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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/140201 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Wachter Chamblas, Javier Alejandro |
| Contributors | Palma Hillerns, Rodrigo, Gutiérrez Gallardo, Gonzalo, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Escuela de Postgrado, Lund Plantat, Fernando, Ordóñez Henríquez, Stella, Vásquez Arancibia, Octavio |
| Publisher | Universidad de Chile |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Tesis |
| Rights | Atribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 Chile, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/ |
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