Examinando por Materia "Ingeniería de materiales"
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Publicación Acceso abierto Cementos óseos acrílicos con capacidad de estimular la regeneración de tejido óseo.(Universidad del Valle, 2020) Valencia Zapata, Mayra Eliana; Mina Hernández, José Herminsul; Grande Tovar, Carlos DavidLos cementos óseos acrílicos (ABC) son materiales ampliamente usados en ortopedia en la fijación de prótesis articulares, estabilización de fracturas, como material de relleno de defectos óseos, entre otros. Desde el punto de vista d la primera aplicación, las funciones principales de los cementos son la transferencia de las cargas de servicio y del peso corporal de la prótesis al hueso y la inmovilización inmediata de la prótesis. A pesar de su uso extenso, los ABC presentan algunas desventajas relacionadas con la falta de bioactividad debido a su naturaleza inerte y la susceptibilidad a la generación de infecciones por bacterias, todo lo cual causa aflojamiento de las prótesis en el tiempo. Con el fin de aportar a la solución de algunos de los inconvenientes presentados por los ABC, en este Trabajo de Investigación Doctoral se planteó la incorporación de quitosano en porcentajes entre 0 ¿ 20% en peso con respecto a la fase sólida del cemento y óxido de grafeno en porcentajes entre 0 ¿ 0.5% en peso de la fase líquida. El GO fue sintetizado mediante el método de Hummers modificado y posteriormente caracterizado fisicoquímicamente mediante técnicas Espectroscópicas (FTIR, XPS y Raman), Difracción de rayos-X (DRX), Dispersión de Luz Dinámica (DLS) y Microscopia de Fuerza Atómica (AFM). El estudio del efecto de la incorporación del CS y el GO en los cementos sobre sus propiedades físicas, químicas, térmicas, mecánicas y biológicas en condiciones in vitro e in vivo, mostró que el CS le confiere a los cementos propiedades bioactivas además de incrementar la porosidad y la humectabilidad, favoreciendo la biocompatibilidad. Sin embargo, también se presenta la desventaja de que reduce las propiedades mecánicas de compresión y flexión. Por otro lado, la adición de GO incrementó las propiedades mecánicas y le confirió actividad antibacteriana al cemento. Asimismo, tanto el CS como el GO redujeron la temperatura máxima durante la reacción de polimerización e incrementaron el tiempo de curado y la rugosidad y el contenido de monómero residual. Cuando se incorporaron el CS y el GO juntos en la formulación del cemento, el efecto combinado de las cargas mostró una mayor osteointegración después de 3 meses de implantación en hueso parietal de ratas Wistar y las desventajas mecánicas incorporadas por el CS fueron compensadas gracias al refuerzo alcanzado con las nanopartículas de GO. A partir de los resultados obtenidos en esta investigación se aporta al estado del arte del conocimiento asociado a los ABC cargados con bajo contenido de CS y con GO, consiguiendo principalmente conferir propiedades bioactivas y antibacterianas a los ABC, manteniendo el cumplimiento de las propiedades mecánicas exigidas por la norma ISO 5833- 02. Estos resultados evidencian que las formulaciones desarrolladas son susceptibles de ser empleadas en aplicaciones en aplicaciones como artroplastias, relleno de defectos óseos, y demás usos donde se requiera un desempeño superior en el materiaPublicación Acceso abierto Concreto a partir de residuos de demolición activados alcalinamente reforzados con caucho para aplicaciones en pavimentos rígidos(Universidad del Valle, 2018) Ruiz Lopez, Nasly Viviana; Mejia de Gutierrez, RubyEl desarrollo de este trabajo investigativo se orientó a la obtención de un concreto activado alcalinamente a partir de residuos de construcción y demolición (CDW) con inclusión de caucho, con propiedades mecánicas y físicas aptas para aplicaciones en carreteras y pavimentos. La síntesis del material se realizó desde el diseño de mezclas con la dosificación de los residuos en la pasta para definir la cantidad de cementante por m3 de concreto que generara la mayor resistencia mecánica posible. En el proceso se produjeron morteros con arena natural (AN) y con arena reciclada (AR) con el fin de evaluar la influencia del tipo de agregado fino utilizado, encontrando que el uso de AR resultante de procesos de molienda de CDW genera mayor adherencia del agregado en la matriz otorgando diferentes patrones de anclaje que mejoran las propiedades del concreto final. Como resultado se lograron resistencias a compresión a 90 días de 47,18 MPa y un asentamiento de 87,.5 mm para el concreto producido con un cementante de proporción de 60, 20 y 20% en peso para residuos de concreto, ladrillo y cerámica respectivamente, adición de 10% en peso de OPC, relación Si/Al de 6,8, relación L/S de 0,40, 500 Kg de cementante/m3, AR como agregado fino, grava natural con TMN de 1¿. La inclusión de caucho se realizó como reemplazo del 0, 5, 10 y 15% en peso de agregado fino, se evaluó el efecto de la morfología del caucho, particulado y tipo fibra, en las propiedades de la mezcla de concreto de proporciones óptimas obtenido previamente. Los resultados muestran una disminución de la resistencia a compresión y a flexión proporcional al incremento del contenido de caucho, se evidencia el decrecimiento de hasta un 42,.30 y 48,.91% a una edad de 90 días para los dos tipos de caucho; de acuerdo a los resultados se selecciona el 5% de la sustitución como el valor ideal para la mínima perdida de propiedades mecánicas y conservación de propiedades de asentamiento, densidad, absorción, porosidad y permeabilidad para su adaptación en la producción de pavimentos. Mediante MEB se pudo atribuir los resultados a la generación de cavidades en la interfase matrizcaucho que producen una baja adhesión de las partículas en el cementante, limitando la transferencia de carga y conformando cavidades interconectadas que permean fácilmente el agua. Los resultados hallados en este trabajo de maestría demuestran el campo potencial de aplicación de concretos producidos a partir de desechos del sector de la construcción en la obtención de concretos para pavimentos rígidos, ya que las propiedades mecánicas inherentes de concretos activados alcalinamente y la mejora de propiedades físicas con la inclusión de caucho en cualquiera de sus morfologías, en especial la tipo fibra, permite equiparar este concreto con los producidos comercialmente, cumpliendo todas las especificaciones técnicas establecidas en el capítulo 5 de INVIAS 2012Publicación Acceso abierto Deposición de recubrimientos de Pt-N obtenidos por Magnetrón Sputtering para su aplicación en la industria biomédica(Universidad del Valle, 2017) Lopez Estrada, Paola; Sanchez Stepha, Hector; Caicedo, Julio CesarEn este trabajo de investigación, se realizó la síntesis de películas delgadas de platino (Pt) y nitruro de platino (Pt-N) depositados con flujos de nitrógeno de 0.25, 0.50 y 0.75 SCCM, sobre sustatros de acero AISI 316L, silicio orientado (111) y Dynasil, por medio de la técnica ¿magnetron sputtering¿, con el fin de obtener un recubrimiento con las mejores propiedades mecánicas, tribológicas y biocompatibles. La caracterización estructural de las películas se determinó mediante difracción de rayos x (XRD), encontrando que el patrón de difracción de la película es similar al de los recubrimientos de Pt-N y para el caso de la película con flujo de nitrógeno de 0.75 SCCM se presentó la convolución de dos picos correspondientes a Pt y Pt-N. El ensayo de análisis químico EDS determino la presencia de nitrógeno en las películas de Pt-N y que este aumenta con el incremento del flujo de nitrógeno. Por medio de XPS se determinó la deconvolución de dos picos correspondientes al Pt metálico en los orbitales 4f7/2 y 4f5/2 con energías de enlace de 71.16 eV y 74.57 eV respectivamente y para el caso de la película con nitrógeno de 0.75 SCCM, se encontró picos correspondientes al Pt-N perteneciente a los orbitales 4f7/2 y 4f5/2 con energías de enlace de 72.4 eV y 76.59 eV respectivamente. La caracterización superficial se realizó mediante perfilometría, obteniendo que la rugosidad de las películas se ajusta a la del sustrato con un valor de 24,62 ± 16,08 nm y los esfuerzos residuales fueron de tipo compresivos para todas las películas. En cuanto a la evaluación mecánica se utilizó la técnica de nanoindentación, encontrando un incremento de la dureza de los nitruros respecto al platino y un módulo de elasticidad similar entre los recubrimientos de Pt-N. La adhesión de las películas se evalúo mediante el ensayo de rayado dinámico, encontrando que la película con flujo de nitrógeno de 0.25 SCCM presento mejores propiedades de adherencia respecto a los otros recubrimientos presentando una falla cohesiva a los 9.6 N. Por otro lado, caracterización tribológica realizada bajo el ensayo de bola sobre disco, se determinó que la película de Pt-N con flujo nitrógeno de 0.25 SCCM presento un coeficiente de fricción menor al sustrato de acero. También se realizó la caracterización electroquímica por medio de pendientes Tafel, obteniendo que las películas con flujos de nitrógeno de 0.25 y 0.75 SCCM presentan una baja velocidad de corrosión. Para evaluar las propiedades biocompatibles, se realizó la medición del ángulo de contacto, encontrando que las superficies de los recubrimientos tienen un carácter hidrofóbico y en cuento al crecimiento y adhesión de células de osteoblastos, la película de Pt presenta las mejores propiedadesPublicación Acceso abierto Desarrollo y caracterización de un fluido magnetoreológico(Universidad del Valle, 2012) Osorio Ospina, Diana Marcela; Mina Hernández, José Herminsul; Castro Navas, Irvin JadwayLos fluidos Magnetoreológicos son conocidos por exhibir propiedades reológicas originales al aplicar un campo magnético en ellos, con esto se obtienen cambios de viscosidad sobre el fluido elevando esta última hasta que el fluido se asemeja a un elemento mássólido porque se requieren mayores esfuerzos para generar deformación en el mismo. Esta característica les ha abierto las puertas en variadas aplicaciones como amortiguadores, actuadores antisísmicos, pistones, prótesis, entre otras. Mientras se explotan los parámetros como la intensidad del campo magnético aplicado, concentración de partículas y viscosidad del fluido portador, se pueden obtener importantes variaciones en el comportamiento de los parámetros reológicos en presencia de un campo determinado. En este estudio se conducen experimentos que permiten conocer el comportamiento empírico de un fluido Magnetoreológico al interactuar con algunas de las variables propias del mismo como concentración de partículas, tamaño de partículas, tipo de fluido portador y una aditivacion. Esto implica una evaluación de sus propiedades y permite el desarrollo de una formulación a partir de la experimentación generando un análisis de su comportamiento yproporcionando una idea de una formulación apropiada para el mismo.Publicación Acceso abierto Estudio de viabilidad en aplicación de poliester diciclopentadienico (CDPD) adicionado con carbonato de calcio (CaCO3) para acabados interiores en viviendas de interes social.(Universidad del Valle, 2012) Santander López, Mónica Andrea; Albán Achinte, FredEn el siguiente trabajo se presentan los resultados del comportamiento físico, mecánico, químico que presenta de un tipo de resina poliéster diciclopentadineica de referencia P436 tixotrópica adicionada con carbonato de calcio y pigmento para ser utilizado en paredes de baños y cocinas en viviendas de interés social para minimizars costos. Para obtener una buena aplicación y un buen acabado, se realizaron ensayos para determinar la cantidad optima de carbonato de calcio a emplear en la aplicación. También se desarrollo un método efectivo para la aplicación de esta mezcla en las paredes. Se prepararon muestras con la mezcla optima encontrada y se sometieron a ensayos de tiempo de gel, tensión, flexión, adherencia, resistencia química, absorción de aguaPublicación Acceso abierto Estudio y optimización del porcentaje de aprobación directa de las partes, insumos, ensambles y sub ensambles provenientes del área de soldadura de la empresa Hero Motocorp Ltd.(Universidad del Valle, 2018) Montoya Cuellar, Julián; Franco Arenas, Fernando; Urrea López, AlejandroLa motocicleta juega un papel muy importante en el desarrollo de la sociedad y su economía, estas son económicas, versátiles y muy eficientes por lo que se han convertido en medios de transporte y trabajo, ganan popularidad y paulatinamente van supliendo funciones realizadas anteriormente por equinos ya sea para transporte de humamos o de carga, no solo por su eficiencia sino por su aporte a la economía de las familias, convirtiéndose en el apoyo de actividades cotidianas, laborales y empresariales. En la actualidad Hero MotoCorp Ltd. Se considera como uno de los mayores fabricantes de vehículos de motocicletas con base en India, y la compañía de motocicletas No.1 en el mundo en términos de volumen de ventas unitarias en un año calendario. Con este trabajo de grado se apunta al estudio y optimización del porcentaje de aprobación directa de las partes, insumos, ensambles y subensambles provenientes del área de soldadura que componen las motocicletas. Inicialmente se diseñó un plan de supervisión, proyección, direccionamiento, desarrollo y control del proceso realizado por los operarios en la sección de soldadura con el fin de alcanzar con los estándares de calidad. Seguidamente se analizaron las piezas (ensambles y subensambles) provenientes de la India y se determinó un método de limpieza -pretratamiento¿ con el fin de eliminar cualquier barrera existente entre la superficie del material base y los materiales de soldadura y así garantizar un óptimo proceso de soldadura. Luego se diseñó un modelo de exámenes de calificación de soldadores conforme a las normas y códigos de ingeniería reconocidos como ASME BPVC S IX Ed. 2013, API 1104 Ed. 2013 y AWS d1.1 y AWS d1.3, en donde se evaluó la destreza del soldador u operador de soldadura en depositar metal de aporte sano, según sea requerido en cada proceso de soldadura (Soldadura GMAW, oxiacetilénica, soldadura de resistencia: costura y punto). Finalmente se realizó la documentación necesaria (formatos, diagramas de bloque y diagramas de barras) con lo cual se espera garantizar la calidad total de la motocicleta ensamblada en el área de soldaduraPublicación Acceso abierto Influencia del tiempo de precalentamiento y rugosidad en la obtención de un recubrimiento de alúmina /Titania y níquel depositados por la técnica de proyección térmica para aplicaciones en barreras térmicas(Universidad del Valle, 2018) Navarrete Pino, Bryan Yair; Jurado Montano, Arturo; Acuña Polanco, Jaime JoséEn esta investigación, se estudiara la influencia de la variación de la rugosidad y el tiempo de precalentamiento en la obtención de los recubrimientos cerámicos de base Alúmina - Titania (87% Al2O3 - 13% TiO2) y Níquel (95 %Ni ¿ 5% Al) sobre sustratos de acero inoxidable 316l obtenidos por la técnica de proyección térmica por llama oxiacetilénica utilizando como material de partida polvos de tamaño nanométrico para aplicaciones como barreras térmicas. Se depositaron recubrimientos de óxido de aluminio ¿ Oxido de Titanio (87% Al2O3 - 13% TiO2 ) y Níquel (95 %Ni ¿ 5% Al), en donde se estudiaron y se analizaron mediante las técnicas de caracterización de difracción de rayos X (DRX), el cual permitió corroborar que los recubrimientos obtenidos por la tecnica de proyeccion termica presentaron patrones similares y no mostraron cambios en las direcciones cristalograficas al compararlo con el material base, sin embargo no se mostraban las fases presentes en el recubrimiento. Por medio de espectroscopia Raman se conocieron las fases presentes y se identificaron los modos vibracionales del material, mostrando la presencia de la fase ¿- Al2O3 más conocida como el corindón, que es una fase estable y aporta buenas propiedades como su alta dureza, resistencia al desgaste, resistencia al ataque químico, estabilidad térmica y alto punto de fusión. Se evaluó la porosidad y se estudió el efecto de la variación de la temperatura del material para ver su comportamiento térmico por medio de la rampa de calentamiento y ver su desempeño frente al porcentaje de porosidad y resistencia a la corrosión, y se logró determinar que los recubrimientos obtenidos a 120 segundos de 2 ¿m y 5 ¿m presentaron una corriente de corrosión mucho más baja y los potenciales tienden a ser más positivos y con menor cantidad de porosidad, que fueron de (4,352% - 4,093%) y (8,924% - 6,035%) respectivamente. Se analizó la rugosidad media por medio del ensayo de perfilometría, y se observó que los recubrimientos obtenidos a tiempos de precalentamiento de 120 segundos con rugosidad de 2 ¿m y 5 ¿m presentaron rugosidades más bajas, comportamiento que es atribuido a que la mayor cantidad de partículas se encuentran fundidas y semi-fundidas en mayor proporción generando una estructura con mayor grado de compactación que se corroboraron con micrografías SEM donde se analizaron los espesores de los recubrimientos. Con el fin de observar el comportamiento al desgaste se hizo el ensayo de pin sobre disco basado en la norma ASTM G99, y se observó que el coeficiente de fricción del acero a partir de 12500 ciclos aumenta, mientras que los recubrimientos obtenidos a 120 segundos con 2 ¿m y 5 ¿m a partir de 10000 ciclos disminuyen, lo cual es positivo e indica que los recubrimientos presentan buena resistencia al desgaste. Finalmente se evaluó la resistencia a la corrosión de los recubrimientos, mostrando que los recubrimientos obtenidos a 120 segundos con 2 ¿m y 5 ¿m presentaron mejor resistencia a la corrosiónPublicación Acceso abierto Morteros de pega con materiales alternativos cementicios(Universidad del Valle, 2017) Lopez Valencia, Brayan; Echeverry Bustos, Karen; Robayo, Rafael; Gutierrez, Ruby M. deLos materiales de construcción han sido un pilar en el desarrollo de la humanidad, su uso se remonta a más de 9000 años (Curlandia, 2011) cuando la cal obtenida por descarbonatación de la piedra caliza comenzó a ser utilizada para producir morteros hasta que fue patentado el cemento Portland (OPC), siendo actualmente el material de construcción más comercializado en el mundo (Aitcin, 2000). La NSR-10 en el capítulo D define un Mortero de pega como una mezcla plástica de materiales cementantes, agregado fino y agua, que es utilizado para unir unidades de mampostería que forman un elemento estructural individual, en contraposición al concreto que es generalmente por sí mismo un elemento estructural. El propósito principal del mortero de mampostería es la adherencia de unidades, las unidades de mampostería, El mortero influye en las propiedades estructurales de la mampostería a la vez que reduce la permeabilidad del muro. Los morteros de mampostería tienen dos diferencias importantes en sus propiedades según su estado: morteros en estado plástico y morteros endurecidos. Las propiedades del mortero en estado plástico determinan la facilidad de construcción de mampostería y a su vez están relacionadas con las propiedades del mortero en estado endurecido y, por lo tanto con los elementos estructurales terminados. Dentro de las propiedades plásticas del mortero que ayudan a determinar su adecuada elaboración están la manejabilidad y la retención del agua. Muchas de las propiedades del mortero de pega no están definidas cuantitativamente en términos precisos, debido a la carencia de especificaciones, por esta y otras razones no hay normas completamente basadas en el comportamiento del material, y en la mayoría de los casos se usan normas tradicionales de morteros. En los últimos años otros cementantes alternativos han sido desarrollados, entre estos los cementos activados alcalinamente, como por ejemplo el basado en escoria de alto horno (AAS), estos cementos han presentado propiedades similares o superiores a las del cemento portland, con una ventaja ambiental debido a que las emisiones de CO2 son notablemente inferiores en comparación con los OPC, (C. Shi, 2006). Sin embargo, al igual que con la mayoría de los materiales de construcción, es necesaria mayor investigación y en particular evaluar los diversos campos de aplicación, uno de los cuales es el objetivo de este trabajo de investigación; el desarrollo de morteros de pega que cumplan las especificaciones de la norma NSR-10 capitulo D y que sean materiales de bajo impacto ambiental, contribuyendo así al desarrollo sosteniblePublicación Acceso abierto Obtención de metales celulares (esponjas de aleación de aluminio 6061) con gradiente de porosidad, fabricadas mediante infiltración de preformas de sal bajo presión de vacío(Universidad del Valle, 2012) Quintero Cadavid, Julio Mauricio; Zúñiga Molina, John Enrique; Sanchez Stepha, Hector; Castro Navas, Irvin JadwayEn esta investigación se estudió la obtención de metales celulares con gradiente de porosidad por el método de infiltración por presión de vacío de preformas solubles de NaCl (IPS) a partir de una aleación de aluminio de la serie 6000. Para este fin se procedió a diseñar y construir un dispositivo (horno), que permitiera la producción de esponjas metálicas mediante un proceso continuo. La fundición del metal, así como la infiltración por presión de vacío (presiones negativas) del material en la preforma se realiza al interior del dispositivo.Publicación Acceso abierto Obtención y evaluación de esponjas de una aleación de aluminio 6061 fabricadas mediante infiltración de preformas solubles de sal bajo presión de vacío(Universidad del Valle, 2011) Gallego Ropero, Jorge Eduardo; Valencia Villada, Carlos Andrés; Castro Navas, Irvin JadwayEsta investigación consiste en estudiar el procesamiento y las propiedades obtenidas de materiales celulares a partir de una aleación de aluminio 6061 mediante la infiltración de preformas solubles (IPS) basadas en sal. El trabajo se desarrolló en varias etapas tales como: a) el mejoramiento de la morfología de las partículas de sal (buscando lograr partículas más regulares casi esféricas, b) el desarrollo del equipo para realizar el proceso de infiltración asistida por presión de vacío, c) el tratamiento térmico de envejecimiento de las esponjas producidas, d) la caracterización micro y macroestructural, la evaluación de los valores del ensayo de compresión y microdureza, antes y después del tratamiento térmico. El uso de la aleación de aluminio 6061 nos brinda la posibilidad de realizar un tratamiento térmico de envejecimiento posterior a la infiltración con lo cual podemos realizar una comparación y estudio de ciertas propiedades como resistencia a la compresión y las variaciones microestructurales antes y después del tratamiento térmico. Las preformas a ser infiltradas fueron fabricadas de sal común, con un proceso de modificación posterior para lograr una morfología más regular casi esférica, con lo cual se pretende mejorar algunas propiedades, como lograr una menor densidad relativa, mayor resistencia mecánica de las esponjas entre otras. Luego se procedió a la infiltración del metal fundido mediante presión de vacío, se dejo solidificar y se procedió a la remoción de la sal bajo ciertas condiciones con agua corriente, para mostrar la estructura porosa de la esponja metálica, y posteriormente se realizo el tratamiento térmico de envejecimiento a ciertas probetasAl lograr conseguir partículas de sal con una morfología más regular, se seleccionaron tres tipos de tamaño en un rango de 700 a 2000 µm. Con lo cual después de optimizado el proceso de infiltración se lograron obtener esponjas con una porosidad uniformemente distribuida y en un porcentaje de aproximadamente el 67%. Las esponjas fueron caracterizadas microestructuralmente a través de microscopia óptica y microscopia electrónica de barrido, los ensayos mecánicos fueron de compresión uniaxial y de microdureza vickers, a probetas con y sin tratamiento térmico. El estudio de la influencia tanto del metal de la matriz como el de la estructura celular de la esponja en cada una de las propiedades caracterizadas, así como el efecto que alcanzan a tener los parámetros de procesamiento de las esponjas, son aportes importantes en el campo de los materialesPublicación Acceso abierto Preparación y caracterización de cementos óseos acrílicos modificados con un fosfato calcico y metacrilato de dietilamino etilo (DEAEM)(Universidad del Valle, 2014) Guerrero Ibarguen, Hosmin Julián; Mina Hernández, José Herminsul; Lozano Nieva, Karen JesseniaEl cemento óseo ha estado en el mercado durante casi 40 años desde su introducción por el señor John Charnley. Los cementos óseos tradicionales, hechos principalmente de metacrilato de metilo (MMA) y de (PMMA), presenta alta reacción exotérmica, cantidades de monómero residual, encogimiento después del curado, inadecuadas propiedades mecánicas y aflojamiento del cemento. Las formulaciones mejoradas incluyen activadores de baja toxicidad, monómeros de bajo calor de reacción y componentes bioactivos para mejorar la biocompatibilidad. (ISLAS -BLANCAS, y otros, 2001). Uno de los grandes desafíos a los que se enfrenta la ciencia de materiales de nuestro tiempo es el diseño de una nueva generación de biomateriales para la substitución y regeneración de las diversas partes del cuerpo humano, que supere las expectativas actuales de éxito de los implantes a largo plazo.Publicación Acceso abierto Producción y caracterización de recubrimientos de TiSin obtenidas por la técnica de magnetrón sputtering reactivo(Universidad del Valle, 2012) Guerra Betancourt, Jose Luis; Sequeda Osorio, FedericoSe depositaron recubrimientos de TiSiN mediante D.C Magnetrón Sputtering reactivo sobre sustratos de acero inoxidable AISI 304, vidrio y silicio (111), variando el flujo de N2, con el fin de estudiar su efecto en las propiedades estructurales, mecánicas, tribológicas y de corrosión. Los recubrimientos se depositaron utilizando un blanco de Ti-Si (90-10 %at.) con 99.999% de pureza. La caracterización estructural se realizó por medio de Difracción de Rayos X (XRD), encontrando los picos correspondientes a cristalitos de TiN. Al no encontrar evidencias de la formación de las fases Ti-Si-N, Ti-Si, Ti ó Si libre, se determinó que el compuesto está formado por granos cristalinos de TiN en una matriz amorfa de SiN. Dicho resultado está apoyado en análisis realizados por FTIR y EDS. Las propiedades superficiales se obtuvieron por medio de perfilometría, obteniendo capas densas con rugosidad promedio de ~24 nm. Las propiedades mecánicas y la adhesión fueron estudiadas por medio de nanoindentación y rayado, obteniendo valores de dureza alrededor de 23 GPa cuando se utilizan bajos flujos de N2. Los recubrimientos obtenidos muestran signos de fragilidad al presentar cargas cohesivas bajas (Lc1 ~4N), sin embargo muestran fallas adhesivas a cargas criticas de ~27N. El comportamiento de la fricción se obtuvo por medio de Bola en Disco ¿PIN ON DISK, con un contrapar de acero 440. Los resultados indican alta fricción causada por procesos de abrasión-adhesión, dominados por el comportamiento del debris. Los análisis de las pistas de desgaste, realizados por medio de perfilometría, estereoscopia y SEM, mostraron que la adhesión de partículas duras sobre la superficie incrementa la resistencia al desgaste del sustrato en un orden de magnitud. Este efecto se ve favorecido cuando se depositan los recubrimientos con flujos de N2 entre 0.2 y 0.8 sccm. La resistencia a la corrosión fue evaluada por medio de curvas potenciodinámicas y resistencia a la polarización lineal (RPL), calculando los valores de potencial de corrosión (mV), potencial de picado (mV), velocidad de corrosión (MPY) y el factor de porosidad (%). Se observo que los recubrimientos protegen la superficie del acero del ataque corrosivo, incrementando la pasivasión y reduciendo el picado.Publicación Acceso abierto Propiedades mecánicas y tribológicas de películas de WS2 depositadas por medio de magnetrón sputtering DC no reactivo para aplicación en lubricación sólida.(2015-11-24) Berrio Ortiz, Edison; Sequeda Osorio, FedericoSe depositaron recubrimientos de Bisulfuro de tungsteno (WS2) por medio de DC magnetrón sputtering no reactivo sobre sustratos de acero 304, vidrio y silicio orientado (111), variando el potencial de polarización (Bias), con el fin de determinar si el material posee las propiedades necesarias para ser utilizado como lubricante sólido en ambientes con humedades relativas superiores a 40%. Por medio de análisis infrarrojo FTIR, se observó la aparición de vibraciones correspondientes a la banda D (Distorted Band), indicando cierto grado de anisotropía, la cual incide sobre las características cristalográficas del material. Por medio de Difracción de Rayos X, se determinó que los recubrimientos obtenidos poseen estructura cristalina hexagonal, con textura combinada en planos (100) y (101), los cuales son paralelos al eje c y están relacionados con rompimiento columnar y posterior formación de una película de transferencia. De igual forma, se observó que el potencial de polarización afecta la estructura cristalina del material, lo que resulta influyente en su comportamiento tribológico. Se determinó alta ductilidad y plasticidad, a partir del estudio de las propiedades mecánicas y la adhesión. Utilizando la técnica de bola en disco, se determinó que al aumentar la carga de 1 a 5N, mejora el comportamiento de la fricción cuando se utiliza un par de alúmina, encontrando coeficientes de fricción del orden de 0.09 sostenidos hasta ~35m, determinando que la tribo-oxidación posee gran influencia al propiciar la transición de mecanismos de desgaste adhesivo a abrasivo. Utilizando el modelo de Archard se obtuvieron coeficientes de desgaste del orden de 10-9, lo cual indica alta protección sobre el sustrato y generación de una película de transferencia sobre el par (observada por medio de microscopía). Cuando se utiliza un par reactivo, se determinó que la tribo-oxidación influye en el comportamiento tribológico del sistema, al generar partículas de desgaste abrasivas, las cuales provienen tanto del par como del sustrato parcialmente expuesto, incrementando la inestabilidad del coeficiente de fricción y posterior aumento del desgaste. Por medio de curvas potencio-dinámicas, se observó que el material provee alta protección contra la corrosión del acero 304, mostrando alta capacidad de pasivación y baja velocidad de corrosión.Publicación Acceso abierto Síntesis y caracterización de un recubrimiento AI-Si-N obtenido a través del proceso del pulverización catódica reactiva variando el voltaje bias DC [recurso electrónico](Universidad del Valle, 2011) Ortiz Godoy, Richard Andrés; Sequeda Osorio, FedericoSe sintetizó y caracterizó una película delgada de AlSiN a través de la técnica de Pulverización Catódica Reactiva asistida por Campos Magnéticos; utilizando como blanco del sistema una oblea de AlSi (30:70at%) y como substratos acero inoxidable 316L (caracterización mecánica, tribológica y de resistencia a la corrosión), dynasil (medidas de espesor) y zafiro (caracterización óptica). Las películas se crecieron en una atmosfera reactiva de nitrógeno y argón bajo flujos de 0.15sccm y 10sccm respectivamente. Se estudió el efecto del voltaje de polarización sobre las propiedades superficiales, mecánicas, tribológicas, ópticas y de resistencia a la corrosión del recubrimiento al trabajar con potenciales de -50V, -100V, -150V y -200V. Los resultados obtenidos demostraron que a medida que aumenta el voltaje de polarización la morfología de las películas tienden a ser más homogéneas y densas, además se presenta disminución de la rugosidad y del tamaño de grano. En cuanto a las propiedades mecánicas el recubrimiento presentó valores medios de dureza hasta los 17.21 GPa con módulos de 247.96GPa y además sus coeficientes de fricción tomaron valores similares al del acero. Respecto al estudio de las propiedades ópticas se obtuvieron modos vibraciones de la aleación AlSiN a una transmisión apreciable (41¿68 %) en las regiones: cercana infrarroja y visible con una caída o disminución de la transmisión por debajo de 783 nm y un espectro principal de reflectancia de 562 nm.Publicación Acceso abierto Uso de subproductos de la industria de café y caña de azúcar como fundente y formador de poros en la manufactura de ladrillos de arcilla roja.(Universidad del Valle, 2015) Dorado Guerra, Hector Fabián; Delvasto Arjona, SilvioEl presente trabajo es una investigación sobre el uso de residuos agroindustriales en la fabricación de ladrillos de arcilla roja como sustitutos de la materia prima (arcilla) para su fabricación, se le da a los residuos un nuevo uso tecnológico y valor agregado en aplicaciones dentro de la industria. En esta investigación se reporta el uso de ceniza de Cisco de café (CCDC) como agente fundente y del polvillo de Bagazo de caña de azúcar (PBCA) como agente formador de poros; ambos como reemplazo en peso de la arcilla. Se realizó una caracterización de las materias primas y luego se procedió con la ejecución del diseño experimental. Inicialmente se evaluó el poder fundente de la CCDC haciendo reemplazos en peso del 2%, 4%, 5%, 8%, 10%, 12%, 15%, y 20% variando la temperatura de cocción en 850¿C, 900¿C, 950¿C y realizando una repetición de cada experimento como control de la prueba; durante esta etapa se realizaron evaluaciones de resistencia a la compresión, absorción, densidad, y porosidad, teniendo como fuentes de error la composición, temperatura y la repetición, todos los datos fueron analizador bajo el programa estadístico SAS por medio de análisis de varianza y comparación de medias con Duncan 5%, el programa arrojo coeficientes de variación menores a 5% para los datos en todos los ensayos, lo cual permitió determinar como porcentaje óptimo de reemplazo el 5% de CCDC a una temperatura de 950¿C. Posteriormente se evaluó el reemplazo del PBCA en reemplazos de 1%, 2%, 3%, y 4% sobre el material óptimo fabricado a partir de CCDC y arcilla, se evaluó la resistencia a la compresión, absorción, densidad, porosidad, succión capilar, y trasferencia térmica a todos los porcentajes de reemplazo, se llegó a que el porcentaje óptimo de reemplazo sobre el óptimo (5% CCDC), es del 1% de reemplazo de PBCA; al consultar las normas NTC 4205-1, y NTC 4205-2 se encontró que los diferentes reemplazos cumplieron requisitos de la norma NTC 4205-2 de mampostería no estructural. Durante la investigación se evidencio que la reutilización de estos residuos agroindustriales CCDC, y PBCA como materia prima de la industria cerámica en la fabricación de ladrillos de arcilla roja, es una muy buena solución para dar un uso y disposición a estos residuos, disminuyendo el uso de materia prima, contribuyendo así, a la minimización de impactos negativos al ambiente.