Mechanical properties of materials at microscale

La caracterización mecánica es junto con la microestructural uno de los pilares en los que se sustenta la Ciencia e Ingeniería de Materiales. Este laboratorio comenzó su actividad investigadora hace casi 50 años, siendo uno de los pioneros, y por tanto de los de mayor experiencia en el ámbito nacional. La gran cantidad de técnicas disponibles en el Laboratorio de Ensayos Mecánicos del CENIM, permite realizar la mayoría de las caracterizaciones necesarias para los grupos de investigación del CENIM, y de otros centros tanto del CSIC como de otros OPIS nacionales y empresas. Se realizan de forma habitual los siguientes ensayos: a) Resistencia a la tracción/compresión. b) Resistencia a la flexión. c) Determinación del comportamiento en fatiga. d) Dureza Vickers, Rockwell y Brinell. e) Determinación de la tenacidad a la fractura. f) Determinación de la resiliencia. g) Determinación de la resistencia al desgaste. h) Determinación de las características mecánicas en la escala micrométrica.

Determinación de las propiedades físicas y química de poliolefinas. Caracterización mediante DSC, RX, ATR-IR, ensayos de esfuerzo-deformación. Análisis de aditivos orgánicos en materiales polímeros.

Las técnicas disponibles en el Laboratorio de Ensayos Mecánicos del ICV permite realizar la mayoría de las caracterizaciones necesarias para los grupos de investigación del ICV, y de otros centros tanto del CSIC como de otros OPIS nacionales y empresas. Se realizan de forma habitual los siguientes ensayos. Resistencia a la tracción, resistencia a la compresión, resistencia a la flexión a temperatura ambiente y a alta temperatura y ensayo de fractura estable (Flexión-CMOD). El Laboratorio de ensayos mecánicos también posee equipos para determinar la dureza superficial mediante micro y nanoindentación así como ensayos de rayado. Por último, también posee equipamiento para la determiancion del desgaste.

El nanoindentador KLA G200x permite la evaluación de las propiedades mecánicas en la nanoescala (dureza, módulo de Young) lo cual resulta fundamental para recubrimientos y tratamiento superficiales, obviando la contribución del sustrato. La técnica CSM (Continuous Stiffness Measurement) permite una medida continua de la rigidez en función de la penetración o frecuencia. Se trata de una herramienta muy útil no sólo para materiales rígidos como los metales, cerámicas o aleaciones sino también para materiales con comportamiento dependiente del tiempo como polímeros, compuestos o biomédicos. El equipo cuenta con dos cabezales (baja carga y alta carga) que permite barrer rangos de cargas de hasta 50 y 500 mN, respectivamente. El servicio incluye la posibilidad de realizar una caracterización superficial por microscopía óptica confocal e interferométrica para conocer la topografía 3D y rugosidad iniciales y después de haber sido sometidas a ensayos mecánicos o tribológicos.

La misión del Servicio es prestar soporte y asesoramiento a los organismos públicos y privados que así lo soliciten. El servicio consta de tres divisiones: Caracterización de Superficies y recubrimientos: cuenta con un perfilómetro 3D óptico, un nano-indentador y un microscopio de sonda local, que, permiten realizar topografías de superficies, desde los milímetros a los nanómetros, así como estudios de propiedades elásticas y otras propiedades físicas en el rango de la nanoescala. Análisis Elemental: permite la determinación de la composición porcentual de carbono, hidrógeno, nitrógeno y azufre, de forma simultánea, de una muestra o compuesto en estado sólido o líquido. Análisis Térmico: estudia los cambios producidos en alguna propiedad del material en función de la temperatura. Cuenta con equipos de calorimetría diferencial de barrido (determinación de absorciones y emisiones de calor vs temperatura), y termogravimetría (determinación la variación de masa vs temperatura