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El procesamiento coloidal de materiales cerámicos permite mejorar las propiedades finales de los productos, reduciendo el número y tamaño de los defectos, y aumentando la reproducibilidad del proceso. Esto exige, por una parte, el adecuado conocimiento de los parámetros coloidequímicos y reológicos que rigen la estabilidad de la suspensión y, por otra, el control de las variables específicas de cada proceso de conformado. La técnica de colaje se ha utilizado tradicionalmente en la industria, dada su gran versatilidad, su bajo costo y la elevada uniformidad de las piezas así obtenidas. Sin embargo, el desarrollo industrial impone la búsqueda de nuevas técnicas de conformado capaces de aunar las ventajas del colaje (como la posibilidad de obtener piezas de forma casi final, con el fin de reducir o eliminar la etapa de mecanización) con las propias de otros procesos (como los de prensado), como son la reducción del ciclo de fabricación y la automatización del proceso. Esto ha impulsado el desarrollo de nuevos procesos de conformado en los que la manipulación de las propiedades coloidales de una suspensión permiten obtener piezas de forma casi neta. En este trabajo se muestran las bases de dichas técnicas y se discuten las tendencias actuales en el conformado coloidal de materiales cerámicos.

A través del presente trabajo, se han estudiado la obtención de diferentes disoluciones sólidas en la estructura granate de itrio y aluminio, Y3Al5O12 (YAG) sintetizadas vía Pechini y la posibilidad de modificar la intensidad del campo cristalino, Do, que actúa sobre el ion Cr(III), como agente cromóforo, mediante la introducción de cationes divalentes (Mn(II) y Mg(II)) y tetravalentes (Ce(IV), Zr(IV) y Sn(IV)). Los resultados alcanzados han posibilitado comprender que con la introducción de los iones divalentes, éstos no han sido suficientes para intensificar dicho campo del Cr(III), ya que estabilizan al ion Cr(IV) y esto provoca distorsiones estructurales. Con la introducción de los iones tetravalentes, sí que se consigue intensificar el campo que actúa sobre el ion cromóforo, observándose la transición de la tonalidad verde, típica del Cr(III) en un campo débil, a una tonalidad roja, típica para el mismo ion en un campo fuerte. Sin embargo y a través de los estudios estructurales mediante difracción de rayos X, se ha observado que junto con el desarrollo de la estructura granate, disolución sólida, aparecen fases laterales de Y0,15Zr0,85O1,93 y Y2Sn2O7, esta última como fase pirocloro. Se ha comprobado la obtención de una tonalidad roja-violácea con la introducción de Cr(III) en dicha estructura pirocloro. Por último, se han probado las fases sintetizadas como pigmentos mediante la utilización de un vidriado (frita) transparente de naturaleza borácica, industrial. Los materiales que contienen estaño en su estructura han mostrado un buen poder pigmentante y estabilidad a 1080ºC.

Uno de los componentes principales de los engobes cerámicos es el material arcilloso, el cual confiere las propiedades adecuadas para llevar a cabo la correcta aplicación de la suspensión de engobe y permitir la obtención de una capa cruda con la apropiada resistencia mecánica y adherencia al soporte. En el presente trabajo se han realizado una serie de ensayos con el objeto de determinar cómo afecta el tipo y porcentaje de material arcilloso a las propiedades de las suspensiones de engobe (comportamiento reológico) y de las capas crudas obtenidas a partir de ellas (compacidad, adherencia y tiempo de secado superficial). Los materiales arcillosos ensayados han sido los utilizados habitualmente en la preparación de los engobes: arcilla blanca, caolín y bentonita. El análisis de los resultados obtenidos permite concluir que todas las características del engobe tenidas en cuenta varían considerablemente al modificar el tipo de material arcilloso. Se ha podido comprobar que dichas variaciones son debidas a cambios en el empaquetamiento de la capa cruda y en la plasticidad del engobe, que se producen al modificar el tipo de material arcilloso.

La incorporación de materiales de desecho en el ciclo productivo es una alternativa de interés en la industria moderna  que conduce tanto a un beneficio económico como a una considerable reducción del impacto sobre el medio ambiente. En este trabajo se comparan estudios realizados sobre la reutilización de diversos residuos: vidrio, aisladores eléctricos y cenizas volantes. Estos materiales fueron molidos y clasificados por tamaño de partículas para ser usados en la preparación de muestras representativas. Las diferentes etapas de tratamiento se establecieron según los procesos habituales de producción de la industria cerámica. Algunos de los polvos obtenidos se utilizaron sin aditivos, mientras que otros fueron mezclados en distintas proporciones con diversos componentes cerámicos con el fin de mejorar sus propiedades finales. Todos los compactos, obtenidos por prensado uniaxial de estos polvos, recibieron tratamientos térmicos adecuados a sus composiciones, para luego ser caracterizados por diversas técnicas entre las que se pueden mencionar: dilatometría, difracción de rayos X, porosidad, microdureza, microscopías óptica y electrónica de barrido y análisis por dispersión de energías. Del análisis de los resultados obtenidos en estos estudios, se concluyó que los materiales ensayados constituyen una potencial fuente de materia prima para la industria cerámica.

Se ha llevado a cabo un estudio para evaluar una nueva fórmula de pasta serigráifca desarrollada con el objetivo de  cambiar el proceso tradicional de molienda cuyo coste es más elevado y para reemplazar el vehículo serigráfico de molienda orgánico por uno acuoso. Las dos fórmulas, la nueva y la tradicional, se han comparado en función de sus propiedades reológicas. Las mediciones en régimen oscilatorio han resultado muy útiles para obtener las condiciones de molienda en laboratorio que mejor simularan las condiciones a nivel industrial.

Uno de los problemas que tiene la industria de pavimentos cerámicos es la rotura de piezas en la línea de producción. Una mejora en la resistencia mecánica de las piezas crudas permitiría una reducción de gastos y de materia prima, con el consiguiente aumento de producción a un menor coste, lo cual beneficiaría tanto a la industria como al consumidor final. Por
tanto, la evaluación de la resistencia mecánica de piezas crudas a partir de una población estadísticamente significativa es una tarea que contribuye a predecir la posible rotura frente a tensiones. Se han analizado dos tipos de pavimentos, gres rojo y gres blanco, y un soporte de revestimiento. Se ha estudiado el efecto de la presión de conformado de la pieza en la resistencia, observándose distinto comportamiento en función del tipo de pasta empleado. Los resultados se han interpretado utilizando el análisis estadístico de Weibull, determinando los módulos de Weibull de cada material en crudo.

En el presente trabajo se describe un método de obtención de recubrimientos de cobre sobre un cerámico tenaz como es la alúmina. Una de sus principales aplicaciones se encuentra en la industria electrónica, aunque también puede ser empleado como intermediario en la fabricación de uniones disimilares entre un metal y un cerámico mediante técnicas de unión en estado sólido o en soldadura fuerte reactiva. Se describen las condiciones óptimas de activación de la alúmina mediante sales de Ni, y la influencia que posee la preparación superficial de este substrato (Al2O3) sobre las capas de Cu obtenidas. Este proceso se realiza mediante reducción autocatalítica, habiéndose estudiado como influye la velocidad de deposición sobre la adherencia de la capa de cobre. También se realizaron estudios cinéticos del proceso de recubrimiento mediante ensayos gravimétricos y electroquímicos. Con el fin de obtener recubrimientos que tuvieran una elevada resistencia (adherencia) fue necesario aplicar tratamientos térmicos posteriores al metalizado. El principal objetivo fue que se estableciera una unión química entre la alúmina y el cobre, por formación de espinelas Al-Cu. Por este motivo, en el trabajo se describen igualmente estos aspectos de la investigación.

Los recubrimientos de SiO2 preparados mediante la técnica sol-gel, presentan una luminiscencia en la zona UV-Visible del espectro con un máximo centrado en torno a 3,4 eV (365 nm). El espectro de emisión puede descomponerse en dos bandas
de perfil gausiano, centradas en 3,35 eV (370 nm) y 3,0 eV (415 nm), respectivamente. El espectro de excitación correspondiente a esta emisión presenta una banda centrada en 3,85 eV (320 nm). Con objeto de clarificar el origen de esta luminiscencia se ha realizado el estudio según los precursores utilizados en la preparación de los recubrimientos y el efecto que los tratamientos térmicos de densificación tienen sobre la luminiscencia. Asimismo, se ha comprobado que la presencia de materia orgánica en los recubrimientos antes de ser densificados modifica las propiedades luminiscentes de los mismos. Por tanto, ciertas variaciones en el espectro de la luminiscencia podrían interpretarse como indicativas de un cierto cambio en el contenido de restos orgánicos en el recubrimiento, así como de posibles variaciones del contenido en exceso de oxígeno.

El posible uso del nitruro de silicio en el ámbito industrial se ve limitado por la dificultad y el coste que supone mecanizar geometrías complicadas. En el presente trabajo se estudia la posibilidad del uso de superaleaciones como interlámina de unión entre piezas de este material. Se han seleccionado tres superaleaciones con base niquel-cromo debido a su interés tecnológico. Las uniones se han llevado a cabo por termocompresión en vacío, utilizando varias presiones y temperaturas. Se ha realizado un estudio comparativo de las intercaras de unión en las tres aleaciones, analizando mediante microanálisis por energías dispersadas de Rayos X y microscopía electrónica de barrido las reacciones que tienen lugar.

La erosión iónica es el método más eficaz para la eliminación de la capa superficial de los substratos en su fase de  preparación para la deposición de recubrimientos en vacío. En el presente trabajo se describe la construcción y características de un acelerador Hall de la corriente eléctrica de abertura larga, diseñado para la limpieza, mediante erosión iónica, de superficies de substratos de vidrio, metal y plástico en forma de láminas con área extensa. Una de las ventajas del acelerador Hall es la posibilidad de uso de gases reactivos. El acelerador aquí descrito es capaz de trabajar con argón, oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono. Este acelerador tiene una forma de bucle muy alargado y, por tanto, dispone de una abertura larga (1400 mm en vertical). La potencia máxima del acelerador es de 10 kW. Se presenta la característica corriente-tensión del acelerador en atmósfera de argón que permite optimizar el régimen de limpieza por erosión, encontrando el máximo de potencia para la
descarga estable.

Es indudable que la gran competencia en todos los sectores industriales está obligando a las empresas a modificar sus hábitos de planificación y programación de la producción. El presente trabajo está centrado en el sector cerámico y pretende abordar desde el estudio de un caso real los problemas derivados de una incorrecta programación de la producción. Tras un repaso por las diferentes alternativas que existen para abordar un correcto control de la actividad productiva (PAC), se propone una heurística que aborda el problema de asignar y secuenciar diferentes y numerosas órdenes de fabricación en un sistema productivo que atiende a una configuración Flow-shop. Tras la adopción de la regla heurística y la experimentación mediante diferentes simulaciones, se aportan destacadas mejoras tanto en las reducciones de los tiempos de fabricación empleados como en la utilización de recursos materiales y humanos.