas, térmicas, etc. abren las puertas a un nuevo grupo de productos, respetuosos con el medio ambiente, y con interesantes posibilidades en diversos sectores tecnológicos, al mismo tiempo que se da una solución alternativa en la gestión de estos residuos. / "Desenvolupament de nous materials ecològics basats en matrius polimèriques d'origen renovable i reforços d'algues de Posidonia oceanica" L'objectiu central d'aquesta tesi doctoral és la revalorització de residus de plantes aquàtiques de Posidonia oceanica mitjançant la seua incorporació com a material de reforç amb combinació amb diferents matrius polimèriques d'origen renovable. La Posidonia oceanica és una espècie endémica de la Mediterrània que contribueix, en gran mesura, a la conservació del litoral ja que el seu ancoratge al llit marí, impedix l'erosió d'aquest. No obstant això, les intenses condicions que es donen durant les tempestes, provoca l'arrancada total o parcial d'aquestes plantes que, com a conseqüència de la seua lleugeresa són arrossegades fins les platges on es depositen en forma de residus. Aquests residus generen un gran impacte visual. Si es considera que el turisme és una de les indústries més importants a la costa Mediterrània, els organismes públics, es veuen forçats a retirar aquests residus per tal d'aconseguir els segells de qualitat como ara la "Bandera Blava" que atrauen turisme internacional. Actualment, aquests residus es retiren i es depositen en abocadors controlats, entre d'altres opcions. Aquesta tesi ofereix diverses alternatives per tal de revaloritzar aquests residus a través de la seua incorporació en diferents matrius polimèriques per tal de donar lloc a una sèrie de materials amb alt rendiment mediambiental. La revalorització s'aborda desde diferents punts de vista. Per un lloc, es treballa en estructures de panells amb un alt contingut en Posidonia oceanica utilitzant com adhesius o lligats, matrius d'alt contenigut renovable, com ara la proteína de gluten i les resines de tipus epoxi derivades d'olis vegetals. Amb aquests plantejaments, s'aconsegueixen taulells d'alta densitat fabricats per termocompressió amb alts continguts de residu (superior a 70% en pes). Altre dels plantejaments amb què s'aborda aquesta investigació és el desenvolupament de compostos que imiten la madera, WPC (Wood Plastic composites) o NFRP (Natural Fiber Reinforced Plastics) amb la incorporació de fibres derivades d'aquests residus en matrius polimèriques obtingudes de l'etanol generat en la industria del biodiesel a partir de la canya de sucre. El processat per injecció d'aquests materials és factible i permet continguts de fibra al voltant del 40% en pes amb uns acabats superficials interessants per tal de substituir certs productes de madera. Finalment, es realitza un quart plantejament basat en residus de Posidonia oceanica aglomerats amb poliuretans d'origen renovable, processats per termocompressió, per a aplicacions en aïllament tèrmic i acústic. De forma global, els resultats obtinguts amb els diferents materials desenvolupats, a nivel de propietats mecàniques, tèrmiques, etc. obrin les portes a un nou grup de productes, respetuosos amb el medi ambient, i amb interessants possibilitats en diversos sectors tecnològics, al mateix temps que es dona una solució alternativa en la gestió d'aquests residus. / Ferrero Penadés, B. (2017). "Desarrollo de nuevos materiales ecológicos basados en matrices poliméricas de origen renovable y refuerzos de alga de Posidonia Oceánica" [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/86283 / TESIS

Alumina (Al2O3) matrix nanocomposites reinforced with a second nanometric phase have better mechanical properties, especially of hardness, fracture toughness and wear resistance compared to the monolithic alumina material. On the other hand, niobium carbide (NbC), as a second phase reinforcement, has properties that make it an ideal material for Al2O3 matrix ceramics, such as high melting temperature, high hardness, low chemical reactivity and a coeffi-cient of thermal expansion similar to the material of Al2O3, thus avoiding the appearance of cracks that diminish the resistance of the material. Currently, the largest reserves of niobium are in Brazil and the study on their use is a very important milestone for the country. Therefore, the aim of this thesis is to obtain and character-ize Al2O3 matrix nanocomposites with a second phase of 5% of vol-ume of NbC nanoparticles obtained by reactive high-energy milling, using conventional sintering, Spark Plasma Sintering (SPS) and Microwave. For this, the nanometric precursor powders of Al2O3-NbC were obtained reactive high-energy milling in SPEX mill, were sub-sequently deagglomerated, leached with hydrochloric acid, added to the Al2O3 matrix in the proportion of 5% of volume and dried under air flow. Powders of Al2O3-5vol.% NbC were sintered by different methods: conventional under an argon atmosphere, microwave and SPS using different temperatures. The precursor powders were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron micros-copy (SEM) and particle size measurement. Conventional and SPS sintered nanocomposites were characterized microstructurally, the bulk density and hardness was studied by nanoindentation. SPS sintered nanocomposites were characterized with respect to Young's modulus by nanoindentation, fracture toughness and flex-ural strength. On the other hand, conventionally sintered and SPS nanocomposites were characterized with respect to wear resistance by the pin-on-disc technique, using WC-6% Co spheres with loads 30 and 60 N and Al2O3 spheres with loads 15 and 30 N. The results show that reactive high-energy milling has been complete and effi-cient in obtaining nanometric powders with crystallite sizes of 9.1 and 9.66 nm for Al2O3 and NbC, respectively. In addition, the deag-glomeration, after the reactive high-energy milling process, was ef-fective in the dispersion of the NbC inclusions in the Al2O3 matrix. However, it has not been possible to obtain high density Al2O3-5vol.% NbC nanocomposites using conventional sintering and mi-crowave sintering processes. In the sintering process by SPS, the nanocomposites presented high densities, close to the theoretical and, consequently, better hardness and resistance to wear com-pared to the materials obtained in a conventional furnace. The re-sults corresponding to the wear resistance have confirmed that this property is influenced by several factors such as the sintering meth-od and temperature, the spheres used as counter-material and the loads applied during the test. The final results indicated that the Al2O3-5vol.% NbC nanocomposites obtained by SPS have a great potential for the different industrial applications, which require mate-rials of high mechanical and wear performance. / Los nanocomposites de matriz alúmina (Al2O3) reforzados con una segunda fase nanométrica presentan mejores propiedades mecáni-cas, especialmente de dureza, tenacidad a la fractura y resistencia al desgaste, en comparación con el material monolítico de alúmina. Por otra parte, el carburo de niobio (NbC), como refuerzo de segun-da fase, presenta propiedades que lo convierten en un material ideal para las cerámicas de matriz Al2O3, tales como alta temperatura de fusión, alta dureza, baja reactividad química y un coeficiente de expansión térmica similar al material de Al2O3, evitando así la apari-ción de grietas que disminuyen la resistencia del material. Actual-mente, las mayores reservas de niobio se encuentran en Brasil y el estudio sobre su uso es un hito muy importante para el país. Por lo tanto, el objetivo de esta tesis es obtener y caracterizar nanocompo-sites de matriz de Al2O3 con una segunda fase del 5% en volumen de nanopartículas de NbC obtenidos por molienda reactiva de alta energía, y utilizando la sinterización convencional, Spark Plasma Sintering (SPS) y microondas. Para ello, los nanométricos polvos precursores de Al2O3-NbC fueron obtenidos mediante molienda reactiva de alta energía en molino SPEX, desaglomerados, lixivia-dos con ácido clorhídrico, añadidos a la matriz de Al2O3 en la pro-porción de 5% en volumen y secado bajo flujo de aire. Los polvos de Al2O3-5vol.%NbC fueron sinterizados por diferentes métodos: con-vencional bajo una atmósfera de argón, microondas y SPS usando diferentes temperaturas. Los polvos precursores se caracterizaron por difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de barrido (SEM) y la medición del tamaño de partícula. Los nanocomposites sinterizados convencionalmente y mediante SPS se caracterizaron microestructuralmente, se estudió la densidad aparente y la dureza por nanoindentación. Los nanocomposites sinterizados mediante SPS fueron caracterizados respecto el módulo de Young por nano-indentación, la tenacidad a la fractura y la resistencia a la flexión. Por otra parte, los nanocomposites sinterizados convencionalmente y mediante SPS fueron caracterizados respecto a resistencia al desgaste mediante la técnica de pin-on-disc, utilizando esferas de WC-6%Co con cargas 30 y 60 N y esferas de Al2O3 con cargas 15 y 30 N. Los resultados muestran que la molienda reactiva de alta energía ha sido completa y eficaz en la obtención de polvos nano-métricos con tamaños de cristalito de 9,1 y 9,66 nm para la Al2O3 y NbC, respectivamente. Además, la desaglomeración, después del proceso de molienda reactiva de alta energía, fue eficaz en la dis-persión de las inclusiones de NbC en la matriz de Al2O3. Sin embar-go, no ha sido posible obtener nanocomposites de Al2O3-5vol.%NbC con alta densidad usando procesos de sinterización convencional y microondas. En el proceso de sinterización mediante SPS, los nanocomposites presentaron altas densidades, cercanas a la teóri-ca y, en consecuencia, mejor dureza y resistencia al desgaste en comparación con los materiales obtenidos en un horno convencio-nal. Los resultados correspondientes a la resistencia al desgaste han confirmado que esta propiedad está influenciada por varios fac-tores tales como el método y temperatura de sinterización, las esfe-ras utilizadas como contramaterial y las cargas aplicadas durante el test. Los resultados finales indicaron que los nanocomposites de Al2O3-5vol.%NbC obtenidos mediante SPS tienen un gran potencial para las distintas aplicaciones industriales, las cuales requieren ma-teriales de alto rendimiento mecánico y al desgaste. / Els nanocomposites de matriu alúmina (Al2O3) reforçats amb una segona fase nanométrica presenten millors propietats mecàniques, especialment de duresa, tenacitat a la fractura i resistència al desgast, en comparació amb el material monolític d'alúmina. D'altra banda, el carbur de niobi (NbC), com a reforç de segona fase, presenta propietats que ho convertixen en un material ideal per a les ceràmiques de matriu Al2O3, com és l'alta temperatura de fusió, alta duresa, baixa reactivitat química i un coeficient d'expansió tèrmica semblant al material d'Al2O3, evitant així l'aparició de clavills que disminuïxen la resistència del material. Actualment, les majors reserves de niobi es troben a Brasil i l'estudi sobre el seu ús és una fita molt important per al país. Per tant, l'objectiu d'esta tesi és obtindre i caracteritzar nanocomposites de matriu d'Al2O3 amb una segona fase del 5% en volum de nanopartículas de NbC obtinguts per mòlta reactiva d'alta energia, i utilitzant la sinterització convencional, Spark Plasma Sintering (SPS) i microones. Per a això, les pols precursores d'Al2O3-NbC van ser obtinguts per mitjà de mòlta reactiva d'alta energia en molí SPEX, desaglomerats, lixiviats amb àcid clorhídric, afegits a la matriu d'Al2O3 en la proporció de 5% en volum i assecat baix flux d'aire. Les pols d'Al2O3-5vol.%NbC van ser sinteritzats per diferents mètodes: convencional davall una atmosfera d'argó, microones i SPS usant diferents temperatures. Les pols precursores es van caracteritzar per difracció de rajos X (XRD), microscòpia electrònica d'agranat (SEM) i el mesurament de la grandària de partícula. Els nanocomposites sinteritzats convencionalment i per mitjà de SPS es van caracteritzar microestructuralment, es va estudiar la densitat aparent, i la duresa es van estudiar per nanoindentació. Els nanocomposites sinteritzats per mitjà de SPS es van caracteritzar el mòdul de Young es van estudiar per nanoindentació, la tenacitat a la fractura i la resistència a la flexió. D'altra banda, els nanocomposites sinteritzats convencionalment i per mitjà de SPS van ser caracteritzats respecte a resistència al desgast per mitjà de la tècnica de pin-on-disc, utilitzant esferes de WC-6%Co amb càrregues 30 i 60 N i esferes d'Al2O3 amb càrregues 15 i 30 N. Els resultats mostren que la mòlta reactiva d'alta energia ha sigut completa i eficaç en l'obtenció de pols nanométrics amb grandàries de cristalit de 9,1 i 9,66 nm per a l'Al2O3 i NbC, respectivament. A més, la desaglomeració, després del procés de mòlta reactiva d'alta energia, va ser eficaç en la dispersió de les inclusions de NbC en la matriu d'Al2O3. No obstant això, no ha sigut possible obtindre nanocomposites d'Al2O3-5vol.%NbC amb alta densitat usant processos de sinterització convencionals i microones. En el procés de sinterització per mitjà de SPS, els nanocomposites van presentar altes densitats, pròximes a la teòrica i, en conseqüència, millor duresa i resistència al desgast en comparació amb els materials obtinguts en un forn convencional. Els resultats corresponents a la resistència al desgast han confirmat que esta propietat està influenciada per diversos factors com ara el mètode i temperatura de sinterització, les esferes utilitzades com contramaterial i les càrregues aplicades durant el test. Els resultats finals van indicar que els nanocomposites d'Al2O3-5vol.%NbC obtinguts per mitjà de SPS tenen un gran potencial per a les distintes aplicacions industrials, les quals requerixen materials d'alt rendiment mecànic i al desgast. / Ribeiro Rodrigues Alecrim, L. (2017). DESENVOLVIMENTO DE NANOCOMPÓSITOS DE ALUMINA-CARBETO DE NIÓBIO POR SINTERIZAÇÃO NÃO-CONVENCIONAL [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90395 / TESIS

The main aim of this work id to provide integral methods to predict and characterize the properties of composite structures based on hybrid polymers and reinforcements, that could lead to useful results from an industrial point of view. This is addressed, if possible, by theoretical predictions of the effective properties by using the available experimental data. The first part is focused on the scientific achievements of the author that allowed a quantitative characterization of the main effective properties of several composite architectures from hybrid polymers and reinforcements, based on bio matrices, tailor-made matrices and different theoretical and simulation methods using computer software to allow good comparison. The second part defines the future research lines to continue this initial investigation. The main objectives are clearly defined to give the reader a sound background with the appropriate concepts that are specifically discussed in the following chapters. As a main objective, this research work makes a first attempt to provide a systematic analysis and prediction of composite hybrid structures. / El objetivo general del trabajo es proporcionar medios integrales para predecir y caracterizar las propiedades de las estructuras de compuestos basados en polímeros y refuerzos híbridos, principales que pueden producir resultados de utilidad práctica simultáneamente. Esto se logra comparando, siempre que sea posible, las predicciones teóricas de las propiedades efectivas con los datos experimentales disponibles. Una primera parte se ocupa de los logros científicos del autor que permitieron caracterizar cuantitativamente las principales propiedades efectivas de las arquitecturas de compuestos basados en polímeros y refuerzos híbridos, basados en matrices bio, auto-desarrollados y diferentes métodos teóricos y de simulación por ordenador utilizados para la comparación. La segunda parte identifica las orientaciones futuras para la evolución y desarrollo de la ciencia y la investigación. Los objetivos generales fueron subrayados y concisos para dar al lector una visión previa de los conceptos que serán discutidos específicamente en los siguientes capítulos. Indirectamente, apuntan hacia uno de los objetivos principales de este trabajo, a saber, proporcionar una dirección para el análisis sistemático de materiales compuestos a base de refuerzos híbridos. / L'objectiu general d'aquest treball es proporcionar els mitjos integrals per tal de predir i caracteritzar les propietats d'estructures de compòsits basats en polímers i reforçaments híbrids, que poden produir resultats amb utilitat pràctica simultàniament. Aquest objectiu s'aconsegueix comparant, sempre que és possible, les prediccions teòriques de les propietats efectives amb les dades experimentals disponibles. Una primera part es centra en els temes científics en què ha treballat l'autor que han permès caracteritzar quantitativament les principals propietats efectives de les arquitectures de compòsits basades en polímers i reforçaments híbrids, derivats de matrius bio, auto-desenvolupats i diferents mètodes teòrics i de simulació informàtica per a una correcta comparació. La segona part identifica les orientacions futures per tal d'establir l'evolució i desenvolupament de la ciència i investigació lligada a la temàtica de la tesi. Els objectius generals han sigut clarament definits per tal de donar-li al lector una visió prèvia i sòlida dels conceptes que es discuteixen en capítols venidors. Indirectament, apunten cap a un dels objectius principals d'aquest treball, a saber, proporcionar una direcció per a l'anàlisi sistemàtica de materials compòsits a base de polímers i reforçaments híbrids. / Motoc, D. (2017). Development of green composites based on epoxidized vegetable oils (EVOs) with hybrid reinforcements: natural and inorganic fibers [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90399 / TESIS

[ES] Se realiza un estudio de materiales innovadores elaborados a partir de refuerzos de fibras celulósicas y matriz biodegradable denominados "green composites". Estos materiales compuestos suponen un impacto mínimo al medio ambiente, pudiendo ser reciclados o biodegradables al final de su vida útil. Los materiales compuestos elaborados están formados por fibras de refuerzo de yute, cáñamo, lino y coco junto con una resina biodegradable que formará la matriz del composite. Los estudios se realizan a nivel de láminas y de laminados en forma de multicapas tipo sándwich, obteniendo sus principales propiedades mecánicas. El proceso de fabricación para la obtención de las diferentes láminas y laminados de material compuesto se realiza por el proceso de infusión de resina. También se realiza un estudio paralelo con materiales composites elaborados con los mismos refuerzos, pero empleando como fase matriz resina de poliéster. Este estudio tiene la finalidad de comparar los resultados obtenidos con la matriz termoestable más utilizada a nivel industrial. Los composites obtenidos tras el proceso de infusión y curado se analizarán de forma experimental mediante análisis estáticos y dinámicos con la finalidad de obtener las principales características mecánicas, físicas, y las frecuencias naturales de resonancia. Se realizan análisis con diversos programas informáticos con el fin de verificar los resultados obtenidos. Se analizan los composites acústicamente mediante la cámara de transmisión a escala que permitirá obtener valores de absorción sonora y pérdidas por transmisión. Para que los composites se consideren materiales absorbentes acústicos a ruido aéreo, será necesario añadir como material absorbente una lámina de lana de oveja que presente una alternativa medioambiental a las lanas de roca. Se analizarán las combinaciones tipo sándwich formadas por diferentes capas de fibra y tejido con los diferentes tipos de matrices. En una segunda fase del análisis se realizará una comparativa entre las distintas combinaciones tipo sándwich (materiales compuestos con bioresina - resina de poliéster) y placas de yeso laminado, con el fin de obtener las combinaciones con mayor aislamiento acústico al ruido aéreo. Para finalizar se realiza un estudio de costes y comparativas de rigidez entre las láminas de composite y las placas de yeso laminado. Los materiales elaborados en este estudio tienen la finalidad de convertirse en futuros materiales acústicos con aplicaciones en edificación o para barreras acústicas en la construcción. / [CAT] Es realitza un estudi de materials innovadors elaborats a partir de reforços de fibres cel¿lulòsiques i matriu biodegradable denominats "green composites". Aquests materials compostos suposen un impacte mínim per al medi ambient, podent ser reciclats o biodegradables al final de la seva vida útil. Els materials compostos elaborats estan formats per fibres de reforç de jute, cànem, lli i coco juntament amb una resina biodegradable que formarà la matriu del composite. Els estudis es realitzen a nivell de làmines i de laminats en forma de multicapes tipus sandvitx, obtenint les seues principals propietats mecàniques. El procés de fabricació per a l'obtenció de les diferents làmines i laminats de material compost es realitza pel procés d'infusió de resina. També es realitza un estudi paral¿lel amb materials composites elaborats amb els mateixos reforços, però emprant com a fase matriu resina de polièster. Aquest estudi té la finalitat de comparar els resultats obtinguts amb la matriu termostable més utilitzada a nivell industrial. Els composites obtinguts després del procés d'infusió i curat s'analitzaran de forma experimental mitjançant anàlisi estàtics i dinàmics amb la finalitat d'obtenir les principals característiques mecàniques i físiques, així com les freqüències naturals de vibració. Es realitzen anàlisis amb diversos programes informàtics per tal de verificar els resultats obtinguts. S'analitzen els composites acústicament mitjançant les càmbres de transmissió a escala que permetrà obtenir els valors d'absorció acústica i de pèrdues per transmissió. Perquè els composites es considerin materials absorbents acústics a soroll aeri, caldrà afegir com a material absorbent una làmina de llana d'ovella que presenti una alternativa mediambiental a les llanes de roca. S'analitzaran les combinacions tipus sandwich formades per diferents capes de fibra i teixit amb els diferents tipus de matrius. En una segona fase de l'anàlisi es realitzarà una comparativa entre les diferents combinacions tipus sandvitx (materials compostos amb bioresina - resina de polièster) i plaques de guix laminat, amb la finalitat d'obtenir les combinacions amb major aïllament acústic al soroll aeri. Per finalitzar es realitza un estudi de costos i comparatives de rigidesa entre les làmines de composite i les plaques de guix laminat. Els materials elaborats en aquest estudi tenen la finalitat de convertir-se en futurs materials acústics per a aplicacions en edificació o per a barreres acústiques en la construcció. / [EN] A study of innovative materials made from cellulose fiber reinforcements and biodegradable matrix has been conducted; these materials are called "green composites". These composite materials reduce the environmental impact and can be recycled or biodegraded at the end of their life span. The composite materials are constituted by reinforcing fibers of jute, hemp, linen and coconut with a biodegradable resin that will form the matrix of the composite. The analyses have been carried out at the level of layers and laminates in the form of multilayer sandwiches, obtaining their main mechanical properties. The manufacturing process for the different layers and laminates of composite material is the resin infusion process. A parallel study with composite materials made with the same reinforcements but using a matrix of polyester resin is also conducted. The purpose of this study is to compare the results obtained with the thermostable matrix mostly used in industry. The composites obtained after the infusion process are analyzed experimentally by static and dynamic analysis in order to obtain their mechanical and physical properties and their natural resonant frequencies. The results are verified through different numerical software. The composites are analyzed acoustically by the transmission chamber at scale that allows obtaining the sound absorption and transmission loss values. For the composites to be considered sound absorbing materials to airborne noise, it will be necessary to add an absorbent material, like a layer of sheep wool that presents an environmental alternative to rockwool. The sandwich combinations formed by different layers of fiber and fabric with the two types of matrices have been analyzed. In a second stage of the analysis, a comparison will be made between the different sandwich combinations (composite materials with bioresin and polyester resin) and laminated plaster boards, in order to know which material presents the highest acoustic insulation to airborne noise. Finally, a study of the cost and an evaluation of the stiffness between composite layers and laminated plaster boards is carried out. The materials analyzed in this study are intended to become future acoustic materials with applications in buildings or as acoustic barriers. / Fontoba Ferrándiz, J. (2019). Caracterización mecánico-acústica de nuevos materiales Eco-Composites para soluciones constructivas [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/124815 / TESIS