Design, characterization and modeling of composites based on Fe50Mn30C010Cr10Bx (x=0 and 15 at%) with Cu/graphene for potential applications in self-lubrication
El proyecto propone diseñar y evaluar compósitos autolubricantes basados en la aleación Fe₅₀Mn₃₀Co₁₀Cr₁₀Bₓ (x = 0 y 15 at%) con adiciones de Cu y grafeno, buscando baja fricción y alta resistencia al desgaste por un efecto sinérgico mediante la formación de tribopelículas. Incluye la fabricación (molino + SPS/FAST), caracterización (SEM/DRX/Raman, etc.), ensayos tribológicos en un tribómetro dedicado y modelamiento por dinámica molecular y cálculos ab initio (VASP).
La fricción en sistemas mecánicos implica un costo energético enorme, estima que ~33% de la energía producida mundialmente se usa para vencer la fricción en sistemas en movimiento, lo que representa un gasto relevante para el sector industrial e impacto macroeconómico. Así, considerando que el desarrollo de materiales y componentes con propiedades antifricción y alta resistencia al desgaste constituye un punto clave para habilitar tecnologías más eficientes y ambientalmente responsables.
Desarrollar una nueva generación de HEAs autolubricantes (baja fricción y alta resistencia al desgaste) que mejoren eficiencia energética, sostenibilidad y desempeño en la industria chilena. Además, construir e implementar un tribómetro de fricción frontal para consolidar el laboratorio y habilitar investigación aplicada y transferencia tecnológica hacia el sector industrial. Por último, generar conocimiento mecanístico (tribocapas, reacciones triboquímicas) apoyado por caracterización avanzada y modelamiento (dinámica molecular y ab initio) para comprender y racionalizar el desempeño, integrando resultados experimentales y teóricos.