Técnicas de indentación aplicadas al estudio de propiedades mecánicas de recubrimientos cerámicos de nitruro de titanio

Este trabajo trata con el estudio de la respuesta mecánica de Nitruro de Titanio (TiN) a situaciones de contacto estático con indentadores Vickers y Rockwell C Se depositaron capas de TiN sobre aceros M2 y 304L a través del proceso de Arco-PAPVD. Para este propósito se utilizaron dos equipos: un reactor comercial de marca Balzers y uno experimental. Las probetas fueron sometidas a ensayos de indentación estática con cargas entre 5 mN y 1500 N, aplicadas por medio de un nanoindentador Fisher H 100V y equipos de indentación convencional equipados con indentadores Vickers y Rockwell C. Las indentaciones permitieron obtener la dureza y módulo de elasticidad de las capas y sustrato y su variación con el desplazamiento relativo del indentador (RID). La microestructura de estos sistemas, espesor de las capas, patrones de agrietamiento fueron obtenidos a través de microscopía electrónica de barrido (MEB), microscopía e fuerza atómica (MFA), difracción de rayos X (DRX) y ensayos Calo-test. En el caso de los sistemas recubiertos en el reactor experimenta, se tuvieron problemas con la medición de la dureza y módulo de elasticidad debido a la redondez de la punta del indentador y la hereogeneidad en la microestructura y espesor de las capas. Los valores de dureza y modulo de elasticidad medidos en las capas depositadas en el reactor Balzers, fueron de aproximadamente 25 GPa y 400 GPa. Las curvas (RID) mostraron una variación de estas propiedades y mostraron ser una herramienta importante para el desempeño de estas capas. Además las curvas (P-h^2), (P-h^1.5) y (P-h) permitieron correlacionar los patrones de agrietamiento generados durante los ensayos, con la capacidad de estos sistemas para sostener cargas y la posibilidad de agrietamiento. Los ensayos de indentación Rockwell C permitieron medir la adherencia de las capas al sustrato. Todos estos resultados indican que los sistemas M2-TiN se comportan mejor que los 304L-TiN, y estos a su vez que los depositados en el reactor experimental. También se demostró que algunos modelos estudiados para la medición de Kc, and Kc^INT de las capas e intercara respectivamente, no son adecuados para este propósito en los sistemas fabricados. Esto debido a la diferencia entre los patrones de agrietamiento en que los modelos se basan y los obtenidos.Abstract : This work was concerned with the study of the mechanical response of Titanium Nitride (TiN) films during Rockwell and Vickers static indentations. TiN films were deposited onto M2 and 304L steels through Arc-Plasma Assisted Physical Vapor Deposition (PAPVD) process. For this purpose two equipments were used: A commercial Balzers reactor and an experimental reactor. Specimens were subjected to static indentation with loads between 5 mN and 1500 N, applied in either a Fischer H100V nanoindenter or conventional hardness equipments with Vickers and Rockwell indenters. Indentations allowed obtaining the hardness and Young’s modulus of films and substrate, and their variation with the relative indenter displacement (RID). The microstructure of these systems, film thickness and crack patterns were assessed by scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), X ray diffraction (XDR) and Calo-test. In the case of coatings obtained in the experimental reactor, problems due to tip roundness, in-homogeneity in microstructure and films thickness avoided to measure hardness and elastic modulus of the films. The Measured hardness values of TiN films deposited in the Balzers reactor were about 25 GPa and Elastic modulus of 400 GPa. The (RID) plots showed a variation of these properties and became an important tool to evaluate the performance of these systems. Besides, (P-h2), (P-h1.5) and (P-h) plots allowed to relate the crack patterns generated during tests to both the capacity of these systems to sustain loads and cracking. Also Rockwell C indentations allowed to measure the adherence of these films to substrate. The results showed that the M2-TiN systems performed better than the 304L-TiN systems, while the behavior of the systems obtained in the experimental reactor was always worse. It was also demonstrated that some proposed models for the evaluation of Kc and KcINT of films and interface respectively, are not suitable in the systems studied in this investigation. This is due to the difference between the crack patterns assumed in the models and those actually observed in the specimens.Maestrí

Deconvolution of design parameters from elasto-plastic energy data acquired by nanoindentation in ceramic coatings

The elasto-plastic energies and the RID parameter (Relative Indentation Depth b=hmax/t), defined as the ratio between the maximum indentation depth and the coating thickness, were used to evaluate the ability of the ceramic coated systems to withstand load. The study was conducted on M2 and 304L steels coated with titanium nitride by PAPVD. Both substrates were coated with TiN of about 2,0 and 3,0 µm thickness. The hardness vs. (b) and the ratio of plastic to total energy (Wp/Wt) vs. (b) graphs were analyzed. There were found correlations between the indentation depths at which the transition from mechanical response due to the coating to the mechanical response of substrate-coating and to substrate dominated behavior  and the depths at which the efficiency of using the coating falls 33% and 50 %. Results show that it is possible to get useful information from the energy taken from the mechanical response of the coated systems to avoid the Oliver and Pharr method for measuring the hardness and elastic modulus

Caracterización de silicio multicristalino mediante técnicas ópticas, eléctricas y LBIC

En este trabajo se investiga la influencia de diferentes tratamientos sobre la superficie de silicio multicristalino (m-Si) tipo p, para la revelación de fronteras de grano y defectos intragrano. La selección del mejor tratamiento de la superficie se hizo en base a la caracterización mediante las técnicas de microscopia óptica y LBIC (laser beam induced current). Para esta selección, las obleas de m-Si primero fueron cortadas en pedazos de 2x2cm2 y posteriormente atacadas mediante diferentes tratamientos superficiales. Se analizaron tanto muestras pulidas mecanicamente, así como muestras atacadas químicamente. Posteriormente todas las muestras fueron metalizadas con oro en ambas caras mediante pulverización catódica, variando el tiempo de deposición, hasta conseguir espesores de capa optimizados para hacer mapeo LBIC, sin necesidad de una unión p-n. Se analizaron eléctricamente estas metalizaciones mediante curvas corriente-voltaje, capacitancia-voltaje, conductancia-voltaje, capacitancia-frecuencia y conductancia frecuencia a las muestras de mejor respuesta LBIC. Finalmente, se seleccionó la muestra metalizada cuyo tratamiento superficial presenta mejor respuesta LBIC. Los resultados de los mapas LBIC y el análisis eléctrico se discuten en este trabajo

Cambio de actitudes en el comportamiento del consumidor manizaleño en la comuna Palogrande, bajo el modelo Schiffman, en la propuesta comercial del formato de bajo costo

Este trabajo presenta un análisis del cambio de actitudes del comportamiento del consumidor en los formatos de bajo costo de la ciudad de Manizales en la comuna Palogrande, los cuales basan su estrategia en marcas propias, disminución de costos en la cadena de suministro para ser más eficientes en las estructuras de costos en toda la cadena de valor, además en la gestión del trading y exhibición comercial. Todo lo anterior, analizado bajo el modelo consolidación teórica de Schiffman, teniendo en cuenta los componentes de actitudes (cognitivo, conativo y afectivo) y el modelo de atributos múltiples de Fishbein, citado por Schiffman, soportado sobre teorías base del marketing y el retailing actual visto en el consumo masivo actual. Los resultados de este estudio permiten comprender qué y cómo ha cambiado el consumidor de la comuna Palogrande ante esta propuesta comercial y de qué manera los formatos de bajo costo han diseñado nuevas estrategias con enfoque táctico en el retail, comprendiendo además la importancia del análisis de las actitudes y el comportamiento del consumidor, la evolución del retail tanto a nivel mundial como a nivel local y como las innovaciones tecnológicas pueden atraer a un número mayor de consumidores y una disminución de precios basada en productos con calidad y una cadena logística eficiente, asimismo de cómo las marcas propias han sido un gran medio con el que los formatos de bajo costo le han quitado participación a los formatos tradicionales, donde estos han mantenido un posicionamiento en el mercado por medio de fidelización de clientes y productos exclusivos. Para la recolección de datos y análisis de estos, se empleó una metodología mixta donde se mezclen técnicas cualitativas y cuantitativas a través del análisis de datos en SPSS y el software SPAD, buscando identificar de qué manera ha impactado al consumidor del retail de bajo costo de la ciudad de Manizales en la comuna Palogrande, en aspectos clave analizados tales como precio, frecuencia, cercanía, comodidad y calidad de producto, entre otros elementos analizados, buscando interpretar el cambio de actitudes en el comportamiento del consumidorABSTRACT This paper presents an analysis of the change in attitudes of consumer behavior in the low-cost formats of the city of Manizales in the Palogrande commune, which base their strategy on their own brands, decrease costs in the supply chain to be more efficient in cost structures throughout the value chain, as well as in the management of trading and commercial display. All of the above, analyzed under the theoretical consolidation model of Schiffman taking into account the components of attitudes (cognitive, conative and affective) and the multiple attributes model of Fishbein, cited by Schiffman, supported on theories based on current marketing and retailing seen in the current mass consumption. The results of this study were able to understand what and how the consumer of the Palogrande commune has changed and how the low-cost formats have designed new strategies with a tactical focus on retail, also understanding the importance of the analysis of attitudes and behavior of the consumer, the evolution of retail both globally and locally and how technological innovations can attract a greater number of consumers and a decrease in prices based on quality products and an efficient logistics chain, as well as how own brands have been a great means which low-cost formats, have taken away participation from traditional formats, where they have maintained a market position through customer loyalty and exclusive products. For the data collection and analysis of these, a mixed methodology was used to mix qualitative and quantitative techniques through the analysis of data in SPSS and SPAD software seeking to identify how the traditional retail of the city of Manizales has impacted in the Palogrande commune in key aspects analyzed such as price, frequency and product quality pursuing to interpret the change in attitudes in consumer behaviorMaestrí

Técnicas de indentación: medición de propiedades mecánicas en cerámicas

Las técnicas de indentación poseen una gran versatilidad que permite evaluar propiedades mecánicas en volúmenes inferiores a 0.001 mm3, hasta volúmenes del orden de los mm3, útil tanto en materiales compuestos como en volumen. Este artículo hace una revisión general de los fundamentos de éstas técnicas. También se muestran algunas de las dificultades que surgen cuando éstas son aplicadas a la medición de propiedades mecánicas de materiales cerámicos, tales como su dureza tenacidad a la fractura, módulo de elasticidad y adherencia de capas cerámicas en sustratos metálicos. Para esto se utilizan algunos materiales cerámicos en volumen como alúmina Al2O3, Titanato de Bario BaTiO3 y capas TiN depositadas sobre acero M2

Draining of films on a quasivertical plate using viscous dissipation

This work focused on obtaining an improved and expanded general theoretical analysis of a two-dimensional film draining on a quasi-vertical plate, solving rigorous mass, momentum, and energy balances. A dimensional analysis and scaling was used to simplify the mathematical description and a generalized Newtonian fluid was assumed as the film-forming material. A new quantity that governs the draining flow and film characteristics, called viscous dissipation, was proposed as part of the novel analytical expressions obtained in this work. Velocity profile, average velocity, flow rate, and local and average film thickness expressions can be obtained, allowing to simplify the overall calculation complexity and to find new potential analytical expressions using more complex rheological models.Fil: Peralta, Juan Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Meza, Barbara Erica del Valle. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Zorrilla, Susana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentin

Near-real-time VTEC maps: new contribution for Latin America Space Weather

The development of regional services able to provide ionospheric vertical total electron content (VTEC) maps and ionospheric indexes with a high spatial resolution, and in near-real-time, are of great importance for both civilian applications and the research community. We provide here the methodologies, and an assessment, of such a system. It relies on the public Global Navigational Satellite Systems (GNSS) infrastructure in South America, incorporates data from multiple constellations (currently GPS, GLONASS, Galileo and BeiDou), employs multiple frequencies, and produces continental wide VTEC maps with a latency of just a few minutes. To assess the ability of our system to model the ionospheric behavior we performed a yearround intercomparison between our near-real-time regional VTEC maps, and VTEC maps of veri ed quality produced by several referent analysis centers, resulting in mean biases lower than 1 TEC units (TECU). Also, the evaluation of our products against direct and independent GNSS-based slant TEC measurements shows RMS values better than 1 TECU. In turn, ionospheric weather W-index maps were generated, for calm and disturbed geomagnetic scenarios, solely employing our quality veri ed VTEC maps. The spatial representation of these W-index maps re ects the state of the ionosphere, with a resolution of 0:5 0:5 degrees. Finally, we conclude that our products, computed every 15 minutes, do provide an excellent spatial representation of the regional TEC, and are able to provide the bases for the possible computation of ionospheric W-index maps, also in near-real-time.Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica

Near-real-time VTEC maps: New contribution for Latin America Space Weather

The development of regional services able to provide ionospheric vertical total electron content (VTEC) maps and ionospheric indexes with a high spatial resolution, and in near-real-time, are of great importance for both civilian applications and the research community. We provide here the methodologies, and an assessment, of such a system. It relies on the public Global Navigational Satellite Systems (GNSS) infrastructure in South America, incorporates data from multiple constellations (currently GPS, GLONASS, Galileo and BeiDou), employs multiple frequencies, and produces continental wide VTEC maps with a latency of just a few minutes. To assess the ability of our system to model the ionospheric behavior we performed a year-round intercomparison between our near-real-time regional VTEC maps, and VTEC maps of verified quality produced by several referent analysis centers, resulting in mean biases lower than 1 TEC units (TECU). Also, the evaluation of our products against direct and independent GNSS-based slant TEC measurements shows RMS values better than 1 TECU. In turn, ionospheric weather W-index maps were generated, for calm and disturbed geomagnetic scenarios, solely employing our quality verified VTEC maps. The spatial representation of these W-index maps reflects the state of the ionosphere, with a resolution of 0.5×0.5 degrees. Finally, we conclude that our products, computed every 15 min, do provide an excellent spatial representation of the regional TEC, and are able to provide the bases for the possible computation of ionospheric W-index maps, also in near-real-time.Fil: Mendoza, Luciano Pedro Oscar. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Meza, Amalia Margarita. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Aragón Paz, Juan Manuel. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentin

Evaluación técnica y económica de la construcción de una chimenea nueva vs. la ampliación de pique ambos por el método Raise Climber en Minera Yanaquihua

La unidad minera Alpacay de minera Yanaquihua pertenece al grupo Samaniego, la unidad tiene la necesidad de aliviar sus operaciones unitarias por lo que plantea las opciones de ampliar un pique que adquirieron a mineros informales o la construcción de una chimenea ambos por el método Raise climber con equipo Alimak. El objetivo de la presente investigación fue determinar la opción adecuada entre la construcción de una nueva chimenea frente a la ampliación del pique Charco 1 empleando el método Raise Climber en minera Yanaquihua, Se aplicó el método de investigación analítico y fue de tipo aplicada, el nivel de la investigación fue descriptivo – explicativo, con un diseño no experimental transversal descriptivo comparativo, donde la muestra fueron la construcción de una chimenea nueva y la ampliación del pique Charco y la técnica aplicada fue la observación. Los resultados indicaron que la construcción de la chimenea por el método Raise Climber fue la adecuada en minera Yanaquihua. El tiempo de ejecución de la ampliación fue de 13 días y la construcción de la chimenea fue de 110 días. El resumen económico indica que el coso de cada proyecto fue la siguiente: la ampliación con un 461851.1 dólares y la construcción de la chimenea por el método Raise Climber fue 396922.96 dólares, menor que el primero