Ingeniero Civil Mecánico / La fabricación de piezas de molibdeno por el método tradicional de fundición es difícil y costosa debido a su alto punto de fusión (2563 ºC), por lo que una alternativa es la sinterización en fase sólida, donde se necesitan temperaturas del orden de 1600 a 2000ºC. Sin embargo, es posible disminuir aún más la temperatura requerida para tal proceso si este último se realiza en presencia de una fase líquida, lo que permite trabajar a temperaturas cercanas a 1000ºC. Una de las etapas más importantes en la densificación del último proceso mencionado, es la disolución en el líquido de los elementos que constituyen las partículas más pequeñas y su reprecipitación sobre las partículas más grandes. Para el éxito de esta etapa, se requiere que el sólido sea soluble en la fase líquida, por lo que se utiliza el proceso de molienda mecánica para generar una solución sólida metaestable. El objetivo del presente Trabajo de Título es estudiar el efecto de usar polvos prealeados de Mo-Cu mezclados con Mo elemental, en vez de polvos elementales o polvos prealeados de Mo-Cu, sobre el proceso de sinterización del Mo con presencia de una fase líquida de Cu. Para obtener las soluciones sólidas metaestables se realizan una serie de moliendas húmedas, de 30 h de mezclas de polvos elementales de Mo con distintas cantidades de Cu (10,20, 30%v y 50%p). Los polvos Mo50%pCu derivados de la molienda son estudiados para 10, 20, 30 h del proceso y posteriormente son mezclados con polvos de Mo hasta alcanzar distintos contenidos de Cu (10, 20 y 30%v). Paralelamente se mezclan (sin moler) polvos elementales de Mo con distintos contenidos de Cu (10, 20 y 30%v). Los polvos se compactan a una presión de 450 MPa y posteriormente se sinterizan, en atmósferas neutra y reductora, a 1150ºC por 1 h. Las probetas sinterizadas son caracterizadas por su densidad, dureza y microestructura. Tanto para los polvos aleados como para los simplemente mezclados, al aumentar la cantidad de cobre en las muestras, incrementa ligeramente la densidad en verde, sin embargo para los formados por mezcla de polvos aleados y polvos elementales de Mo la densidad no varía notoriamente. Los resultados posteriores a la etapa de sinterización muestran que para todas las muestras, el aumento de la cantidad de cobre y condiciones reductoras influyen positivamente en la densificación, donde los compactos fabricados por únicamente polvos aleados y sinterizados en una atmosfera de Ar+10%H2 obtienen la mayor densidad, dureza y densificación.

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Doctor en Ciencias de la Ingeniería, Mención en Ciencia de los Materiales / Los vidrios metálicos son aleaciones con una estructura atómica desordenada que han atraído interés durante las últimas décadas debido a sus propiedades mecánicas particulares como un alto módulo y límite elástico. Sin embargo, éstos se presentan como materiales frágiles a temperatura ambiente debido a su tendencia a la localización de la deformación mediante la formación de bandas de corte. La explotación de las propiedades de los vidrios metálicos requiere el desarrollo de estrategias efectivas para controlar la localización de la deformación y poder prevenir la fractura frágil. Este objetivo puede ser alcanzado si los mecanismos que gobiernan la plasticidad en los vidrios metálicos a escala atómica son bien conocidos. En particular, cuando tratamos con nano-estructuras, aparecen efectos superficiales debido a la mayor proporción de átomos que corresponden a la superficie con respecto a los que se encuentran en el volumen. Con el ánimo de proporcionar mayor entendimiento de estos efectos y de como ellos influyen sobre las propiedades mecánicas de nano-estructuras de vidrio metálico, se estudió su comportamiento mécanico usando simulaciones de dinámica molecular. Se eligió la aleación Zr-Cu-Al por ser uno de los pocos sistemas ternarios con un potencial interatómico bien definido que puede ser implementado en los programas computacionales utilizados en el modelamiento de materiales. El estudio fue enfocado en el modelamiento de dos casos de deformación. El primer caso lo constituye un ensayo de compresión sobre nano-columnas en el cual se estudió la relación entre el módulo elástico y límite elástico con el largo y diámetro de las nano-columnas. El segundo estudio trató sobre la deformación que sufren una nanopartícula y un substrato, ambos de vidrio metálico basados en cobre y zirconio, en un impacto a velocidades sub y supersónicas. En ambos casos resultó muy importante el papel que juega la relación superficie-volumen en la deformación. En el modelamiento de la compresión se encontró que los nano-alambres son capaces de deformarse plásticamente gracias a la disminución de la energía elástica almacenada por la muestra cuando disminuye el volumen. En el caso del impacto de nano-partículas de vidrio metálico se muestra que a esta escala la deformación es un fenómeno global que funde toda la partícula y debido a la mayor proporción de área con respecto al volumen, esta se enfría rápidamente, lo que conserva la estructura atómica amorfa de la muestra.