Caracterização de cerâmicas a base de nitreto de silício para aplicações estruturais

The need for development of new materials is a natural process in the companies’ technological point of view, seeking improvements in materials and processes. Specifically, among the materials, ceramic exhibit valuable properties, especially the covalent ceramics which have excellent properties for applications which requires the abrasion resistance, hardness, high temperatures, resistence, etc. being a material that has applications in several areas. Most studies are related to improvement of properties, specially fracture toughness that allows the expansion of its application. Among the most promising ceramic materials are silicon nitride (Si3N4) which has excellent properties. The goal of this work was the development and caracterization of Si3N4-based ceramics, doped with yttrium oxide (Y2O3), rar earth concentrate (CTR2O3) and cerium oxide (CeO2) in the same proportion for the evaluation of properties. The powders' mixtures were homogenized, dried and compressed under pressure uniaxial and isostatic. Sintering was carried out in 1850 ⁰C under pressure of 0,1MPa N2 for 1 h with a heating rate of 25 ⁰C / min and cooling in the furnace inertia. The characterizations were performed using Archimedes principle to relative density, weight loss by measuring before and after sintering, phase analysis by X-ray diffraction, microstructure by scanning electron microscope (SEM), hardness and fracture toughness by the method Vickers indentation. The results obtained showed relative density of 97-98%, Vickers hardness 17 to 19 GPa, fracture toughness 5.6 to 6.8 MPa.m1/2, with phases varying from α-SiAlON and β-Si3N4 depending the types of additives used. The results are promising for tribological applications and can be defined according to the types of additives to be used

Análise por feixes de íons de filmes finos dielétricos depositados por sputtering reativo e crescidos termicamente

Esta tese trata de filmes finos de materiais dielétricos depositados por sputtering reativo e crescidos termicamente que são analisados por métodos de feixes de íons. Como introdução aos nossos trabalhos, são abordados os princípios da deposição por sputtering com corrente contínua, com rádio-freqüências e em atmosferas reativas. Além disso, são apresentados os princípios de crescimento térmico em fornos clássicos e em fornos de tratamento térmico rápido. Também são descritos em detalhe os métodos análiticos de espectropia de retroespalhamento Rutheford e reações nucleares ressonantes e não-ressonantes para medir as quantidades totais e os perfis de concentração em função da profundidade dos vários isótopos utilizados, bem como o método de difração de raios-X. No que concerne à deposição por sputtering reativo de filmes finos de nitreto de silicio, nitreto de alumínio e nitreto duplo de titânio e alumínio, são estudados os processos de deposição, são caracterizados os filmes desses materiais e são estabelecidas correlações entre características dos filmes e os parâmetros de deposição. Quanto ao crescimento térmico em atmosferas reativas de filmes muito finos de óxido, nitreto e oxinitreto de sílicio, são apresentados modelos para o crescimento dos filmes de óxido de sílicio, é estudada a influência da limpeza do substrato de sílicio nos mecanismos de crescimento dos filmes de óxido de sílicio e são elucidados aspectos dos mecanismos de nitretação térmica do sílicio e de filmes de óxido de sílicio.

Generación y reacciones en fase gaseosa de radicales pequeños de interés en los procesos de deposición de silicio y derivados y en la química atmosférica

Los radicales libres juegan un papel importante como intermediarios en muchas reacciones químicas, como aquéllas involucradas en la combustión, en la atmósfera y en el espacio interestelar. El interés en los radicales libres ha crecido como resultado de la aplicación de las técnicas láser. (...) (...) Otra razón es su importante rol en la química de la atmósfera en relación a los problemas ambientales y su papel en los procesos de oxidación de moléculas orgánicas, en la química de la combustión y en la química atmosférica. Por esto es importante medir los coeficientes de velocidad para estas reacciones y comprender los mecanismos de reacción involucrados. (...) La aplicación de láseres al procesamiento de materiales para producir polvos y recubrimientos cerámicos de utilidad en microelectrónica, medicina, etc., ofrece una nueva tecnología con ventajas respecto de los métodos convencionales. SiH4 y sus derivados reciben atención debido a su importancia en la industria de los semiconductores. Sin embargo hay poca información disponible sobre los procesos químicos elementales de esta molécula. (...) En síntesis, es necesario conocer la reactividad y la cinética de los radicales del Si facilitará, a los fines de facilitar la construcción de mecanismos de deposición; el depósito de películas muy finas de Si y sus derivados a partir de distintos tipos de precursores en fase gaseosa, es de vital importancia en la tecnología moderna. (...) El proyecto comprende el estudio de las fluorescencias infrarroja y visible producidas por las especies generadas por la descomposición de silano (SiH4) por irradiación láser en fase gaseosa. Se estudia la generación de radicales, principalmente SiH2 y SiH3, a partir de precursores adecuados y sus reacciones con el objeto de obtener parámetros cinéticos y mecanismos de reacción que contribuyan al modelado de los procesos de deposición de metales y semiconductores. Se completará el montaje y calibración de un sistema de fotólisis pulsada con detección por fluorescencia de resonancia en flujo lento para el estudio de reacciones de átomos y radicales pequeños con compuesos de interés atmosférico.

Formación de nanoestructuras de silicio por evaporación térmica y pulverización catódica. Intento de crecimiento de nanohilos de silicio

El proyecto tiene como objetivo estudiar las posibilidades de síntesis de nanohilos de silicio mediante evaporación térmica y pulverización catódica. Con estas técnicas se pretende lograr un crecimiento aditivo en un escenario VLS (Vapor Liquid Solid). Se han utilizado obleas de silicio recubiertas de oro o aluminio como catalizador, sometidas a un tratamiento térmico para lograr una aleación eutéctica. Se han realizado 19 ensayos variando los parámetros experimentales, y se han obtenido 44 muestras diferentes, caracterizadas mediante SEM. Después de un estudio exhaustivo no se ha podido hacer crecer nanohilos de silicio, confirmando la dificultad de su obtención con las técnicas propuestas.

Efectes de l’altura solar, la nuvolositat i la temperatura en les mesures dels piranòmetres de silici = Efectos de la altura solar, la nubosidad y la temperatura en las medidas de los piranometros de silicio

La mesura de la irradiància solar en superfície es fa mitjançant piranòmetres amb sensor termoelèctric o amb sensor de silici. Aquests darrers presenten una resposta espectral no uniforme i limitada a la banda de 400 a 1100 nm, i, a més, la seva sensibilitat depèn fortament de la temperatura. Els piranòmetres termoelèctrics, en canvi, presenten una resposta espectral uniforme en la banda solar, i un coeficient de temperatura reduït. L’objectiu de l’estudi que es presenta ha estat millorar l’acord entre les mesures d’irradiància global preses amb un piranòmetre termoelèctric CM11 de Kipp & Zonen, i diversos piranòmetres fotovoltaics o de silici Li200SA de Li-Cor. Com que la resposta angular dels sensors s’aparta en general de la resposta cosinus ideal, es proposen unes correccions a tal efecte. S’han analitzat les dades minutals corresponents a un cicle anual de mesures d’irradiància preses pels dos tipus de piranòmetres a l’estació radiomètrica de la Universitat de Girona. Les correccions proposades per la resposta angular dels instruments es basen en bibliografia prèvia, i també en simulacions realitzades amb un model espectral de transferència radiativa multicapa. La simulació ha permès obtenir correccions per compensar les diferents respostes angulars i espectrals dels dos tipus d’instruments. Per a cels serens, les correccions angulars i espectrals milloren notablement l’acord entre les mesures dels dos tipus de piranòmetres. També es proposa una correcció de l’efecte de la temperatura sobre la mesura dels piranòmetres de silici, obtinguda empíricament. Malgrat que les correccions s’han obtingut per a cels serens, han estat també aplicades a condicions de cel ennuvolat, caracteritzades objectivament mitjançant un algorisme basat en mesures d’irradiància global i difusa. Finalment s’ha comprovat que les correccions també milloren l’acord entre les mesures dels dos tipus de sensors independentment de l’extensió de la coberta de núvols

Seguimiento continuo del proceso de gelificacion de alcoxidos de silicio y titanio mediante ensayos reologicos

En este trabajo se ha estudiado el proceso de gelificación desde un nuevo punto de vista: el seguimiento de la transición solgel mediante la evolución con el tiempo de la distribución de tiempos de relajación, que está directamente relacionada con la distribución de pesos moleculares. La técnica utilizada para la determinación de la distribución de tiempos de relajación es la reología. El proceso de gelificación se ha seguido de forma continua mediante dos ensayos reológicos distintos: (1) ensayos dinámicos u oscilatorios y (2) ensayos de retardo y recuperación, con el objetivo de caracterizar de forma completa la viscoelasticidad del sistema a lo largo de todo el proceso. El estudio ha abarcado todos los estadios de la gelificación: (a) el estadio pre-gel, (b) el propio estadio gel y (c) el estadio post-gel. Los procesos estudiados corresponden a soles poliméricos de titanio y de silicio. Los resultados obtenidos permiten evaluar la influencia de la composición de los soles, así como comparar los dos tipos de soles analizados. Además, permiten describir el tiempo de gelificación desde una nueva perspectiva, basada en la distribución de tiempos de relajación, ya que se observa que este momento corresponde a una distribución de polidispersidad máxima.

Fotoluminiscencia visible debida a capas de SiO2. implantadas con silicio y carbono

Se ha n realizado implantaciones de silicio y de carbono + silicio en matrices aislantes de SÍO2 térmico, las cuales, después de un recocido a alta temperatura precipitan en forma de nanocristales de tamaños comprendidos entre 30 y 60 Á. Estas estructuras presentan una intensa fotoluminiscencia en el rojo profundo (1.4-1.6 eV) y el verde (2.0-2.2 eV). La energía e intensidad de las bandas depende fuertemente de la temperatura y duración del recocido. Diferentes comportamientos se han encontrado para las bandas roja y verde, incluyendo la cinética de desexcitación y el origen estructural. Los experimentos de absorción infrarroja, Raman y microscopía electrónica demuestran que los nanocristales son los responsables de la banda roja mientras que agregados amorfos de carbono son los responsables de la verde.

Determinación experimental del tamaño del núcleo del silicio

Tesis (Maestría en Ciencias, con especialidad en Ingeniería Nuclear). U. A. N. L.

Esferoidización del eutéctico en las aleaciones aluminio silicio

Tesis (Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales) - U.A.N.L, 1998

Determinación de propiedades de resistencia a la corrosión de aceros aleados al silicio embebidos en mortero [por] Octavio Covarrubias Alvarado

Tesis (Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales) U.A.N.L.

Autoafinidad de superficies de fractura en una aleación aluminio silicio por Jorge Adrián Aldaco Castañeda

Tesis (Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales) U.A.N.L.

Obtención del módulo de elasticidad y razón de Poisson en diferentes grados de acero al silicio

Tesis (Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales) - U.A.N.L, 2000

Oxidación a alta temperatura de aceros con silicio y cobre.

Tesis (Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales) UANL, 2011.

Laminación en caliente y en frío de aceros al silicio para aplicaciones eléctricas.

Tesis (Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales) UANL, 2012.

Daño superficial en aceros con silicio por óxido líquido.

Tesis (Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales) UANL, 2012.