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Clustering EBEM: modelos de mezclas gausianas basados en maximización de entropíaPeñalver Benavent, Antonio 17 December 2007 (has links)
D.L. A 227-2008
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Impact of Political Expectations on Lima Stock Market Returns / Impacto de expectativas políticas en los retornos del Índice General de la Bolsa de Valores de LimaRodríguez, Gabriel, Vargas, Alfredo 10 April 2018 (has links)
This paper analyzes the impact of political expectations on the returns of Peru’s stock market using information pertaining to the the electoral periods of 1995 and 2000. The main variable is a measure of the probability that a candidate will win the elections. Therefore, the hypothesis to be proven is whether the uncertainty of the election results affects Peru’s stock market returns. We use other alternative variables such as the exchange rate, inflation, and terms of trade. The results show that for the first period of the analysis (1995), the probability that the candidate Fujimori would win the elections positively affected stock market returns. On the other hand, for the period of 2000, the above-mentioned variable changed, implying a loss of electoral appeal on thepart of the candidate Fujimori. Furthermore, the evidence of corruption uncovered at the time contributed to an explanation of the result’s importance. The results also show the importance ofother macroeconomic variables in the estimations. / El presente documento analiza el impacto de las expectativas políticas (medida como la probabilidad de que un candidato gane las elecciones) sobre los retornos del índice general de la Bolsa de Valores de Lima (IGBVL) utilizando información para los períodos electorales de 1995 y 2000. La hipótesis a verificar es si el grado de incertidumbre sobre el resultado de las elecciones presidenciales afecta los retornos del IGBVL. Se usan otras variables explicativas como el tipo de cambio, la inflación, y los términos de intercambio. Los resultados muestran que para el primer período de análisis (1995) la probabilidad de que el candidato Fujimori gane las elecciones tuvo un signo positivo sobre el rendimiento del IGBVL mientras que para el período 2000, el signo de dicha variable cambia, siendo en ambos casos estadísticamente significativos.
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Coherencia como recurso en los sistemas cuánticos abiertosYugra Carcasi, Yonny Daniel 26 July 2022 (has links)
In this thesis, we address open quantum systems subjected to Markovian and non-
Markovian evolutions. We diagnose these two regimes using the relative entropy of
coherence. We specially address the case of two qubits encoded in the polarization
degree of freedom of photon beams. The two qubits play the roles of system and
ancilla. In our experimental setup, we need only two parameters to control Markovian
and non-Markovian regimes. We also propose and provide a proof-of-concept
for the implementation of a quantum gate that drives an open system so that it can
reach maximal coherence. Our ndings also illustrate possibilities for generating
non-Markovian processes, which are important to recover information that has gone
from the system to its environment. We thereby show how non-Markovianity can
be considered as a resource in open quantum systems. / En esta tesis, abordamos los sistemas cuánticos abiertos sometidos a evoluciones Markovianas y no-Markovianas. Diagnosticamos estos dos regímenes utilizando la entropía relativa de coherencia. Abordamos especialmente el caso de dos qubits codificados en el grado de libertad de la polarización de los haces de fotones. Los dos qubits desempeñan los roles de sistema y ancilla. En nuestra configuración experimental, solo necesitamos dos parámetros para controlar los regímenes Markovianos y no-Markovianos. También proponemos y proporcionamos una prueba de concepto para la implementación de una puerta cuántica que impulsa un sistema abierto para que pueda alcanzar la máxima coherencia. Nuestros hallazgos también ilustran las posibilidades de generar procesos no-Markovianos, que son importantes
para recuperar información que ha pasado del sistema a su entorno. De este modo mostramos cómo la no-Markovianidad puede ser considerado como un recurso en sistemas cuánticos abiertos.
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Medidas de entropía en el procesado de señales biológicas: robustez y caracterización frente a pérdida de muestras y longitud de los registrosCirugeda Roldán, Eva María 03 September 2014 (has links)
Las medidas de complejidad son un conjunto de métodos estadísticos que permiten
estimar la regularidad de un sistema. Estos métodos se basan en técnicas de
análisis no lineal de forma que se pueda caracterizar un señal sin hacer asunciones
implícitas de estacionariedad o ergocidad de la misma.
Estos métodos se están aplicando ampliamente sobre señales biológicas debido a la
naturaleza de las mismas. Las señales biológicas se caracterizan por ser irregulares,
no lineales y variables en el tiempo, de forma que los métodos tradicionales de
análisis lineal no consiguen caracterizar su comportamiento completamente.
Estas medidas funcionan muy bien en la práctica, ya que consiguen extraer información de las señales que de otra forma no es posible. Entre otras capacidades,
consiguen diferenciar estados patológicos, precedir la aparición de un ataque
epiléptico o distinguir entre estados del sueño. Pero su aplicación presenta cierta
controversia, ya que carecen de una caracterización que indique al usuario qué medida
aplicar en función de las características del registro, cómo debe ser aplicada
o incluso c´omo interpretar los resultados obtenidos.
En este trabajo se ha propuesto abordar una caracterización de algunas de las
medidas de complejidad de uso más común. Se muestra una caracterización de
la entropía aproximada (ApEn), la entropía muestral (SampEn), la entropía en
multiples escalas o multiescala (MSE), el análisis de fluctuaciones sin tendencias
(DFA), la entropía cuadrada de R´enyi (RSE) y el coeficiente de entropía muestral
(CosEn), ante situaciones en las que las señales han perdido muestras o cuya
longitud es limitada.
La pérdida de muestras es algo muy común en la actualidad, dónde la mayoría
de los registros se hacen de forma ambulatoria y el espacio de almacenamiento
es limitado (compresión de datos) o la transmisión se hace de forma inalámbrica,
donde el canal puede presentar condiciones inestables o interferencias que causen
la pérdida de muestras, bien de forma uniforme o aleatoria. La longitud limitada
de los registros puede deberse, entre otras posibilidades, a que la toma de datos se
ha realizado de forma manual o ´esta resulta incómoda para el paciente.
Se presenta una caracterización paramétrica de las medidas para las señales de
longitud reducidas y se proponen dos métodos de optimización no supervisada
para el análisis de registros de corta duración con RSE o CosEn.
Este trabajo muestra cómo las medidas de entropía consideradas, presentan un comportamiento
similar ante una misma situación, conservando las capacidad de separabilidad
entre clases, indepedientemente del registro biológico analizado, siempre
y cuando la medida se use de forma correcta.
SampEn se ha erigido como la medida más estable y de mayor aplicabilidad en
registros de duración media (300<N <5000) cuando las señales pierden muestras,
tanto de forma aleatoria, como uniforme manteniendo coeficientes de correlación
cruzados por encima de 0.8 hasta un 70% de pérdidas. Si las señales presentan
desviaciones estándar altas o gran variabilidad, se recomienda la aplicación de
MSE ya que introduce un suavizado y decorrelaci´on de los patrones.
En señales de corta duración (100 < N < 300) se recomienda el uso de DFA,
ya que permite una caracterización de la complejidad de forma estable y robusta
aunque con un coste computacional alto y la necesidad de realizar una inspección
visual para determinar el número de coeficientes de escalado necesarios.
Finalmente, en señales de muy corta duración (N < 100) se recomienda el uso de
CosEn. Se han conseguido segmentar señales de HTA en humanos de apenas 55
muestras, algo muy novedoso, con mejores estadísticos que RSE. / Cirugeda Roldán, EM. (2014). Medidas de entropía en el procesado de señales biológicas: robustez y caracterización frente a pérdida de muestras y longitud de los registros [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/39343
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Transporte en el Canal Autosimilar y en el Gas de LorentzReyes Lillo, Sebastián Eduardo January 2009 (has links)
En esta tesis estudiamos el transporte de partículas en billares. Estos son sistemas deterministas, reversibles y caóticos, donde partículas puntuales colisionan en forma elástica con obstáculos convexos, dispuestos de tal forma de asegurar el movimiento caótico de las trayectorias individuales. El interés en este tipo de modelos yace en la posibilidad de estudiar la relación existente entre características macroscópicas de fenómenos irreversibles, tales como la producción de entropía y los coeficientes de transporte, con propiedades dinámicas microscópicas del sistema, como los exponentes de Lyapunov y el mapa de colisiones. El modelo más popular corresponde al Gas de Lorentz en dos dimensiones con horizonte finito, el cual exhibe difusión y representa un sistema en equilibrio. Este sistema es llevado fuera del equilibrio agregando un campo externo que desvía las trayectorias de su vuelo libre entre colisiones y una restricción mecánica cuyo rol es disipar energía manteniendo la simetría de inversión temporal. Este sistema posee un flujo de masa estacionario en la dirección del campo y se conoce como Gas de Lorentz ``Isocinético''. En este trabajo se estudia el Billar Autosimilar de Lorentz, el cual presenta un estado estacionario fuera del equilibrio caracterizado por un flujo de masa constante. Este billar consiste en una deformación del Gas de Lorentz dependiente de un parámetro ε, este último juega un rol análogo al campo externo en el Gas Isocinético. El Billar de Lorentz se recupera con la condición ε=0. El Billar Autosimilar es un sistema extendido infinito que puede ser estudiado en términos de un sistema auxiliar finito que presenta, tal como en el Gas de Lorentz Isocinético, contracción de volumenes en su espacio de fase. Basándonos en la analogía entre ambos modelos desarrollamos una teoría tipo Respuesta Lineal para relacionar la velocidad promedio para ε pequeño con el coeficiente de difusión del Gas de Lorentz. Además, se estudia el proceso difusivo del Gas de Lorentz. Este sistema puede ser aproximado por un camino aleatorio simétrico. En este trabajo mostramos que una mejor estimación del coeficiente de difusión puede ser obtenida considerándolo como un camino aleatorio persistente.
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Análisis de las características que identifica a un usuario de practisis premium: variables que deciden para convertirse de una cuenta freemium a premiumBocangel Carbajal, Jose Luis, Chavarria Contreras, Jonathan, Murrugarra Ocharan, Eric Gonzalo, Quispe Vivanco, Cesar Manuel 13 December 2020 (has links)
El presente trabajo de investigación constituye el análisis de la problemática planteada por la empresa Practisis, el cual se refiere a un déficit de migración de cuentas Freemium a Premium de usuarios del software Dora en el 2020 en Perú, a pesar de que esta empresa inició sus operaciones en enero 2019, la migración de cuentas Freemium a premium es muy baja y afecta directamente a las ventas.
Para el desarrollo de este trabajo se ha utilizado la metodología de ciencia de datos de IBM, logrando identificar las variables que influyen en la migración de cuentas Freemium a Premium, las cuales afectan directamente a las ventas para el año 2020. La base de datos se obtuvo directamente desde la plataforma de la empresa, la cual captura a los clientes y lleva el control de cada cuenta. Con estos datos se pudieron identificar 15 variables y 1348 registros.
Para ello, se utilizó el modelo de árbol de decisión como técnica de aprendizaje automático supervisado, el cual nos ayudó a identificar, según las variables utilizadas, el requisito para que un cliente convierta su cuenta Freemium a Premium.
Finalmente, para el resultado de este análisis, se elaboraron diversos gráficos y tablas, así como también un análisis en Python como respuesta para sustentar la problemática de Practisis. / The present research paper constitutes the analysis of the problem posed by the company Practisis, which refers to a deficit of migration of Freemium accounts to Premium of users of Dora software in 2020 in Peru, although this company started operations in January 2019, the migration of Freemium accounts to premium is very low and directly affects sales.
For the development of this work, IBM’s data science methodology has been used, identifying the variables that influence the migration of Freemium accounts to Premium, which directly affect sales by 2020. The database was obtained directly from the company’s platform, which captures customers and controls each account. With these data, 15 variables and 1348 records could be identified.
To do this, the decision tree model was used as a supervised machine learning technique, which helped us to identify, according to the variables used, the requirement for a customer to convert their Freemium account to Premium.
Finalmente, para el resultado de este análisis, se elaboraron diversos gráficos y tablas, así como también un análisis en Python como respuesta para sustentar la problemática de Practisis. / Trabajo de investigación
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Characterization and processing of atrial fibrillation episodes by convolutive blind source separation algorithms and nonlinear analysis of spectral featuresVayá Salort, Carlos 28 June 2010 (has links)
Las arritmias supraventriculares, en particular la fibrilación auricular (FA), son las enfermedades cardíacas más comúnmente encontradas en la práctica clínica rutinaria. La prevalencia de la FA es inferior al 1\% en la población menor de 60 años, pero aumenta de manera significativa a partir de los 70 años, acercándose al 10\% en los mayores de 80. El padecimiento de un episodio de FA sostenida, además de estar ligado a una mayor tasa de mortalidad, aumenta la probabilidad de sufrir tromboembolismo, infarto de miocardio y accidentes cerebrovasculares. Por otro lado, los episodios de FA paroxística, aquella que termina de manera espontánea, son los precursores de la FA sostenida, lo que suscita un alto interés entre la comunidad científica por conocer los mecanismos responsables de perpetuar o conducir a la terminación espontánea de los episodios de FA.
El análisis del ECG de superficie es la técnica no invasiva más extendida en la diagnosis médica de las patologías cardíacas. Para utilizar el ECG como herramienta de estudio de la FA, se necesita separar la actividad auricular (AA) de las demás señales cardioeléctricas. En este sentido, las técnicas de Separación Ciega de Fuentes (BSS) son capaces de realizar un análisis estadístico multiderivación con el objetivo de recuperar un conjunto de fuentes cardioeléctricas independientes, entre las cuales se encuentra la AA. A la hora de abordar un problema de BSS, se hace necesario considerar un modelo de mezcla de las fuentes lo más ajustado posible a la realidad para poder desarrollar algoritmos matemáticos que lo resuelvan. Un modelo viable es aquel que supone mezclas lineales. Dentro del modelo de mezclas lineales se puede además hacer la restricción de que estas sean instantáneas. Este modelo de mezcla lineal instantánea es el utilizado en el Análisis de Componentes Independientes (ICA). / Vayá Salort, C. (2010). Characterization and processing of atrial fibrillation episodes by convolutive blind source separation algorithms and nonlinear analysis of spectral features [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8416
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Implementación de células calefactoras alimentadas por microondas para mejora energética y eliminación de combustibles fósiles en procesos de calentamiento de fluidos alimentariosAlcañiz Cosín, Diego 19 February 2021 (has links)
[ES] Los tratamientos térmicos tienen un gran peso en la industria agroalimentaria, siendo el origen de hasta el 80% de las emisiones de CO2 generadas por este sector en algunas regiones. Por esta razón, existe un gran interés en nuevas tecnologías aplicadas a procesos térmicos que puedan alimentarse por electricidad, ya que puede provenir de fuentes de energía renovable y, por tanto, ser neutras en emisiones. En este contexto, la empresa Microbiotech S.L. ha desarrollado la tecnología de Célula Básica de Transferencia de Energía (CBTE), la cual consiste en conducir energía de microondas por un cable coaxial, de forma muy eficiente, hasta el material a calentar, y este tiene las dimensiones óptimas para absorber toda la energía y calentarse de forma homogénea. Este material es un tipo de cerámica, modificada para que absorba la energía de microondas, incrementando su temperatura rápidamente, pero manteniendo la liberación de calor lenta típica de materiales cerámicos. El objetivo de la tesis fue incrementar el estado de desarrollo de esta tecnología en su aplicación para calentar fluidos, caracterizarla más en profundidad y verificar su viabilidad para pasteurización de alimentos líquidos, independientemente de su capacidad para absorber microondas. El primer paso de la investigación se centró en hallar el material más adecuado para esta tecnología, con la premisa de elevar rápido su temperatura, y liberar el calor absorbido lentamente. Se escogió una formulación cerámica con un 50% de SiC como susceptor. Se validó su aplicación como calefactor de aire ofreciendo un 40% de ahorro en comparación con los convencionales. A continuación, tras tres ciclos de ensayo y error, se construyó un prototipo de calentador de fluidos por tecnología CBTE capaz de alcanzar temperaturas de pasteurización, funcionar de forma prolongada y ofreciendo una eficiencia energética del 45%. En tercer lugar, por medio de simulación multifísica, se simularon diversas variables del prototipo. En las simulaciones se encontró un problema de sobrecalentamiento porque, debido al patrón de circulación del fluido, parte de este permanecía más tiempo en contacto con la placa, lo cual se solucionó mediante láminas metálicas que guiaban el paso del fluido. Por último, se analizó la entropía generada por el sistema, examinando la influencia de distintos parámetros, concluyendo que la principal variable afecta al fluido a calentar. En conclusión, se ha conseguido obtener un prototipo de tecnología CBTE para calentar fluidos a temperaturas de pasteurización, se conocen los pasos para mejorarlo en futuras iteraciones gracias a las simulaciones multifísicas, y se conoce la influencia de las distintas variables en la generación de entropía. / [CA] Els tractaments tèrmics tenen una gran importancia en la indústria agroalimentària, sent l'origen de fins al 80% de les emissions de CO2 generades per aquest sector en algunes regions. Per aquesta raó, hi ha un gran interès en noves tecnologies aplicades a processos tèrmics que puguin alimentar-se per electricitat, ja que pot provenir de fonts d'energia renovable i per tant, ser neutres en emissions. En aquest context, l'empresa Microbiotech S.L. ha desenvolupat la tecnologia de Cèl·lula Bàsica de Transferència d'Energia (CBTE), la qual consisteix en conduir energia de microones per un cable coaxial, de forma molt eficient, fins el material a escalfar. Aquest material és un tipus de ceràmica, modificada perquè absorbeixi l'energia de microones, incrementant la seua temperatura ràpidament, però mantenint l'alliberament de calor lenta típica de materials ceràmics. L'objectiu de la tesi va ser incrementar l'estat de desenvolupament d'aquesta tecnologia en la seua aplicació per escalfar fluids, i caracteritzar-la més en profunditat. El primer pas de la investigació es va centrar en trobar el material més adequat per a aquesta tecnologia, amb la premissa d'elevar ràpid la seua temperatura, i alliberar la calor absorbida lentament. Es va escollir una formulació ceràmica amb un 50% de SiC com susceptor. Es va validar la seua aplicació com calefactor d'aire oferint un 40% d'estalvi en comparació amb els convencionals. A continuació, després de tres cicles d'assaig i error, es va construir un prototip d'escalfador de fluids per tecnologia CBTE capaç d'assolir temperatures de pasteurització, funcionar de forma prolongada i oferint una eficiència energètica del 45%. En tercer lloc, per mitjà de simulació multifísica, es van simular diverses variables del prototip. En les simulacions es va trobar un problema de sobreescalfament perquè, a causa del patró de circulació del fluid, part d'aquest romania més temps en contacte amb la placa, la qual cosa es va solucionar mitjançant làmines metàl·liques que guiaven el pas del fluid. Finalment, es va analitzar l'entropia generada pel sistema, examinant la influència de diferents paràmetres, concloent que la principal variable es el fluid a escalfar. En conclusió, s'ha aconseguit obtenir un prototip de tecnologia CBTE per escalfar fluids, es coneixen els passos per millorar-lo en futures iteracions gràcies a les simulacions multifísicas, i es coneix la influència de les diferents variables en la generació d'entropia. / [EN] Thermal treatments have a great impact in the agri-food industry, being the origin of up to 80% of the CO2 emissions generated by this sector in some regions. For this reason, there is great interest in new technologies applied to thermal processes that can be powered by electricity, since it can come from renewable energy sources and therefore be neutral in emissions. In this context, the company Microbiotech S.L. has developed the Basic Cell of Energy Transference (BCET) technology, which consists of conducting microwave energy through a coaxial cable, very efficiently, to the material to be heated. This material is a ceramic, modified to absorb microwave energy, increasing its temperature rapidly, but maintaining the slow release of heat typical of ceramic materials. The objective of the thesis was to increase the state of development of this technology in its application to heat fluids, and to characterize it more in depth. The first step of the research focused on finding the most suitable material for this technology, with the premise of rapidly raising its temperature, and releasing the absorbed heat slowly. A ceramic formulation with 50% SiC was chosen as a susceptor. Its application as an air heater was validated, offering 40% savings compared to conventional ones. Then, after three cycles of trial and error, a prototype fluid heater was built using CBTE technology capable of reaching pasteurization temperatures, operating for a long time and offering an energy efficiency of 45%. Third, by means of multiphysics simulation, various variables of the prototype were simulated. In the simulations, an overheating problem was found because, due to the flow pattern of the fluid, part of it remained in contact with the plate for longer, which was solved by means of metal sheets that guided the passage of the fluid. Finally, the entropy generated by the system was analysed, examining the influence of different parameters, concluding that the main variable is the fluid to be heated. In conclusion, it has been possible to obtain a prototype of BCET technology to heat fluids, the steps to improve it in future iterations thanks to multiphysics simulations are known, and the influence of the different variables in the generation of entropy has been analysed. / Alcañiz Cosín, D. (2021). Implementación de células calefactoras alimentadas por microondas para mejora energética y eliminación de combustibles fósiles en procesos de calentamiento de fluidos alimentarios [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/163249
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Los efectos de la diversificación de la cartera de préstamos en el rendimiento y riesgo del sistema bancario peruano / The effects of loan portfolio concentration on peruvian bank system’s return and risk during the period 2010-2019Serpa Barboza, Andrea Keylin 07 December 2020 (has links)
El objetivo de este estudio es analizar el impacto de la diversificación sobre el rendimiento y el riesgo. Se emplea un panel de datos de frecuencia mensual para el periodo 2010-2019 y se utiliza el estimador de MGM por la naturaleza dinámica del modelo. Los resultados muestran que la diversificación de la cartera de préstamos no tiene efecto en el rendimiento del sistema bancario, sin embargo, se observa que los bancos con mayores riesgos pueden aumentar sus rendimientos si aumentan su nivel de concentración por sector económico y departamento. El efecto en el riesgo dependerá del tipo de concentración, un mayor nivel de concentración de préstamos por sector y departamento disminuirá el riesgo crediticio; pero una mayor concentración de préstamos por tipo de crédito aumentará el nivel de riesgo. Además, se observó que no hay ningún efecto sobre el riesgo ni el rendimiento dependiendo de si el banco es de capitales domésticos o extranjeros. Los hallazgos son importantes para los bancos al elegir su estrategia crediticia y clave para las autoridades regulatorias. / The objective of this study is to analyze the impact of diversification on performance and risk. A monthly frequency data panel is used for the period 2010-2019 and the MGM estimator is used because of the dynamic nature of the model. The results show that loan portfolio diversification does not affect the performance of the banking system, however, it is observed that banks with higher risks can increase their returns by increasing their level of concentration by economic sector and department. The effect on risk will depend on the type of concentration, a higher level of loan concentration by sector and department will decrease credit risk; but a higher concentration of loans by type of credit will increase the level of risk. Besides, it was noted that there is no effect on risk or return depending on whether the bank is domestic or foreign-owned. The findings are important for banks when choosing their credit strategy and key for regulatory authorities. / Trabajo de investigación
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Performance Effect of the Content of Alloying Elements in the Development of High Entropy Alloys of the Ti-Nb-Zr-Ta-Mo Family for Biomedical ApplicationsKamel Mohammad Al-Hawajreh, Ghaith 02 September 2024 (has links)
[ES] Las aleaciones biomédicas de alta entropía (Bio-HEA) con propiedades no tóxicas, sintetizadas mediante métodos de pulvimetalurgia, han recibido una atención limitada a pesar de su potencial para un rendimiento mecánico y biológico favorable. Este estudio tuvo como objetivo investigar sistemáticamente las características microestructurales, mecánicas, electroquímicas y de liberación de iones de distintas composiciones de aleaciones porosas organizadas en tres grupos. El grupo uno consta de cuatro aleaciones porosas de TNZT EB con distintas proporciones de Ti/Ta, mientras que el grupo dos consta de dos aleaciones porosas de TNZTM EB con diferentes proporciones de Ti/Mo. Por último, el grupo tres incluye dos aleaciones más densas de TNZT SPS con diferentes proporciones de Ti/Ta.
En el análisis de la microestructura de las aleaciones TNZT EB, es evidente la presencia de fase (matriz) BCC semiequiaxial y micrométrica con un pequeño contenido de fase HCP. Propiedades mecánicas, que abarcan módulos elásticos (83-100 GPa), dureza (373-430 HVN), flexión máxima (225-476 MPa), resistencia a la tracción (120-256 MPa) y compresión (713-1410 MPa); además, la velocidad de corrosión electroquímica (4,5-9,6 ¿m año-1) y la liberación de iones (toxicidad, 0,04-1,1 ¿m año-1), se encuentran dentro de los límites aceptables para los biomateriales de implantes. Sorprendentemente, aumentar el contenido de Ti (y disminuir Ta) muestra ventajas en la mejora de la resistencia mecánica y reduce el módulo elástico.
La microestructura del grupo dos, específicamente las aleaciones Ti20 EB TNZTM, exhibe fases (matriz) BCC semiequiaxiales y micrométricas con proporciones disminuidas de fases Zr FCC y HCP. Por el contrario, en Ti25 EB TNZTM, la microestructura comprende fases FCC (matriz) micrométricas y semiequiaxiales con cantidades reducidas de fases HCP y BCC. Es digno de mención subrayar el desafío de la débil homogeneidad que conduce a una heterogeneidad evidente en las aleaciones TNZTM EB. Las propiedades mecánicas, incluidos módulos elásticos (78-80 GPa), dureza (257-294 HVN), flexión máxima (186-210 MPa), resistencia a la tracción (121-144 MPa), compresión (661-774 MPa), corrosión electroquímica. (5-6,6 ¿m año-1) y la liberación de iones (toxicidad, 0,3-0,8 ¿m año-1) están también dentro de rangos aceptables para biomateriales de implantes. La reducción ventajosa del módulo elástico y la liberación de iones se logra disminuyendo el contenido de Ti (y aumentando el Mo), mientras que la mejora del fortalecimiento mecánico se facilita al aumentar el contenido de Ti (y disminuyendo el Mo).
El grupo tres, aleaciones TNZT SPS, exhibe una microestructura con fases BCC (matriz) micrométricas y semiequiaxiales y un menor contenido de fases HCP y FCC. Los módulos elásticos (85-88 GPa), dureza (268-349 HVN), flexión máxima (225-476 MPa) y corrosión electroquímica (4,7-5,1 ¿m año-1) resultan ligeramente inferiores que en las aleaciones de polvos elementales. El aumento del contenido de Ti (y la disminución de Ta) muestran ventajas en cuanto a la reducción del módulo elástico y mejoran la dureza.
El valor moderado del módulo elástico tiene beneficios potenciales para aliviar el efecto de apantallamiento de tensiones entre los implantes y el tejido orgánico. Sin embargo, en el caso del grupo uno (TNZT EB), la velocidad de corrosión mostró una tendencia ascendente, mientras que la liberación de iones metálicos disminuyó con el aumento del contenido de Ti. Por el contrario, para el grupo dos (TNZTM EB), tanto la velocidad de corrosión como la liberación de iones metálicos disminuyeron en respuesta al aumento del contenido de Ti. Dentro del grupo tres (TNZT SPS) hubo un aumento en la velocidad de corrosión a medida que aumentaba el contenido de Ti.
Con base en lo anterior, las aleaciones porosas de TNZT EB con contenidos de Ti medios y altos (Ti30 EB y Ti35 EB) resultan los candidatos más prometedores para aplicaciones de implantes biomédicos. / [CA] Els aliatges biomèdics d'alta entropia (Bio-HEA) amb propietats no tòxiques, sintetitzats mitjançant mètodes de pulvimetal·lúrgia, han rebut una atenció limitada malgrat el seu potencial per a un rendiment mecànic i biològic favorable. Aquest estudi te com a objectiu investigar sistemàticament les característiques microestructurals, mecàniques, electroquímiques i d'alliberament d'ions de diferents composicions d'aliatges porosos organitzats en tres grups. El grup u consta de quatre aliatges porosos de TNZT EB amb diferents proporcions de Ti/Ta, mentre que el grup dos consta de dos aliatges porosos de TNZTM EB amb diferents proporcions de Ti/Mo. Finalment, el grup tres inclou dos aliatges més denses de TNZT SPS amb diferents proporcions de Ti/Ta.
A l'anàlisi de la microestructura dels aliatges TNZT EB, és evident la presència de fase (matriu) BCC semiequiaxial i micromètrica amb un petit contingut de fase HCP. Propietats mecàniques, que abasten mòduls elàstics (83-100 GPa), duresa (373-430 HVN), flexió màxima (225-476 MPa), resistència a la tracció (120-256 MPa) i compressió (713-1410 MPa); a més, la velocitat de corrosió electroquímica (4.5-9.6 ¿m any-1) i l'alliberament d'ions (toxicitat, 0.04-1.1 ¿m any-1), es troben dins dels límits acceptables per als biomaterials d'implants. Sorprenentment, augmentar el contingut de Ti (i disminuir Ta) mostra avantatges en la millora de la resistència mecànica i redueix el mòdul elàstic.
La microestructura del grup dos, específicament els aliatges Ti20 EB TNZTM, exhibeix fases (matriu) BCC semiequiaxials i micromètriques amb proporcions disminuïdes de fases Zr FCC i HCP. Per contra, a Ti25 EB TNZTM, la microestructura comprèn fases FCC (matriu) micromètriques i semiequiaxials amb quantitats reduïdes de fases HCP i BCC. És digne de menció subratllar el desafiament de la feble homogeneïtat que condueix a una heterogeneïtat química evident en els aliatges TNZTM EB. Les propietats mecàniques, inclosos mòduls elàstics (78-80 GPa), duresa (257-294 HVN), flexió màxima (186-210 MPa), resistència a la tracció (121-144 MPa), compressió (661-774 MPa), corrosió electroquímica. (5-6.6 ¿m any-1) i l'alliberament d'ions (toxicitat, 0,3-0,8 ¿m any-1) estan també dins de rangs acceptables per a biomaterials d'implants. La reducció avantatjosa del mòdul elàstic i l'alliberament d'ions s'aconsegueix disminuint el contingut de Ti (i augmentant el Mo), mentre que la millora de l'enfortiment mecànic es facilita en augmentar el contingut de Ti (i disminuint el Mo).
El grup tres, aliatges TNZT SPS, exhibeix una microestructura amb fases BCC (matriu) micromètriques i semiequiaxials i un menor contingut de fases HCP i FCC. Els mòduls elàstics (85-88 GPa), duresa (268-349 HVN), flexió màxima (225-476 MPa) i corrosió electroquímica (4.7-5.1 ¿m any-1) resulten lleugerament inferiors que en els aliatges de pols elementals. L'augment del contingut de Ti (i la disminució de Ta) mostren avantatges quant a la reducció del mòdul elàstic i milloren la duresa.
El valor moderat del mòdul elàstic té beneficis potencials per alleujar l'efecte d'apantallament de tensions entre els implants i el teixit orgànic. Tot i això, en el cas del grup u (TNZT EB), la velocitat de corrosió va mostrar una tendència ascendent, mentre que l'alliberament d'ions metàl·lics va disminuir amb l'augment del contingut de Ti. Per contra, per al grup dos (TNZTM EB), tant la velocitat de corrosió com l'alliberament d'ions metàl·lics van disminuir en resposta a l'augment del contingut de Ti. Dins el grup tres (TNZT SPS) hi va haver un augment en la velocitat de corrosió a mesura que augmentava el contingut de Ti.
Amb base a això, els aliatges porosos de TNZT EB amb continguts de Ti mitjans i alts (Ti30 EB i Ti35 EB) resulten els candidats més prometedors per a aplicacions d'implants biomèdics. / [EN] Biomedical high entropy alloys (Bio-HEAs) with non-toxic properties, synthesized through powder metallurgy methods, have received limited attention despite their potential for favorable mechanical and biological performance. This study aimed to systematically investigate the microstructural, mechanical, electrochemical, and ion release features of distinct porous alloy compositions organized into three groups. Group one consisted of four porous TNZT EB alloys with varied Ti/Ta ratios, while group two comprised two porous TNZTM EB alloys with different Ti/Mo ratios. Lastly, group three included two porous TNZT SPS alloys with varying Ti/Ta ratios.
In the microstructure analysis of TNZT EB alloys, the presence of semi-equiaxed and micrometric BCC phases (matrix) with lower HCP phase content was evident. Mechanical properties, encompassing elastic moduli (83-100 GPa), hardness (373-430 HVN), ultimate bending (225-476 MPa), tensile (120-256 MPa) strength, and compression (713-1410 MPa), in addition to electrochemical corrosion (4.5-9.6 ¿m year-1) and ion release (toxicity, 0.04-1.1 ¿m year-1), fell within acceptable limits for implant biomaterials. Remarkably, augmenting the Ti content (and decreasing Ta) exhibited advantages in improving mechanical strength and reducing the elastic modulus.
The microstructure of group two, specifically the Ti20 EB TNZTM alloys, exhibited semi-equiaxed and micrometric BCC phases (matrix) with diminished proportions of FCC and HCP phases. Conversely, in Ti25 EB TNZTM, the microstructure comprised semi-equiaxed and micrometric FCC-phases (matrix) with reduced quantities of HCP and BCC phases. It is noteworthy to underscore the challenge of weak homogeneity leading to evident heterogeneity in TNZTM EB alloys. The mechanical properties, including elastic moduli (78-80 GPa), hardness (257-294 HVN), ultimate bending (186-210 MPa), tensile (121-144 MPa) strength, compression (661-774 MPa), electrochemical corrosion (5-6.6 ¿m year-1), and ion release (toxicity, 0.3-0.8 ¿m year-1), fell within acceptable ranges for implant biomaterials. The advantageous reduction of elastic modulus and ion releases was achieved by decreasing the Ti content (and increasing Mo), whereas enhancing mechanical strengthening was facilitated by increasing the Ti content (and decreasing Mo).
Group three, TNZT SPS alloys, exhibited a microstructure with semi-equiaxed and micrometric BCC-phases (matrix) and lower HCP and FCC phase content. The elastic moduli (85-88 GPa), hardness (268-349 HVN), and ultimate bending (225-476 MPa), and electrochemical corrosion (4.7-5.1 ¿m year-1). Increasing Ti content (and decreasing Ta) were advantageous for reducing the elastic modulus and improving hardness.
The moderate elastic modulus value holds potential benefits in alleviating the mechanical incongruence between the implant and organic tissue. Nevertheless, in the case of group one (TNZT EB), the corrosion rate exhibited an upward trend, while the metallic ion release declined with increasing Ti content. In contrast, for group two (TNZTM EB), both the corrosion rate and metallic ion release diminished in response to escalating Ti content. Within group three (TNZT SPS) there was increase in the corrosion rate as the Ti content escalated.
Based on the above, porous TNZT EB alloys with medium and highest Ti contents (Ti30 EB and Ti35 EB) emerged as promising candidates for biomedical implant applications / Kamel Mohammad Al-Hawajreh, G. (2024). Performance Effect of the Content of Alloying Elements in the Development of High Entropy Alloys of the Ti-Nb-Zr-Ta-Mo Family for Biomedical Applications [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/208235
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