Nano-mechanical properties of silver-welded YBCO bulks

The mechanical properties of melt-textured YBCO bulk boundaries are a topic of special interest especially in the manufacturing of superconductor devices for engineering applications. Instrumented indentation technique is a powerful tool widely employed to characterize the mechanical properties of small volumes. We presented results of the nanohardness (H) and Young’s modulus (E) across [001]-welds fabricated by silver welding. The residual imprints performed by a sharp tip indenter were observed by Field Emission Scanning Electron Microscope (FE-SEM) to investigate the different fracture mechanisms nucleated during the indentation process. Results show a decrease of the nanohardness across the grain boundary related to the appearance of a “welding path” free of Y-211 particles. The FE-SEM images show chipping and sink-in effects in that region. Remarkably, for zero-angle welds the mechanical properties are unaltered across the joint, thus probing the high quality of silver welds for large-scale applications.Peer ReviewedPostprint (published version

Curva tensión-deformación mediante indentación esférica para materiales cerámicos superconductores de YBCO-TSMG

Los materiales superconductores, son ampliamente utilizados en el campo de la medicina (RMN, SQUID), para el transporte de corriente (limitadores de corriente), etc. El desconocimiento de sus propiedades mecánicas tales como el límite elástico, s e, la tensión máxima a cizalla, tmax o la tensión a tracción en la zona colindante de la indentación, s t conlleva un incremento económico del proceso de fabricación. Por ello, en este estudio, nos hemos centrado en la determinación de la transición elasto-plástica y la obtención el se, tmax y st mediante nanoindentación esférica así como conocer los diferentes mecanismos de deformación plástica activados durante el proceso de indentación mediante microscopia electrónica de transmisión (TEM) para materiales cerámicos de YBa2Cu3O7-d (YBCO) texturados mediante la técnica de crecimiento inducido por semilla, (Top-seeded-melt-growth, TSMG). Se ha determinado que la presión media de contacto para la cual se produce la transición elasto-plástica y el módulo de Young calculado a partir de las ecuaciones de Hertz son 3,93 y 120 ± 5,2 GPa, respectivamente.Postprint (published version

Propiedades mecánicas a escala nanométrica de YSZ y GDC usados como electrolitos en pilas de combustible de óxido sólido

El objetivo del presente trabajo es evaluar y comparar las propiedades mecánicas de los electrolitos basados en la circona estabilizada con itria (“yttria stabilized zirconia”, YSZ) y ceria dopada con gadolinia (“gadolinia doped ceria”, GDC), para pilas de combustible de óxido sólido (SOFCs). Ambos materiales, de 200 μm de espesor, se conformaron mediante prensado uniaxial y sinterizaron a 1350ºC. La dureza (H), módulo de Young (E) y tenacidad a fractura (KIC) de los mismos se determinaron mediante la técnica de nanoindentación instrumentada, usando una punta Berkovich de diamante, para diferentes cargas aplicadas: 5, 10, 30, 100, 500 y 650 mN. Las huellas residuales de las indentaciones han sido observadas mediante microscopia electrónica de alta resolución (FE-SEM). Los resultados de H, E y KIC del GDC fueron aproximadamente un 20% inferiores respecto a los del YSZ.Postprint (published version

Study of the effect of EAFD in polymer composites usig DoE

This study assesses the processing behaviour and mechanical properties of different polymers widely used in several industry fields formulated with Electric Arc Furnace Dust (EAFD) as filler. Design of Experiments (DoE) has been proved to be an effective tool to obtain the maximum information with the minimum number of experiments. In this experimental design mechanical properties as well as the melt flow index were chosen as dependent variables. The effect of CaCO3, BaSO4 and EAFD fillers as well as different polymer matrix has been evaluated.Peer ReviewedPostprint (published version

Caracterización mecánica a escala picométrica de YBa1.75Sr0.25Cu3O7-d monocristalino mediante la técnica de autoflujo

Se implementa un método para indentar superficies rígidas a niveles nanométricos utilizando un microscopio de fuerzas atómicas (Atomic Force Microscopy-AFM), empleando el modo de espectroscopia de fuerzas (Force Spectroscopy-FS), el cual nos permite generar un movimiento vertical de la punta sin producir fuerzas laterales. Uno de los factores más críticos durante este estudio ha sido caracterizar la máxima fuerza aplicada por el AFM la cual no produce deformación remanente, esto se ha obtenido a partir del factor de sensitividad de la palanca del AFM, así como de la correcta determinación del radio de curvatura (r) de la punta antes y después de la indentación. A partir de las curvas de fuerzapenetración (F vs. he) obtenidas a 200 nN de carga aplicada, y utilizando un modelo de contacto Hertziano, se ha podido determinar el módulo de Young (E) del material cuando se encuentra sometido a un campo de deformación totalmente elástico.Postprint (published version

Mechanical characterization at nanometric scale of ceramic superconductor composites I

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Mechanical characterization at nanometric scale of ceramic superconductor composites

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Mechanical characterization at nanometric scale of ceramic superconductor composites I

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Mechanical characterization at nanometric scale of ceramic superconductor composites

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Estudio de los mecanismos de fractura durante el proceso de oxigenación del YBa2Cu3O7-d (YBCO)

Estudio del proceso de fractura en el plano cristalográfico 001 (ab) durante el proceso de oxigenación de materiales superconductores de YBa2Cu3O7-δ (YBCO, a menudo conocido como Y123) mediante nanoindentación a temperatura ambiente; las muestras se han estudiado a diferentes cargas aplicadas: 5, 10, 30 y 100 mN. Este estudio ha sido realizado en muestras monocristalinas con estructura tetragonal, texturadas mediante la técnica de crecimiento inducido por semilla (Top seeding melt growth, TSMG) obteniendo la fase Ortorrómbica tras el tratamiento de oxigenación. Los valores de dureza se han calculado a partir de las ecuaciones de Oliver y Pharr para ambas fases observándose una disminución de los valores para la fase ortorrómbica debido a la fragilización del material durante el proceso de oxigenación (formación de microgrietas). La caracterización microestructural de las probetas de estudio se ha realizado mediante microscopia de barrido (FE-SEM) y microscopia de transmisión (TEM).Postprint (published version