Tesis para optar al grado de Doctora en Ciencias Mención Física / De manera general, el principal objetivo de esta tesis es investigar el efecto de defectos lineales
en las propiedades mecánicas de los materiales. Para ello, se estudia la sensibilidad del método
acústico Generación del segundo armónico (SHG, por sus siglas en inglés) ante cambios en la
densidad de dislocaciones en metales sometidos tanto a tratamientos térmicos y mecánicos,
como a ensayos mecánicos estándar de tensión y flexión. Se busca además explorar la utilidad
del método para ser aplicado en materiales en funcionamiento a partir de mediciones in-situ.
En primer lugar, se estudian tres métodos acústicos de caracterización de materiales: Espectroscopía de resonancia ultrasónica lineal y no lineal (RUS y NRUS, respectivamente y por
sus siglas en inglés) y SHG. Los parámetros acústicos obtenidos se relacionan con la densidad
de dislocaciones ( ) de los materiales en que son aplicados, y los resultados son comparados
con la densidad de dislocaciones medida a partir de análisis de patrones de Difracción de
rayos-x (XRD). Se muestra que los métodos acústicos no destructivos estudiados son considerablemente más precisos en la determinación de cambios en que métodos convencionales y destructivos, como XRD. Luego, se concluye que los métodos acústicos no lineales (NRUS y SHG) son más sensibles a cambios en la densidad de dislocaciones que el método lineal RUS y que, en particular, el método SHG tiene un buen compromiso entre simplicidad de aplicación del método y sensibilidad.
En segundo lugar, se estudia el parámetro acústico no lineal obtenido a partir del método SHG
en barras de aluminio que han sido previamente sometidas a ensayos de flexión de tres puntas.
Se estudia la distribución de dislocaciones en distintos puntos de las barras, concluyendo que
efectivamente SHG permite identificar zonas con mayor o menor contenido de dislocaciones
en una misma muestra de material, que ha recibido esfuerzos de compresión y tensión en
diferentes zonas. Esto puede ser especialmente útil si pensamos en materiales deformados
de manera no evidente, al contrario de aquellos deformados por ensayos mecánicos, en que
un sondeo utilizando SHG podría dar información sobre el nivel de deformación en distintas
zonas del material.
Por último, el método SHG es aplicado in-situ durante ensayos de endurecimiento por deformación a partir de reiteradas tracciones. El objetivo es explorar el comportamiento del
parámetro acústico entregado por SHG en los regímenes elásticos y plásticos del material. Se
observa que el parámetro acústico permanece constante mientras las cargas aplicadas en las
tracciones se mantienen en el régimen de respuesta elástica. Al pasar al régimen plástico, su
valor cambia de manera permanente, corroborando su fuerte dependencia con la densidad de
dislocaciones, o de forma más precisa, con la creación de dislocaciones al producirse cambios
permanentes en el material.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/170190 |
| Date | January 2019 |
| Creators | Espinoza Oñate, Carolina Andrea |
| Contributors | Mujica Fernández, Nicolás, Gutiérrez Gallardo, Gonzalo, Lund Plantat, Fernando, Poblete Fuentes, Simón, Salinas Barrera, Vicente |
| Publisher | Universidad de Chile |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Tesis |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Chile, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/ |
Page generated in 0.0017 seconds