El objetivo principal de esta tesis es el desarrollo de un protocolo experimental que permita
medir de manera muy precisa las constantes elásticas en muestras de un mismo material
pero que difieren significativamente en densidad de dislocaciones. En particular se plantea
como objetivo la medida de velocidades del sonido con un error menor al 0,1 % en muestras
de aluminio policristalino comercial 1100 que fueron preparadas con distintas densidades de
dislocaciones con una diferencia de hasta dos órdenes de magnitud. Con este propósito en
mente, se utiliza el método experimental llamado Espectroscopía de Resonancia Ultrasónica,
el cual es reportado como una técnica muy precisa bajo ciertas condiciones. Los detalles de
los objetivos y las bases de la técnica experimental son expuestos en el capítulo 1.
La técnica de Espectrosopía de Resonancia Ultrasónica consiste en encontrar las constantes
elásticas de un sólido mediante las vibraciones mecánicas de éste al registrar las frecuencias
a las cuales resuena. Para entender como se comporta el material bajo éstas circunstancias,
se repasa en el capítulo 2 los fundamentos de la elasticidad lineal y las bases matemáticas de
los métodos computacionales utilizados.
En el capítulo 3 se explica la metodología experimental. Se detallan los cuidados que deben
considerarse para elegir y preparar las muestras, así cómo posicionarlas en el montaje
experimental. En general se estipulan los cuidados que se deben tener para lograr una toma
de datos exitosa, así como los pasos a seguir para su posterior análisis.
En el capítulo 4 se presentan los resultados. Una primera aproximación consiste en asumir
que las muestras de aluminio poseen simetría isótropa, lo cual entrega resultados acordes
con lo reportado anteriormente para la constante C44 y no así para C11, el cual es aproximadamente
25 % menor. Hay dos posibilidades para explicar esta discrepancia, ya sea el número de
frecuencias medidas no es suficiente o el material es ligeramente anisótropo. En ambos casos
se concluye que más frecuencias deben ser medidas. Tras un cuidadoso análisis se concluye
que las muestras son ligeramente anisótropas, en particular presentan isotropía transversa.
Esto se debe a la fabricación de las muestras de aluminio, realizadas por extrusión, lo que
induce una forma de grano policristalino alargada en la dirección del eje mayor de las muestras
paralelepípedas. Con éstas consideraciones se determinan las velocidades longitudinal y
transversal en función del número de las muestras, lo cual se piensa es en el orden creciente
de la densidad de dislocaciones. Se presentan resultados que demuestran una clara tendencia
a disminuir para la velocidad transversal tal como se predice en la teoría de A. Maurel, V.
Pagneux, F. Lund y F. Barra. Las medidas de velocidad longitudinal tienen errores mayores
lo que no permite concluir respecto a su comportamiento.
En el capítulo final se presentan las conclusiones de esta tesis enfatizando los puntos más
importantes y relevantes de los resultados del capítulo anterior. Se comentan algunas ideas
para realizar como trabajo futuro de esta tesis.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/102195 |
| Date | January 2009 |
| Creators | Cerda Guevara, María Teresa |
| Contributors | Mujica Fernández, Nicolás, Barra de la Guarda, Felipe, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Departamento de Física, Lund Plantat, Fernando, Gutiérrez Gallardo, Gonzalo, Gaete Garretón, Luis |
| 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/ |
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