Determinación de las características microestructurales y del comportamiento mecánico-tribológico de recubrimientos de alta entropía de (TiAlTaZrNb)N-Agx fabricados mediante pulverización catódica para aplicaciones antidesgaste. Trabajo de grado
RESUMEN : Recientemente, se ha incrementado el interés en las aleaciones de alta entropía (HEAs). Estos materiales, caracterizados por tener cinco o más elementos principales, destacan por sus propiedades: alta dureza, resistencia mecánica, a la corrosión, estabilidad térmica, conductividad eléctric...
- Autores:
-
Aguas Martínez, Giovanni Nicolás
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2025
- Institución:
- Universidad de Antioquia
- Repositorio:
- Repositorio UdeA
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:bibliotecadigital.udea.edu.co:10495/45551
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/10495/45551
- Palabra clave:
- Materiales a altas temperaturas
Materials at high temperatures
Entropía
Entropy
Pulverización catódica (metalización)
Cathode sputtering (plating process)
Aleación
Alloys
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RESUMEN : Recientemente, se ha incrementado el interés en las aleaciones de alta entropía (HEAs). Estos materiales, caracterizados por tener cinco o más elementos principales, destacan por sus propiedades: alta dureza, resistencia mecánica, a la corrosión, estabilidad térmica, conductividad eléctrica, así como una mayor resistencia al desgaste en comparación con aleaciones metálicas convencionales. Desde la exploración de películas delgadas de HEAs en 2004, la investigación en este campo ha evolucionado considerablemente, revelando nuevas perspectivas en el espectro composicional, como la integración de elementos intersticiales o de especies no pertenecientes a la solución sólida. En este contexto, este estudio se enfocó en la determinación de las características microestructurales y el comportamiento tribológico de un nitruro de HEA, (TiAlTaZrNb)N-Agx, co-depositado con tres distintos contenidos de plata mediante pulverización catódica con magnetrones, sobre sustratos de acero inoxidable AISI 420. La variación del contenido de plata se realizó mediante el ajuste de la potencia suministrada al blanco de Ag de 50, 70 y 90 W. Para evaluar la morfología y estructura de los recubrimientos, se empleó la microscopía electrónica de barrido (SEM) tanto en sección transversal como superficial, microscopía de fuerza atómica (AFM) y análisis microestructural por difracción de rayos X (DRX). Además, se realizaron pruebas de microindentación para determinar la dureza. La evaluación de las propiedades tribológicas se llevó a cabo utilizando un tribómetro de bola sobre disco, seguido de perfilometría para determinar la tasa de desgaste. Los resultados revelaron una mejora significativa en la resistencia al desgaste de los recubrimientos con la presencia de plata, así como una reducción en la tasa de desgaste en comparación con el acero desnudo. |
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Bejarano Gaitán, GilbertoOsorio, Jaime AlbertoAguas Martínez, Giovanni NicolásCentro de Investigación Innovación y Desarrollo de Materiales (CIDEMAT)2025-03-14T20:49:35Z2025-03-14T20:49:35Z2025https://hdl.handle.net/10495/45551RESUMEN : Recientemente, se ha incrementado el interés en las aleaciones de alta entropía (HEAs). Estos materiales, caracterizados por tener cinco o más elementos principales, destacan por sus propiedades: alta dureza, resistencia mecánica, a la corrosión, estabilidad térmica, conductividad eléctrica, así como una mayor resistencia al desgaste en comparación con aleaciones metálicas convencionales. Desde la exploración de películas delgadas de HEAs en 2004, la investigación en este campo ha evolucionado considerablemente, revelando nuevas perspectivas en el espectro composicional, como la integración de elementos intersticiales o de especies no pertenecientes a la solución sólida. En este contexto, este estudio se enfocó en la determinación de las características microestructurales y el comportamiento tribológico de un nitruro de HEA, (TiAlTaZrNb)N-Agx, co-depositado con tres distintos contenidos de plata mediante pulverización catódica con magnetrones, sobre sustratos de acero inoxidable AISI 420. La variación del contenido de plata se realizó mediante el ajuste de la potencia suministrada al blanco de Ag de 50, 70 y 90 W. Para evaluar la morfología y estructura de los recubrimientos, se empleó la microscopía electrónica de barrido (SEM) tanto en sección transversal como superficial, microscopía de fuerza atómica (AFM) y análisis microestructural por difracción de rayos X (DRX). Además, se realizaron pruebas de microindentación para determinar la dureza. La evaluación de las propiedades tribológicas se llevó a cabo utilizando un tribómetro de bola sobre disco, seguido de perfilometría para determinar la tasa de desgaste. Los resultados revelaron una mejora significativa en la resistencia al desgaste de los recubrimientos con la presencia de plata, así como una reducción en la tasa de desgaste en comparación con el acero desnudo.ABSTRACT : Recently, interest in high-entropy alloys (HEAs) has significantly increased. These materials, characterized by containing five or more principal elements, stand out for their properties: high hardness, mechanical strength, corrosion resistance, thermal stability, electrical conductivity, and superior wear resistance compared to conventional metallic alloys. Since the exploration of HEA films in the 2000s, research in this field has evolved, unveiling new perspectives in the compositional spectrum of HEA films, such as the integration of interstitial elements or species beyond the solid solution. In this context, this study focused on determining the microstructural characteristics and tribological behavior of a high-entropy nitride, (TiAlTaZrNb)N-Agx, co-deposited with three different silver contents through magnetron sputtering on AISI 420 stainless steel substrates. The variation in silver content was achieved by adjusting the power supplied to the silver target: 50, 70, and 90 W. To evaluate the morphology and structure of the coatings, scanning electron microscopy (SEM) was employed for both cross-sectional and surface imaging, along with atomic force microscopy (AFM) and microstructural analysis using X-ray diffraction (XRD). Additionally, microindentation tests were conducted to determine the hardness. Tribological properties were assessed using a ball-on-disk tribometer, followed by profilometry to determine the wear rate. The results revealed a significant improvement in the wear resistance of coatings with the presence of silver, as well as a reduction in wear rate compared to uncoated steel.PregradoIngeniero de Materiales79 páginasapplication/pdfspaUniversidad de AntioquiaMedellín, ColombiaFacultad de Ingeniería. Ingeniería de Materialeshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/co/https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/embargoedAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_f1cfDeterminación de las características microestructurales y del comportamiento mecánico-tribológico de recubrimientos de alta entropía de (TiAlTaZrNb)N-Agx fabricados mediante pulverización catódica para aplicaciones antidesgaste. Trabajo de gradoTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttps://purl.org/redcol/resource_type/TPhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcceinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/draftMateriales a altas temperaturasMaterials at high temperaturesEntropíaEntropyPulverización catódica (metalización)Cathode sputtering (plating process)AleaciónAlloyshttp://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_295PublicationORIGINALAguasGiovanni_2025_DeterminacionCaracteristicasMicroestructurales.pdfAguasGiovanni_2025_DeterminacionCaracteristicasMicroestructurales.pdfTrabajo de grado de pregradoapplication/pdf3239413https://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstreams/0663c137-3f67-4ece-bd0a-b590d6914603/download225a236cf10da7a5fdd29698c3172776MD57trueAnonymousREAD2027-02-11Poster.pdfPoster.pdfAnexoapplication/pdf1534823https://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstreams/d2bece26-bad1-44a4-a052-913cbc53de1a/download0b84992bcef4a7ea7e144d01a62394ebMD53falseAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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