Infraestructuras científicas

Síntesis, procesado e integración de materiales

Aleaciones metálicas

• Técnicas de procesado en masa: colada por inducción y horno de arco, así como un simulador físico Gleeble, capaz de realizar laminado, extrusión, torsión, sinterizado, soldadura y solidificación rápida.
• Polvos fabricados mediante atomización con gas y molino mecánico. Tecnología SLM para fabricación aditiva de metales.

Materiales compuestos y nanocompuestos de base polimérica
• Moldeo por inyección: RTM resinas de moldeo por transferencia, VI infusión en vacío, RFI infusión y pultrusión de resina en film.
• Laminación de pre-impregnados utilizando bolsa de vacío en autoclave y pre-impregnados fuera de autoclave (OoA) o laminación por moldeo con platos calientes (<400°C).
• Equipos semi-industriales para compounding e inyección de termoplásticos por moldeo.
• Integración de nano-rellenos avanzados.

Nanomateriales
• Síntesis y modificación química de nanocarbonos, materiales inorgánicos, semiconductores nanoporosos, láminas delgadas, zeolitas y otros nanomateriales.
• Equipamiento de evaporación en atmósfera controlada, reactors de alta presión y sistemas in-house de deposición química mediante vapor.

Dispositivos de almacenamiento y conversion de energía
• Síntesis y caracterización de materiales nanoestructurados para electros para aplicaciones de almacenamiento de energía. Fabricación de electrodos compuestos e integrados en varios tipos de baterías recargables (Li-ion, Li-S, Li-O2, Na-ion, y baterías híbridas, etc.).
• Fabricación y ensayo de electrodos basados en nanocarbonos y su integración con electrolitos líquidos y sólidos para formar supercondensadores flexibles de gran área (> 100 cm2).
• Integración de funciones de almacenamiento energético en materiales compuestos estructurales.
• Fabricación (deposición en fase líquida, deposición física mediante vapor, hornos de sinterizado a alta temperatura y platos calientes) y caracterización (simulador solar, conversores de fotón incidente a corriente, espectroscopía de impedancia electroquímica y espectroscopía de intensidad modulada) de células solares híbridas y células solares orgánicas de lámina delgada.

Dispositivos de iluminación
• Fabricación y caracterización de diodos híbridos emisores de luz y dispositivos de iluminación basados en láminas delgadas.
• Sistema con 7 posiciones independientes con capacidad para medir luminosidad y cromaticidad en el tiempo via espectrofotómetros UV-VIS acoplados a esferas integradas.
• Estación para medir la distribución especial de luz y generación de temperatura con el tiempo con resolución micrométrica.
• Sistema para medición de dispositivos de iluminación de capa delgada utilizando distintos modos de polarización mientras se controla la luminiscencia y cromaticidad en el tiempo.
• Espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS).

Caracterización microestructural y química

• Microscopía 3D a diferentes escalas de tiempo, incluyendo tomografía de rayos-X, 3D-SEM, 3D-EDS y 3D-EBSD en el FIB y 3D-TEM y 3D-EDS en el TEM.
• Ensayos meánicos in-situ de muestras miniaturizadas en el tomógrafo de ratos-X, así como en el SEM y en el TEM.
• Estudios de procesado in-situ en el tomógrafo de ratos-X, tales como colada, infiltración y curado de materiales de base polimérica.
• Espectrofotómetro Raman.

Propiedades mecánicas

• Ensayos mecánicos de un amplio rango de materiales, utilizando máquinas electromecánicas e hidráulicas (ensayos cuasi-estáticos, dinámicos, de fractura y fatiga en un amplio rango de temperaturas).
• Caracterización de propiedades mecánicas a multiples escalas de longitude, incluyendo nanoindentación, compresión de micropilares, ensayos de micro tensión y micromecnánica de fracturas.
• Los ensayos se pueden realizer tanto ex-situ como in-situ en SEM, TEM y tomógrafo de ratos-X, incluyendo ensayos a temperatura elevada.

Simulación

• Técnicas de simulación a diferentes escalas (electrónica, atomística, mesoscópica y contínuo) para diseñar o mejorar materiales y componentes mediante ensayo virtual y procesado virtual.
• Cluster de cálculo de alto rendimiento (núcleos 600+ Intel Xeon CPU y aceleración mediante tarjetas NVIDIA GPU consiguiendo un poder computacional de 90 Tflops).
• Herramientas de simulación desarrolladas in-house.
• Herramientas de software comercial y de código abierto para modelado y simulación en ciencia e ingeniería de materiales (CALPHAD, DICTRA, Micress, Abaqus, LSDyna, PamCrash, LAMMPS, etc.).

Propiedades funcionales

Resistencia al fuego
• Ensayos rápidos de monitorización a escala de laboratorio (combustión calorimétrica a micro escala e índice de oxígeno).
• Calorimetría de doble cono y cámara de llama horizontal/vertical UL94.

Térmica
• DSC, TGA y análisis de conductividad térmica en disco caliente. Comportamiento términaco y propiedades mecánicas, DMA y reología.
• Dilatómetro de presión para medir cambios dimensionales.

Electroquímica
• Caracterización electroquímica de dispositivos de almacenamiento energético (Li-ion, Li-S, Li-O2, Na-ion, y baterías híbridas). Capacidad para ensayar de forma simultánea 100 baterías utilizando un sistema multicanal.

Servicios externos

IMDEA Materiales proporciona apoyo experimental para colaboradores académicos e industriales para la caracterización de muestras de distinta naturaleza a través de las siguientes técnicas:

Uso externo del TEM
Uso externo del Tomógrafo de Rayos-X