Repositorio Institucional de CIMAV (Centro de Investigación en Materiales Avanzados)
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TRANSICIÓN ANTIFERRO- A FERROMAGNÉTICA PARCIAL DE ÁTOMOS DE Mn EN PELÍCULAS DELGADAS DE Mn3Ga MEDIANTE DOPAJE CON CARBONO
Get PDFEn este trabajo de tesis se sintetizaron películas delgadas policristalinas y
epitaxiadas de ꚍ-Mn3Ga por rf- magnetrón sputtering. Las películas policristalinas
se crecieron con y sin dopaje de carbono sobre sustratos de SiO2/Si(001); las
películas epitaxiadas se crecieron sin dopaje sobre capas buffer de Cr y Mo,
utilizando como sustrato MgO (001) monocristalino. Todas las películas se
caracterizaron utilizando técnicas como: difracción por reflexión de electrones de
alta energía (RHEED), difracción de rayos X (DRX), microscopía de fuerza
atómica (AFM), Sistema de medición de propiedades físicas (PPMS) y
dispositivo superconductor de interferencia cuántica (SQUID).
Las películas policristalinas sin dopaje mostraron una magnetización de
saturación (Ms) gigante perpendicular al plano de la película, alcanzando un valor
máximo de 1690 emu/cm3, para un espesor de 2 nm, lo cual se atribuye a una
frustración de la compensación de spin, del ordenamiento ferrimagnético del
Mn3Ga, en la superficie de las cristalitas que componen la película. Por lo tanto,
conforme se incrementa el espesor de la película, dicha Ms disminuye debido al
crecimiento de las cristalitas (granos) y la subsecuente disminución en el área
superficial de los límites de grano. Por otro lado, las películas policristalinas
dopadas con carbono (Mn3GaCx), mantuvieron la estructura tetragonal hasta
concentraciones de carbono x = 0.5, siendo la que posee una concentración de
carbono de x = 0.25 la que presentó mayor valor de Ms = 200 emu/cm3, sin
embargo, se observó una reducción en la temperatura de Curie de 770 K a 420
K. Además, mediante optimización de geometría de la estructura dopada,
utilizando teoría de funcionales de la densidad (DFT), se encontró que la posición
más estable que puede ocupar el carbono en la celda del Mn3Ga es un sitio
octaédrico intersticial.
Por último, las películas monocristalinas de Mn3Ga crecidas sobre Cr, con un
desacuerdo de parámetro de red igual a Δa/a = 4.16 %, presentaron una alta
magnetización de 220 emu/cm3 y alta anisotropía magnética perpendicular, lo
cual se atribuye al efecto del esfuerzo de compresión generado por la capa buffer de Cr, lo cual modificó las distancias interatómicas entre los átomos de Mn. El
acoplamiento antiferromagnético entre átomos cercanos de Mn tuvo una
transformación a acoplamiento ferromagnético dando así lugar a un incremento
de la magnetización
Evaluación del agente de control y estudio de la microestructura, estructura y propiedades mecánicas del sistema multicomponente AlxCoCrFeMnNi sinterizado convencionalmente y por inducción electromagnética
Get PDFLas aleaciones de alta entropía (HEAs) o multicomponentes, son aquellas que están constituidas por varios elementos principales, los cuales presentan generalmente una composición equiatómica o cercana a está. Este tipo de aleaciones son comúnmente obtenidas mediante las rutas de metalurgia de polvos y metalurgia líquida. Un aspecto importante para la ruta de metalurgia de polvos, es determinar un agente efectivo de control de proceso, que brinde equilibrio en los procesos internos que ocurren durante el aleado mecánico, sin que genere contaminación por oxidación en las moliendas. Por otro lado, El tamaño de cristalita y de grano se relaciona directamente con las propiedades mecánicas de los materiales e incrementa en función de la temperatura debido a los procesos de difusión. Por lo cual, en el presente estudio se realizó un sinterizado por inducción con la finalidad de reducir los tiempos de exposición del material a altas temperaturas y mantener las propiedades de un material nanocristalino.
En este estudio se toma como base la aleación equiatómica CoCrFeMnNi. Tal aleación fue modificada mediante adiciones de Al, en proporciones de x=0.5, 1 y 1.5. El material fue molido por 10 horas en un molino SPEX de alta energía, bajo una atmósfera de argón. Se utilizaron como agentes de control para su evaluación: Metanol, Acido Esteárico y N-heptano. La consolidación de las muestras se realizó por dos diferentes rutas. La primera consistió en un compactado en frío y sinterizado 1200 ºC por un tiempo de 3 h. En la segunda ruta se llevó a cabo un pre-sinterizado por inducción a 600 ºC durante 5 min, a una presión de 0.9 GPa para posteriormente realizar el sinterizado a una temperatura de 1200 ºC por 1 h
Desarrollo de celdas de combustible de óxido sólido de baja temperatura LT-SOFC con ánodo soportado vía colada de cintas y erosión catódica
Get PDFLas celdas de combustible de óxido sólido (SOFC) se vislumbran como una potencial alternativa para resolver los problemas energéticos y de contaminación ambiental que enfrentamos en la actualidad. El propósito de este estudio es la síntesis, caracterización estructural, estudio de las propiedades físicas y densidad de potencia de óxidos basados en diferentes ánodos, electrolitos y cátodos, con la intención de mejorar su desempeño durante el funcionamiento de la celda.
En particular, en esta tesis se presentan los resultados obtenidos de la perovskita de La0.7Sr0.3Cr0.4Mn0.6O3-δ (LSCM), los cermets La0.7Sr0.3Cr0.4Mn0.6O3-δ – Cu0.75Ni0.25, Ce0.7Gd0.3O1.92 -Ni0.5Cu0.5, el cátodo Ba0.5Sr1.5Co1.6-xNixFe0.4O6-δ y el electrolito (Bi1-xErx)2O3 (x = 0.1, 0.13, 0.15, 0.2).
Los óxidos metálicos han sido preparados médiate rutas de química blanda a diferentes temperaturas y atmosferas. La caracterización estructural ha sido obtenida mediante difracción de rayos x (DRX), difracción resuelta en el tiempo TRXRD, Rietveld, microscopia electrónica de barrido SEM, difracción de área selecta SAD, y microscopia electrónica de transmisión de alta resolución HRTEM.
El ánodo tipo perovskita La0.7Sr0.3Cr0.4Mn0.6O3-δ (LSCM) y el cermet La0.7Sr0.3Cr0.4Mn0.6O3-δ – Cu0.75Ni0.25 fueron sintetizadas por el método de sol-gel e impregnación. Las modificaciones morfológicas y de estructura cristalina fueron estudiadas mediante patrones dinámicos de difracción de rayos x en el tiempo (TRXRD), refinamiento
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Rietveld para cuantificar la fracción transformada en función del tiempo y espectroscopia Raman para confirmar la distorsión octaédrica en la perovskita. Los resultados indican que un desorden atómico domina hasta 400oC. Nanoparticulas 26nm propician la formación de núcleos de las soluciones sólidas de La0.7Sr0.3Cr0.4Mn0.6O3-δ y SrCrO4 con simetría cúbica 3 y monoclínica P 21/n respectivamente. Una reducción de simetría de 3 ⟶3 ha sido obtenida a 750°C en atmósfera de oxígeno y confirmada por una distorsión BO6 octaédrica por Raman, la cual toma lugar en la dirección cristalográfica [22̅1]/(12̅2). El modelo Johnson-Mehl-Avrami ha descrito el proceso cinético de transformación de fase, en el cual la coexistencia de dos fases es obtenida antes de alcanzar el grupo puntual de simetría 36.
Las nanopartículas de Bi2O3 dopado con erbio ((Bi1-xErx)2O3; x = 0.1, 0.13, 0.15, 0.2) se sintetizaron a través del método sol-gel con una ruta modificada de Pechini
EFECTO DEL CICLADO TÉRMICO EN LA CINÉTICA DE OXIDACIÓN EN ALTA TEMPERATURA DE UN ACERO INOXIDABLE SUPER-DÚPLEX UNS S32760
Get PDFDentro de la gama de aceros inoxidables, los aceros tipo super dúplex son ampliamente utilizados en la industria química y petrolera, debido a su alta resistencia a la corrosión en diversos tipos de electrolitos a temperaturas relativamente bajas, y aquí hay una amplia literatura científica al respecto. En procesos de alta temperatura, y a diferencia de otras familias de aceros inoxidables, el comportamiento de aceros dúplex ha sido poco estudiado en condiciones isotérmicas, y aún menos en condiciones de ciclado térmico.
En este trabajo se llevó a cabo un estudio de la oxidación en alta temperatura de un acero inoxidable super-dúplex UNS S32760 a 800, 900 y 1000 ºC hasta por 60 horas en aire quieto, en condiciones tanto de ciclado térmico como isotérmicas, haciendo una comparación con los obtenidos para un acero inoxidable austenítico AISI 304.
Los resultados para el acero UNS S32760 a 800 oC y 900 ºC mostraron un comportamiento cinético de tipo parabólico, tanto en condiciones de ciclado térmico como isotérmicas. En este rango de temperatura, y en ambas condiciones térmicas, el acero super-dúplex registro una menor ganancia de peso/área que el acero AISI 304. En ciclado térmico a 900 ºC, este acero austenítico registro pérdida de peso en cada ciclo, mostrando un comportamiento cinético de tipo lineal. En condiciones de ciclado térmico a 1000ºC, el acero super-dúplex presento un proceso severo de oxidación considerable, registrando una importante ganancia de peso/área, mientras que el acero AISI 304 sufrió un proceso de agrietamiento y descarapelamiento de la costra de óxido formada, conduciendo a una importante pérdida de peso/área. En condiciones isotérmicas a 1000 ºC, ambos aceros experimentaron daño por oxidación muy considerable, con el acero super-dúplex registrando mayor ganancia en peso que el acero AISI 304.
Las morfologías de óxidos formados para las diferentes condiciones, así como distribución de elementos detectados en plan vía EDS, y su composición vía difracción de rayos X, explican de alguna manera los comportamientos observados
Aplicación en COMSOL Multiphysics para determinar las propiedades efectivas de materiales compuestos unidireccionales
Get PDFLas propiedades mecánicas efectivas de un material compuesto reforzado con fibras (MCRF) son importantes para producir nuevos desarrollos en ingeniería. De forma analítica existen limitaciones en las predicciones y de forma experimental existen muchas dificultades para determinarlas, el método de elementos finitos (MEF) permite efectuar un experimento virtual y medir in situ esfuerzos y deformaciones en una probeta virtual, con estas mediciones es posible realizar el cálculo de las propiedades efectivas cumpliendo con el principio de equivalencia de energía de deformación. En el trabajo que se presenta a continuación, se desarrolló una aplicación en COMSOL Multiphysics donde el usuario introduce el valor del módulo de elasticidad y el coeficiente de Poisson de las fibras y matriz respectivamente; y por medio de la utilización del MEF con las condiciones de frontera adecuadas para efectuar seis pruebas mecánicas a una lámina de MCRF se obtienen como resultado las propiedades efectivas de dicha lámina de manera automática
Estudio de sistema automatizado de riego por goteo por medio de energía solar para invernadero
Get PDFEste trabajo trata acerca de un sistema de riego por goteo mediante un sistema fotovoltaico para la Universidad Tecnológica de Tecamachalco. La zona de Tecamachalco, Puebla. Se localiza en la parte central del estado de Puebla; sus coordenadas geográficas son 18° 52′ 0.12″ N, 97° 43′ 0.12″ W, tiene una superficie de 218.15 km² que se ubica en el lugar 55 con respecto a los demás municipios del estado, su altitud media sobre el nivel del mar es de 2.055 m, las colindancias del municipio son al norte con Quecholac y Palmar de Bravo, al sur con Xóchitlan Todos Santos, al oriente con Yehualtepec y al poniente con San Salvador Huixcolotla.
Para dicho propósito se utilizó la elevada radiación solar con que cuenta la zona, convirtiendo la energía proveniente del sol, en energía eléctrica, a través de paneles fotovoltaicos.
El objetivo principal en la realización de este proyecto es diseñar un sistema de riego por goteo mediante paneles solares, para un invernadero que a su vez este automatizado por medio de un micro controlador (Arduino).
Para determinar los requerimientos del sistema, se consideraron las dimensiones del invernadero de la Universidad Tecnológica de Tecamachalco, para realizar el cálculo del sistema de riego por goteo para el óptimo desarrollo del cultivo.
De igual manera, se realizó la selección de accesorios de riego y se utilizó el panel solar disponible de la Universidad, el cual es necesario para accionar la bomba para dicho sistema de riego, así también, fue necesaria la orientación e inclinación óptima para el panel solar.
Para finalizar, se dio una estimación del costo que significaría instalar este tipo de sistema en la zona de estudio
Corrección de salida térmica en galgas extensiométricas
No full textResumen
Las galgas extensiométricas son uno de los instrumentos mayormente utilizados en la
medición de deformaciones en materiales. Los mayores errores de medición ocurren al
realizar las pruebas a temperaturas diferentes de la temperatura ambiental. Las galgas cuentan
con un polinomio de corrección propio dado por el fabricante. Sin embargo, este polinomio
solo es eficiente para rangos de temperatura muy alta. En este documento se analizará la
salida térmica, proponiendo un método de corrección para las mediciones en un rango de
temperatura específico
Efecto del Dopante en la Morfología, Tamaño de Cristal y Fases Presentes en Nanofibras de BaTiO3
No full textResumen
En el presente trabajo de investigación se desarrolla la síntesis y caracterización de nanofibras
Titanato de Bario puras y dopadas con Manganeso, elaboradas mediante la técnica de
electrospinning. Se sintetizaron nanofibras puras y dopadas con concentraciones de 5 y 10%
mol de Mn, lográndose diferentes tipos de morfologías, diámetros y longitudes.
La caracterización de las nanofibras obtenidas fue llevada a cabo por las técnicas de:
Difracción de Rayos X (DRX), Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) y Microscopía
Electrónica de Transmisión (modo transmisión MET, modo barrido SMET)
Obtención y caracterización de películas a base de almidón de Triticale (Triticosecale)
No full textResumen
En el presente proyecto se desarrollaron películas de almidón de triticale (Tricosecale
Wittmack) por el método de casting. Se aisló almidón a partir de harina de triticale en
base a la metodología reportada por Valderrama y Rojas (2014). Se evaluaron 9
tratamientos diferentes de solución formadora. De la harina obtenida fue evaluada su
composición química (humedad, extracto etéreo y cenizas) y de las películas sus
principales propiedades fisicoquímicas (espesor, color, y solubilidad), mecánicas
(resistencia máxima a la tracción σmáx), y propiedades de barrera (permeabilidad al
vapor de agua, PVA). Los resultados mostraron una harina con una composición
química que nos indica una alta funcionalidad como materia prima para el aislamiento
y formación de películas. Las películas elaboradas presentaron una superficie
homogénea sin fisuras ni orificios. Mediante el análisis de superficie de respuesta se
presentó una mayor solubilidad a altas concentraciones de almidón y bajas
concentraciones de plastificante. Para la respuesta de σ max se obtuvo un valor mayor
a altas concentraciones de almidón, mientras que a niveles inferiores en cada factor se
observó un valor menor de PVA. Se concluye que fue posible la obtención de la
película a base de almidón de triticale por el método casting en donde la concentración
de plastificante influyo en mayor proporción sobre las propiedades mecánicas y de
barrera, lo que hace un fuerte potencial para su uso alimenticio como película y
cobertura comestible