El objetivo principal de la tesis doctoral se centra en el diseño y estudio de nuevas aleaciones para fabricar imanes permanentes libres de tierras raras, los cuales sean robustos y sostenibles para aplicaciones emergentes de energía y movilidad.

Basados en la familia de los AlNiCo y mediante procesos de atomización convencionales y no-convencionales, se obtendrán polvos metálicos de novedosas composiciones gracias a la adición de ciertos elementos minoritarios, obteniéndose así materiales con propiedades magnéticas superiores a las actuales. Se realizará una caracterización en profundidad de los materiales atomizados y se analizará qué tratamientos térmicos permiten obtener las fases adecuadas que aporten al material de las características magnéticas buscadas mediante descomposición espinodal.

Será necesario diseñar un sistema de alineamiento acoplable a un horno para el proceso de orientación durante el enfriamiento de los materiales. Además, se emplearán técnicas de simulación mediante técnicas de Dinámica de Fluidos Computacional con el fin de colocar barreras físicas en el interior de la cámara de atomización o diseñar nuevos componentes que favorezcan la producción de partículas con una morfología diferente a la esférica.

Las principales tareas serán la siguientes:

• Revisión bibliográfica de los materiales y procesos necesarios para la obtención de los materiales magnéticos AlNiCo.


• Producción de diversas aleaciones base AlNiCo con la adición de elementos que mejoren la formación y distribución de las fases deseadas para la mejora de las propiedades magnéticas (ejemplo: Cu)


• Caracterización de los materiales atomizados desde el punto de vista de propiedades físicas.


• Tratamientos térmicos y caracterización de las fases y su microestructura (microscopía óptica, microscopía electrónica, Difracción de Rayos-X…)


• Caracterización magnética de los materiales obtenidos.


• Diseño sistema de alineamiento durante el proceso de enfriamiento.


• Entender el proceso de atomización con gas convencional que se emplea con la unidad de atomización de escala de laboratorio de CEIT, donde mayoritariamente se realizan atomizaciones empleándose atomizadores del tipo close-copuled.


• Entender el proceso de atomización con agua de alta presión (hasta 1000 bares y 69 l/min) desarrollado en CEIT con la unidad de atomización de escala de laboratorio.


• Simular flujos de gas y recorridos de las partículas en el interior de la cámara de atomización para proponer diseños de barreras físicas y su posición óptima con el fin de obtener partículas no esféricas que presenten una solidificación direccional.


• Diseñar, modelar computacionalmente y testar experimentalmente nuevos atomizadores de gas del tipo free-fall.


• Montaje y empleo del banco de ensayos para para escoger las configuraciones óptimas que permitan atomizar de una manera estable y controlada con los atomizadores del tipo free-fall.

Impacto del proyecto:

Las tecnologías de motores basadas en imanes permanentes han establecido una sólida posición en el mercado de vehículos eléctricos como la tecnología preferida para los sistemas de propulsión eléctrica. Sin embargo, esta tecnología se encuentra ahora en una posición precaria debido a su gran dependencia basada en las tierras raras (usualmente en forma de imanes de Nd que se mejoran con Dy para soportar los requisitos de rendimiento a alta temperatura). Estos elementos están considerados una materia prima fundamental para la Unión Europea como se recoge en la clasificación de las “Critical Raw Materials”. Como solución a esta dependencia se están llevando a cabo investigaciones para el desarrollo de nuevas aleaciones con magnetismo duro o imanes. Bajo este contexto, se propone trabajar con aleaciones tipo AlNiCo en este proyecto las cuales no disponen de elementos de tierras raras como los mencionados anteriormente. Actualmente CEIT participa en un proyecto internacional y en otro regional que abordan el uso de esta familia de materiales para solventar las dificultades de suministros de materias primas críticas y le hegemonía de países como China en este ámbito.

Tu investigación contribuirá al desarrollo de nuevas aleaciones, que compitan en propiedades a las actuales, sin el uso de materiales críticos. De esta manera, se conseguirá reducir la dependencia y fluctuaciones del mercado por el uso de este tipo de materiales.

Además, a nivel personal, supondrá una serie de logros que te permitirá la obtención de publicaciones científicas, asistencia a congresos nacionales e internacionales, así como la obtención del título de Doctor en Ingeniería por la Universidad de Navarra.

Ofrecemos:

• Horario flexible: jornada intensiva los viernes y en verano


• Teletrabajo: 6 días al mes


• Formación contínua: técnica y de idiomas


• Conciliación de la vida personal y laboral


• 33 días de vacaciones al año


• Instalaciones deportivas para fomentar la práctica del deporte


• Matrícula universitaria gratuita en la Universidad de Navarra


• Club de Compra: descuentos en tiendas, viajes, hoteles....


• Acceso a seguro médico Premium en la Clínica Universidad de Navarra


• Buen clima laboral basado en la confianza y el trabajo en equipo


• Incorporación en una empresa tecnológica internacional de vanguardia

Titulación requerida:

Ingeniero químico, Ingeniero materiales, Ingeniero industrial o similar (4 años de grado + master o licenciatura de 5 años)

Idiomas:

Inglés nivel medio-alto

Informática:

Paquete office. Se valorará conocimiento técnicas de CFD