Patente @ICV. Material cerámico de nitruro de silicio con función gradiente continua in situ, procedimiento de elaboración, propiedades y sus aplicaciones.


La presente invención se refiere a un material cerámico de nitruro de silicio que presenta un gradiente continuo en sus características microestructurales y en sus propiedades, desde un extremo al otro del componente cerámico. Se describe un método para la fabricación in situ de dichos materiales cerámicos con función gradiente a partir de una única composición homogénea de polvos cerámicos, compuesta por los polvos de partida de nitruro de silicio y sus aditivos de sinterización, creando un perfil de temperatura dentro del polvo cerámico compactado durante el proceso de sinterización utilizando la técnica de sinterización mediante descarga eléctrica (SPS).

Esas variaciones de temperatura se consiguen modificando las secciones de contacto entre los pistones y el molde colocados en el equipo de SPS, dando lugar a diferentes intensidades de corriente efectiva y, por tanto, de temperatura. La principal ventaja de este procedimiento es la fabricación in situ, esto es, en un sólo paso, del material gradiente, lo cual simplifica enormemente su transferencia a procesos de producción a gran escala. Además, el desarrollo de un gradiente continuo y no en capas reduciría la nucleación de tensiones en el interior del componente mejorando su fiabilidad bajo condiciones de operación. Estos materiales de nitruro de silicio con función gradiente pueden ser utilizados en aplicaciones tecnológicas donde se requiera simultáneamente un buen comportamiento termomecánico y tribológico, por ejemplo, herramientas de corte, válvulas, rodamientos y cojinetes. También pueden ser empleados como substratos donde exista un gradiente de porosidad y crecer nanotubos de carbono en su interior. Este dispositivo se puede utilizar como catalizador o membrana.

Inventores: Manuel Belmonte Cabanillas, Jesús González Julián, Pilar Miranzo López y Mª Isabel Osendi Miranda