Aleación nanoestructurada de alta entropía FeAlNiCuCo: diseño, síntesis y caracterización

Programa de Doctorat en Enginyeria i Ciències Aplicades [spa] Durante los últimos años el estudio de las aleaciones de alta entropía, o high entropy alloys (HEA), ha sido un tema en auge. Las HEA presentan de cinco a más elementos en proporción equimolar y una microestructura de solución sólida. Aunque, la comunidad científica no ha llegado a una definición clara de cuáles son los criterios que deben cumplir estas aleaciones. Las aleaciones HEA presentan propiedades excelentes y sus óptimas características las están haciendo muy interesantes para aplicaciones estructurales en la industria aeronáutica, en aplicaciones relacionadas con la energía y en la industria química de la catálisis, entre otras. Gracias a la aleación mecánica (MA) es posible obtener soluciones sólidas de sistemas termodinámicamente inmiscibles y materiales nanoestructurados. Este método se ha empleado durante años para la producción de multitud de materiales y piezas de pulvimetalúrgia. Esta tesis doctoral plantea la síntesis de tres aleaciones HEA donde la proporción de los elementos no es equiatómica. Los elementos han sido Fe, Al, Ni, Cu y Co en diferentes proporciones. Las aleaciones convencionales de estos elementos muestran de por si propiedades sobresalientes y gran variedad de aplicaciones. La síntesis de la aleación FeAlNiCuCo pretende contribuir al debate de la obtención de una HEA con solución sólida, a pesar de que su proporción de elementos no sea equimolar. En el trabajo se plantea encontrar las condiciones óptimas de síntesis de estas nuevas aleaciones mediante MA y estudiar sus propiedades. Esta investigación parte de una primera etapa de búsqueda y evaluación de los parámetros que las hacen únicas. Se realiza un estudio bibliográfico de los indicadores termodinámicos que debe cumplir una HEA. También se evalúan las diferentes técnicas de síntesis utilizadas actualmente, considerando las ventajas y desventajas que presentan. La primera etapa de estudio bibliográfico ha permitido obtener toda la información necesaria para plantear un diseño de la aleación FeAlNiCuCo que cumpla con todos los parámetros termodinámicos fijados para la obtención de una solución sólida. Seguidamente, se ha decidido una síntesis con aleación mecánica. A continuación, se efectúa la síntesis de la aleación HEA y se optimizan las condiciones para la obtención de una solución sólida. Una segunda etapa de caracterización de las aleaciones ha permitido un estudio en profundidad de las aleaciones. La