El avance en el conocimiento en el campo de los materiales compuestos de matriz cerámica con segunda fase de nanomateriales bidimensionales es fundamental de cara a su uso futuro en aplicaciones tecnológicas, como son los dispositivos electroquímicos de alta temperatura. Así, es muy necesaria una comprensión profunda de las bases de sus nuevas funcionalidades y su desempeño optimizado.
La presente propuesta presenta un estudio sistemático de composites con matriz de circona estabilizada con 8 %mol de itria y una segunda fase de nanomateriales laminares bidimensionales -grafeno o nanoláminas de nitruro de boro- pensados para su utilización en celdas de combustible de óxido sólido, con el objetivo de profundizar en la comprensión de los mecanismos que controlan su comportamiento térmico, mecánico y eléctrico.
Se llevará a cabo un estudio de procesado con el objetivo de obtener composites con una microestructura optimizada, siempre persiguiendo una distribución homogénea del nanomaterial 2D en toda la matriz cerámica y una alta densidad. En un primer paso, se optimizará la rutina de procesado del polvo para mejorar la dispersión de la nanoestructura 2D en el polvo compuesto. En un segundo paso, se realizará un estudio de sinterización a diferentes temperaturas y presiones con el objetivo de obtener composites totalmente densos. Se analizará el efecto de la incorporación de la nanoestructura 2D sobre la microestructura del composite cerámico, para lo cual se evaluarán las fases cristalinas y la distribución, tamaño e integridad estructural de los nanomateriales 2D.
Se realizarán medidas de difusividad y conductividad térmica en función de la temperatura bajo diferentes atmósferas con el fin de analizar el efecto de la incorporación de la segunda fase, así como la posible orientación preferencial. Se realizarán ensayos de deformación a alta temperatura controlando las condiciones de tensión, temperatura y ambiente de trabajo, persiguiendo la identificación de los mecanismos microscópicos responsables del comportamiento de fluencia así como la comprensión de los mecanismos de fractura y plasticidad de los composites.
Se realizarán medidas de conductividad eléctrica en función de la temperatura para evaluar el efecto de la incorporación de las diferentes nanoestructuras 2D sobre el  comportamiento eléctrico de los composites. Se identificará el tipo de conducción -iónica, mixta o electrónica- para los composites con diferentes contenidos de nanoláminas de grafeno.