Ingeniería de Materiales

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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.

Franco Arenas, Fernando | 2018

La 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 soldadura

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

Jurado Montano, Arturo | 2018

En 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 corrosión

Deposición de recubrimientos de Pt-N obtenidos por Magnetrón Sputtering para su aplicación en la industria biomédica

Sanchez Stepha, Hector | 2017

En 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 propiedades

Morteros de pega con materiales alternativos cementicios

Robayo, Rafael | 2017

Los 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 sostenible

Estudio de viabilidad en aplicación de poliester diciclopentadienico (CDPD) adicionado con carbonato de calcio (CaCO3) para acabados interiores en viviendas de interes social

Alban Achinte, Fred | 2012

En 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 agua

Influencia de la temperatura en la producción de fibras electrohiladas de almidón de yuca y alcohol polivinílico

Mina Hernández, José Herminsul | 2016

El Electrospinning o electrohilado es un proceso relativamente sencillo en la formación de fibras a partir de una masa fundida de polímeros o una disolución. Este proceso depende de las fuerzas electrostáticas obtenidas al aplicar un campo eléctrico desde una fuente entre la punta de la boquilla y el colector. Una vez las fuerzas electrostáticas superan la tensión superficial de la disolución de polímero en la punta de la boquilla, se genera un flujo continuo de la disolución hasta el colector. Mientras se produce la elongación del material polimérico el solvente se evapora continuamente, dando lugar a la generación de fibras las cuales se depositan en una estructura aleatoria sobre el colector (De Vrieze et al. 2009). En un proceso típico de electrospinning, la tensión usada para generar el campo eléctrico se encuentra entre 5 y 50 kV, un electrodo es conectado al tubo capilar y el otro al colector, el cual generalmente es puesto a tierra. Con el aumento de voltaje, el campo eléctrico se intensifica, provocando la formación de una gota que cuelga de la punta del capilar. Esta fuerza actúa en la dirección opuesta de la tensión superficial de la gota, lo que lleva a su alargamiento. Al lograr un equilibrio entre la tensión superficial y la fuerza electrostática, se forma un cono, conocido como cono de Taylor (Kopp Alves et al. 2013).

Estudios de las características de rocas calcáreas típicas utilizadas para la producción de cales en el municipio de Vijes

Delvasto Arjona, Silvio | 2015

En este trabajo de grado se caracterizaron las rocas calcáreas típicas para la producción de cales del municipio de Vijes, extraídas de las minas Las Guacas, Monserrate, Portachuelo y la de Manga-vieja perteneciente al corregimiento de San Marcos (Yumbo-Valle del Cauca). A este material calizo, se le determinaron las propiedades mecánicas como resistencia a la compresión, resistencia a la flexión y dureza. Además algunas propiedades físicas como absorción, densidad, porosidad y capilaridad. Asimismo como propiedades químicas, térmicas y mineralógicas mediante técnicas de caracterización avanzadas como fluorescencia de rayos X (FRX), termogravimetría (TGA), difracción de rayos X (DRX) y microscopia electrónica de barrido (MEB), respectivamente. Lo anterior con el fin de establecer su calidad, clasificación y parametrización del procesamiento de esta materia prima.

Preparación y caracterización de cementos óseos acrílicos modificados con un fosfato calcico y metacrilato de dietilamino etilo (DEAEM)

Mina Hernández, José Herminsul | 2014

El 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.

Diseño y evaluación de un proceso de conminución para la obtención de pirofosfato férrico micronizado

Delvasto Arjona, Silvio | 2015

En este trabajo de investigación se buscó la creación de una metodología basada en procesos de reducción de tamaño de partícula con el fin de obtener partículas de pirofosfato férrico micronizadas. El material fue recibido en primera instancia después de sufrir un proceso de secado mediante secado por atomización (spray drying) para posteriormente realizar su molienda en los equipos destinados para esto, los cuales fueron un molino turbina (Bauer mill) y un molino de chorro de aire (Jet mill).

Estudio cinético de una puzolana natural activada alcalinamente

Robayo, Rafael | 2015

Este trabajo de grado, desarrollado en el marco del proyecto PUZOGEOH, del Grupo Materiales Compuestos, describe el efecto del tamaño de partícula (20, 40 y 80 μm) en la cinética de geopolimerización de una puzolana natural (PN) activada alcalinamente y el correspondiente análisis microestructural de los productos generados. Para ello se aplicaron diversas técnicas instrumentales tales como Difracción de rayos X (DRX), Infrarrojo con transformada de Fourier (FTIR), Calorimetría diferencial de barrido (DSC), Análisis Termogravimétrico (TGA) y Calorimetría Isotérmica (CI). PN fue activada alcalinamente, a 25 °C y a 70 °C, con soluciones basadas en mezclas de Silicato de sodio e hidróxido de sodio. Se realizaron ataques químicos selectivos y con la ayuda de FTIR se calcularon los grados amorficidad y de reacción de la puzolana y los sistemas geopoliméricos respectivamente, los cuales presentaron una relación inversa con el tamaño de partícula cuando se trabaja en los rangos establecidos en esta investigación. Complementariamente se evaluó el tiempo de fraguado y la resistencia a comprensión, esta última a edades de curado de 7, 28, 90 y 120 días.

Aprovechamiento de residuos de vidrio para la producción de baldosas geopoliméricas

Rivera, Jhonathan Fernando | 2015

Los desechos de vidrio de botella se caracterizaron y activaron alcalinamente con una solución de NaOH al 4M para sintetizar geopolímeros de 100% vidrio (GV) y geopolímeros híbridos (GH). El GV alcanzó una resistencia a la compresión de 56 MPa y un módulo de rotura de 10 MPa; y GH con un 20% de reemplazo de cemento Portland, alcanzó una resistencia a la compresión de 22,5 MPa y un módulo de rotura de 8,8 MPa. Los ensayos se realizaron a 7 y 28 días de edad y tras un curado térmico a 70°C por 24 horas. Desechos de vidrio plano se usaron como reemplazo de la arena para la elaboración de baldosas a partir de las composiciones de GV y GH. Las baldosas se sintetizaron y ensayaron bajo la norma NTC 1085, los resultados obtenidos indican que las baldosas de 100% vidrio (MV) alcanzan los valores estipulados por la norma a compresión y flexión. Sin embargo las baldosas híbridas (MH) no logran alcanzar dichos estándares. Tanto MV como MH sobrepasan los valores de la norma para ensayos de impacto, sin embargo en ambos casos se tiene una elevada absorción. El SEM realizado a MV y MH evidenció la presencia de los geles amorfos N-A-S-H y C-A-S-H, producto de la geopolimerización. Finalmente, se aprovecharon los desechos de vidrio de colores para darle una superficie decorativa a las baldosas.

Caracterización microestructural, mecánica y electroquímica del recubrimiento carbonitruro de vanadio (VCN) obtenido por magnetroón sputtering R.F.

Caicedo Angulo, Julio César | 2015

Este trabajo se estudió la influencia del voltaje de polarización negativo (Voltaje Bias) en las propiedades microestructurales, morfológicas, tribológicas, mecánicas y electroquímicas del recubrimiento Carbonitruro de Vanadio (VCN) depositado sobre un acero AISI 8620 por la técnica Magnetrón Sputtering r.f. Los recubrimientos obtenidos se caracterizaron por medio de difracción de rayos X (XRD), Microscopia fotoelectrónica de rayos X (XPS) Espectroscopia de infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR), Microscopia de fuerza atómica (AFM), Microscopia electrónica de barrido (SEM), Espectroscopia de energía dispersiva de rayos X (EDS), Nanoindentación, Pin-on-disk, prueba de rayado (Scratch test), espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) y curvas de polarización Tafel. A partir de los resultados obtenidos por XRD se determinó que la estructura cristalina del compuesto ternario es FCC tipo NaCl con un parámetro de red de 4.161 Å para recubrimientos depositados con 0V y gracias a la técnica de XPS se pudo validar satisfactoriamente la formación de la molécula VCN y finalizando esta parte, de los resultados de FTIR se determinó los modos de vibración de los enlaces del recubrimiento VCN. Con respecto a la morfología, de los resultados obtenidos por AFM se determinaron la rugosidad y el tamaño de grano encontrando que estos disminuyen al variar el voltaje Bias.

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

Sanchez Stepha, Hector | 2012

En 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.

Desarrollo y caracterización de un fluido magnetoreológico

Mina Hernández, José Herminsul | 2012

Los 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.

Obtención y evaluación de esponjas de una aleación de aluminio 6061 fabricadas mediante infiltración de preformas solubles de sal bajo presión de vacío

Castro Navas, Irvin Jadway | 2011

Esta 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 materiales

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 [recurso electrónico]

Dorado Guerra, Hector Fabian | 2016-10-31

El 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.

Aprovechamiento de desechos de ladrillo para la síntesis de geopolímero [recurso electrónico]

Mulford Carvajal, Alexandra Jimena | 2016-01-05

En el presente trabajo de grado se realizó la síntesis de un material geopolimérico, a partir de un desecho procedente de la industria ladrillera, para lo cual se diseñó un sistema simple basado en 100% de este desecho y un sistema hibrido que incluyó la adición de cemento portland como fuente de calcio. La materia prima fue caracterizada, y al material resultante al final de la investigación se le evaluaron las propiedades físicas y mecánicas. Todos los procesos y técnicas de análisis se realizaron en concordancia con las diferentes normas técnicas establecidas.

Modelamiento matemático de la estructura cristalina FCC del nitruro de titanio por medio de teoría de grafos [recurso electrónico]

Gómez Ovalle, Alvaro Enrique | 2015-11-24

En este trabajo se analizarán los conceptos de teoría algebraica de grafos y grupos; esto para aplicar los conceptos de un espacio vectorial a la matriz de adyacencia del grafo. Con estos conceptos teóricos se modelara la estructura cristalina del nitruro de titanio (TiN); se analizara su estructura tipo FCC, la cual será tratada como el grafo a analizar. Esta modelación nos permitirá asociar propiedades físicas a la estructura del grafo de la estructura cristalina; esto se lograra mediante una función característica del modelo.

Propiedades mecánicas y tribológicas de películas de WS2 depositadas por medio de magnetrón sputtering DC no reactivo para aplicación en lubricación sólida [recurso electrónico]

Berrio Ortiz, Edison | 2015-11-24

Se 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.

Producción y caracterización de recubrimientos de TiSin obtenidas por la técnica de magnetrón sputtering reactivo [recurso electrónico]

Guerra Betancourt, Jose Luis | 2015-11-24

Se 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.