Revista Latinoamericana de Metalurgia y Materiales

ALTERNATIVE CONFIGURATIONS FOR SOLID OXIDE FUEL CELLS

En este trabajo se presentan los diferentes tipos de Celdas de Combustible de Óxido Sólido (SOFC, Solid Oxide Fuel Cells) y sus principios de funcionamiento. En términos de su estructura interna, las SOFC pueden ser clasificadas en tres categorías: bicámara, monocámara y sin cámara. Se compara el desempeño electroquímico con base en la información disponible en la literatura y se establecen ventajas y desventajas. Actualmente los valores típicos de densidad máxima de potencia (Pmáx), y densidad de corriente a Pmáx son respectivamente: ~1000 mW/cm² y ~2000 mA/cm² para las celdas bicámara, ~336 mW/cm² y ~770 mA/cm² para las celdas monocámara, y ~210 mW/cm² y ~440 mA/cm² para las celdas sin cámara. Aunque el desempeño electroquímico de las celdas monocámara y sin cámara es inferior al de las celdas bicámara, las ventajas operacionales que ofrecen son suficientes para considerarlos como diseños alternativos viables. Finalmente se presentan resultados preliminares para un nuevo diseño de una celda sin cámaras con un quemador de medio poroso acoplado a la celda combustible

In this paper different kinds of Solid Oxide Fuel Cells (SOFC) and their operating principles are presented. In terms of internal structure, SOFC can be classified into three categories: dual-chamber, single-chamber and no-chamber cells. Electrochemical performance is compared based on information available in the literature and advantages and disadvantages are established. Typical values of maximum power density (Pmax) and current density at Pmax are respectively: ~1000 mW/cm² and ~2000 mA/cm² for dual-chamber cells, ~336 mW/cm² and ~770 mA/cm² for singlechamber cells, and ~210 mW/cm² and ~440 mA/cm² for no-chamber cells. Although the electrochemical performance of the single- and no-chamber cells is lower than the dual-chamber cells, the operating advantages given are enough to consider them as viable alternative designs. Finally, are presented preliminary results of a new design of a no-chamber cell with a burner of porous media coupled with the fuel cell

DETERMINATION OF MOLYBDENUM ORANGE THROUGH LASER INDUCED BREAKDOWN SPECTROSCOPY

En el presente trabajo se realizó un estudio sobre los espectros de emisión generados por Ablación Láser de una muestra de naranja de molibdeno, el cual es empleado en la industria como colorante. Adicionalmente, se implementó una metodología que permitió evaluar los efectos tanto del soporte como del número de pulsos sobre la emisión del plasma generado.

In this paper we conducted a study on the emission spectra generated by laser ablation of a sample of molybdenum orange, which is used in industry as a colorant. Additionally, we implemented a methodology that allowed us to evaluate the effects of both media type and the number of pulses on the plasma emission generated

MECHANICAL BEHAVIOR OF FRICTION STIR SPOT WELDING OF ALUMINUM ALLOY 6063-T5

Este artículo estudia el comportamiento mecánico de soldaduras por fricción-agitación de punto, SFAP, en láminas de aluminio AA6063-T5, realizadas en una fresadora universal y en una máquina para esta técnica de soldadura. El análisis de la microestructura de las uniones soldadas, permitió correlacionar los cambios microestructurales, ocasionados por el efecto térmico y de la deformación plástica del proceso de soldadura, con las propiedades mecánicas encontradas en las soldaduras. Adicionalmente se realizó la comparación del comportamiento a carga estática de las juntas por SFAP con uniones por remaches. Los resultados mostraron que las uniones soldadas superan en un 100 % el comportamiento a tensión/cortante de las juntas remachadas, presentando tipo de falla de fractura interfacial. Los valores de microdureza en la zona agitada son comparables con los del metal base y se evidencia una reducción drástica en la zona termo-mecánicamente afectada que facilita la falla en condición de carga estática. El análisis microestructural muestra un refinamiento de grano del 90 % en la zona agitada respecto del metal base, que explica los valores más altos de microdureza en esta zona. Se encontró una ligera superioridad en el comportamiento mecánico de las soldaduras realizadas en la máquina estándar frente a las realizadas en la fresadora universal atribuida al control de parámetros en el proceso

This article studies the mechanical behavior of Friction Stir Spot Welds, FSSW, in AA6063-T5 aluminum sheets, conducted on a universal milling machine and in a special machine for this welding technique. The microstructure analysis of the welded joints, allowed the correlation between the micro structural changes, caused by the thermal effects and the plastic deformation of the welding process, with the mechanical properties found in the welds. Additionally, the static behavior of the FSSW joints together with rivets was compared. The results showed that the tensile behavior of the welded joints exceeds in 100 % that of the riveted joints, showing an interfacial fracture type of failure. The values of microhardness in the heat affected zone are comparable with those of the base metal and show a drastic reduction in the thermo-mechanically affected zone that facilitates the fault condition under static load. Micro structural analysis shows a grain refinement of 90 % in the stirred zone related to the base metal, explaining the higher microhardness values in this zone. It was found a small increase in the mechanical behavior of welds made in the standard machine compared to those in the universal milling machine assigned to the better control of process parameters

PHASE DIAGRAM OF (CuGaSe₂)_1-x(FeSe)_x (0≤x≤0.5) ALLOYS

Se prepararon muestras policristalinas del sistema de aleaciones (CuGaSe2)1-x (FeSe)x en el rango de composiciones (0≤x≤0,5) por la técnica de fusión y recocido. Los productos fueron analizados usando las técnicas de Difracción de Rayos X (DRX) y Análisis Térmico Diferencial (ATD). Del análisis de los resultados experimentales se propone un diagrama de fases, T-x, en la región de composiciones cercana al CuGaSe2

Polycrystalline samples of the (CuGaSe2)1-x (FeSe)x alloy system in the composition range (0≤x≤0.5) were prepared by the melt and anneal technique. X-Ray Diffraction (XRD) and Differential Thermal Analysis (DTA) techniques were used to characterize the products. From the analysis of the experimental results a T-x phase diagram is proposed in the CuGaSe2-rich field (0≤x≤0.5)

SIMULATION OF THE FOUNTAIN FLOW EFFECT USING MESHLESS METHODS

El efecto de flujo fuente tiene importantes implicaciones en la calidad de partes inyectadas y moldeadas por compresión, debido a que afecta la orientación de las macromoléculas del polímero y por lo tanto, las propiedades mecánicas y ópticas de la parte final [1]. Cuando se utilizan materiales reforzados, los efectos del flujo fuente se hacen más críticos, ya que se afectan las orientaciones y distribuciones de las fibras. El efecto de flujo fuente es modelado usando un método sin malla, el método de funciones radiales (MFR). Se consideró una ranura plana en estado estacionario con un modelo de ley de potencias y el flujo de un fluido Newtoniano en un tubo vertical considerando efectos gravitacionales. Se encontró una buena correspondencia de los resultados con datos reportados en la literatura

The fountain flow effect affects the macromolecular orientation and therefore, the mechanical and optical properties of injection and compression molded parts [1]. The impact of the fountain flow effect is even higher in fiber reinforced materials, because the distribution and orientation of fibers is affected. The fountain flow effect is modeled using a meshless technique, the radial function method (RFM). Two cases are considered: a slit flow of a power law fluid and a vertical tube flow of a Newtonian fluid considering gravitational effects. A good agreement between the numerical prediction and results reported in literature was found

SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF HYDROXYAPATITE/TiO₂ COMPOSITES FOR BIOMEDICAL APPLICATIONS

Se prepararon recubrimientos de hidroxiapatita (HA) reforzados con TiO2 sobre acero AISI 316L mediante el proceso sol gel/dip coating. El espesor de los recubrimientos se determinó por microscopia óptica confocal, mientras que la fuerza de adherencia se evaluó con un medidor de adhesión pull-off. Después de seleccionar las mejores condiciones, para la formación de una película con propiedades mecánicas adecuadas, se evaluó la bioactividad in vitro del recubrimiento durante dos semanas, y se comparó con la de los recubrimientos de HA y TiO2. La formación de apatitas se corroboró con ayuda de la técnica de SEM EDX. Finalmente, se evaluó la velocidad de corrosión del acero, para estudiar la estabilidad de los recubrimientos. Los resultados mostraron que la formación de películas de HA/TiO2 llevó a la obtención de un material bioactivo, con mayor adherencia que la obtenida para las películas de HA y el TiO2. Sin embargo, la presencia de HA afectó la protección contra corrosión promovida por la presencia de TiO2

Hydroxyapatite (HA) reinforced with TiO2 coatings were prepared by sol/gel dip coating on AISI 316L stainless steel. The thickness of the coatings was determined by confocal optical microscopy and the adhesion strength was evaluated by means of a pull-off tester. After selecting the optimal conditions for the formation of a film with good mechanical properties; the in vitro bioactivity of the coating was evaluated for two weeks, and then compared with those of HA and TiO2 coatings. The growth of apatite was confirmed by SEM EDX characterization. Finally, the corrosion rate of the steel substrate was also evaluated, in order to analyze the stability of the coatings. The results showed that the formation of HA/TiO2 films produced a bio-active material with a higher adherence, when compared to that obtained for films of HA and TiO2. Nevertheless, the presence of HA affected the corrosion resistance of the film, as promoted by the presence of TiO2

OBTENTION AND CHARATERIZATION OF ALUMINIUM COATING WITH INCORPORATION OF SILICON ON FERRITIC -MARTENSITIC STEELS (HCM-12A) THROUGH CVD-FBR TECHNOLOGY

Los recubrimientos protectores son frecuentemente aplicados para incrementar la resistencia a la corrosión y a la oxidación de aceros ferritico-martensiticos. En este estudio, los recubrimientos de aluminio modificado con Si fueron depositados mediante deposición Química en Fase Vapor en Lecho Fluidizado a presión atmosférica (CVD-FBR) sobre el acero ferritico-martensitico HCM-12A. Los parámetros iniciales del proceso fueron optimizados mediante simulaciones termodinámicas realizadas con el software Thermocalc ®. Luego, estos parámetros fueron usados como una primera aproximación para el proceso experimental para obtener los recubrimientos de Al-Si. Estos recubrimientos fueron obtenidos a temperaturas moderadas a fin de mantener las propiedades mecánicas y microestruturales de los sustratos. El estudio de la microestructura y composición del recubrimiento se llevo a cabo, utilizando Microscopia Electrónica de Barrido con EDS y difracción de rayos X. La evaluación de los recubrimientos fue realizada durante un tiempo de 1000 horas, en una atmosfera de vapor y a una temperatura de 650 ºC. Se obtuvieron recubrimientos de Al con la incorporación de Si sobre estos aceros. Además, estos recubrimientos exhiben un comportamiento a la oxidación en vapor muy superior a las muestras sin recubrimientos

Protective coatings are often applied in order to increase the corrosion and oxidation resistance of ferritic-martensitic steels. In this study, Al-Si protective coatings were deposited by Chemical Vapour Deposition in a Fluidized Bed Reactor in atmospheric pressure (CVD-FBR) on HCM-12 ferritic martensitic steels. The initial process parameters were optimized by thermodynamic simulation using Thermocalc ® software. Then, those parameters were used as a first approximation in the experimental procedure to obtain the Al-Si coating. The coating was obtained at moderate temperatures in order to keep unchanged the mechanical properties of the substrate. A study of the microstructure and composition of the coating was carried out, using scanning electron microscopy with EDS and X-ray diffraction (XRD) techniques. Long term oxidation tests were performed during 1000 hours in 100% steam vapour atmosphere at 650 ºC. The Fe-Al intermetallic coatings containing Si were obtained and these coating exhibited an oxidation behaviour far superior compared to the uncoated samples

MODELING REDUCTION REACTIONS DURING SINTERING OF POWDER METALLURGY IRONS

Este trabajo estudia las interacciones sólido-gas durante la sinterización de hierros pulvimetalúrgicos integrando balances de momentum, energía y masa en un modelo no-estacionario. La consolidación de un compacto pulvimetalúrgico requiere la eliminación de los óxidos nanométricos que recubren las partículas. Teóricamente, esto se logra mediante el ajuste de la composición de la atmósfera de entrada al reactor, de tal forma que a la temperatura de proceso se asegure la reducción. En el caso de atmósferas basadas en mezclas N2/H2, con niveles residuales de H2O, la capacidad reductora depende del cociente entre las presiones parciales de hidrógeno y agua. Sin embargo, la composición real de la atmósfera en el interior de una pieza porosa es difícil de predecir dado que el agua que se produce durante la reducción incrementa puntualmente la relación pH2O/pH2. Este estudio propone una metodología para el desarrollo de modelos que permitan evaluar la degradación local de la atmósfera y calcular el tiempo necesario para que se lleven a cabo las reacciones de reducción en un compacto pulvimetalúrgico. Se desarrolló un caso de estudio para la reducción de wüstita sobre hierro y se evaluó la influencia que la temperatura del sólido y el flujo del gas de entrada tienen en el proceso

In this study solid-gas interactions during sintering of powder metallurgy (PM) irons are simulated by coupling mass, heat, and momentum phenomena in a non-stationary model. The consolidation of a PM compact requires the elimination of the nanometric oxides covering the particles. Theoretically this is achieved by adjusting the inlet atmosphere composition to guarantee thermodynamically reductive values at the processing temperature. That depends on the quotient of hydrogen and water partial pressures when N2/H2 mixtures are employed. However the actual atmosphere composition inside the porous part is not easy to predict because water produced during reaction can locally increases the pH2O/pH2 value. This work proposes a methodology to study the effects of local atmosphere degradation on reduction times. The influence of compact temperature and external gas velocities during the processing of the iron/wüstite system was evaluated

STUDY OF MECHANICAL, TRIBOLOGICAL AND SUPERFICIAL PROPERTIES OF HARD COATINGS BASED ON TITANIUM

Se depositaron películas a base de titanio (Ti/S, TiN/S, Ti/TiN/S, S: sustrato) por DC Magnetrón Sputtering, sobre acero 316L, evaluando las propiedades superficiales, mecánicas, adhesión interfacial y el comportamiento tribológico de los recubrimientos. La estructura cristalina del material fue analizada por medio de XRD, determinando estructura cristalina FCC. La dureza se incrementa con la aplicación de la capa de TiN (~17 GPa), pero altos esfuerzos intrínsecos y mayor fragilidad, hacen que posea menor adhesión (~12 N). Las capas metálicas, poseen comportamiento predominantemente plástico, con menores durezas (~7 GPa), pero mayor adhesión (~19N). Las pruebas de desgaste se realizaron por medio de Bola en Disco (BOD), usando como contrapartes bolas de Acero inoxidable 440 (SS440) y Alúmina (Al2O3) (6mm de diámetro), a condiciones de 1N de carga y 10cm/s velocidad. Se realizaron análisis morfológicos y químicos sobre la pista de desgaste y superficie de las contrapartes utilizando perfilometría y SEM/EDS. Mayores coeficientes de desgaste fueron observados en las capas de Ti, debido a baja resistencia a la deformación plástica y al incremento de la abrasión. Al incluir la capa de TiN, se incrementa la capacidad de carga, reduciendo la transferencia de material, y mejorando la resistencia al desgaste

Titanium based thin films (Ti/S, TiN/S, Ti/TiN/S, S: Substrate) were deposited using DC Magnetron sputtering on 316L stainless steel substrates. Superficial, mechanical properties, interface adhesion and tribological behavior of the obtained compounds were evaluated. Crystalline structure of the obtained TiN was observed by XRD, determining a FCC crystalline structure. Hardness increases with application of a TiN layer (~17 GPa), but intrinsic stress and higher fragility causes low adhesion (~12 N). Metallic coating possesses predominately plastic behavior with low hardness (~7 GPa), but higher adhesion (~19N). Wear test were performed by Ball on Disk (BOD), using 440 stainless steel (440SS) and alumina (Al2O3) counterpairs (6 mm diameter), 1N applied load and 10 cm/s speed. Morphological and chemical analyses were performed on the wear tracks and counterpair surface using profilometry and SEM/EDS. Highest wear coefficients were observed in the Ti coatings, due to low plastic deformation resistance and abrasion increasing. Including a TiN layer increases coating load capability, reducing material transferring and improving tribological behavior

OBTENTION OF A MULTIPHASIC STEEL FROM A 0.084%C, 1.44% Mn AND 0.81%Si STEEL

Se busca inducir una microestructura multifásica en un acero 0,084%C-1,44%Mn y 0,81%Si y definir un proceso de fabricación que permita inducir esta microestructura multifásica a partir de una composición química propia de un electrodo de soldadura, tratando que el proceso propuesto sea fácil de implementar por la industria siderúrgica local. Se estudió además el efecto de dos microestructuras de partida: Ferrítico-Perlítica (F/P) y Ferrítico-Martensítica (F/M). Luego de inducir ambas microestructuras de partida, se laminaron en frío un 70%, llegando a un espesor de 1 mm, después de lo cual ambas muestras fueron recocidas a 800°C por 600 s, procediéndose luego a someterlas a tres tipos de enfriamientos: normalizado, temple en aceite y temple en agua. El análisis metalográfico, llevado a cabo por microscopía óptica, electrónica de barrido y de fuerza atómica revela la presencia de una estructura multifásica consistente en una matriz ferrítica, bainita y austenita retenida, esta última además detectada mediante difracción de rayos X. Se observó además que el tamaño de grano final es menor en el caso de una muestra con microestructura inicial ferrítico-martensítica. Estos resultados permiten concluir que a partir de una composición química comercial, es posible generar un acero de estructura multifásica con austenita retenida, lo cual a su vez es el punto de partida para la fabricación de un acero con comportamiento TRIP

A 0.084%C-1.44%Mn-0.84%Si steel is studied in order to produce a multiphase steel by means of an appropriate fabrication process that permits to induce this multiphase microstructure starting with the typical chemical composition of a welding electrode. Moreover, this fabrication process must be easy to use by siderurgical industry. The effect of two initial microstructures were studied: a ferriticperlitic (F/P) and a ferritic-martensitic (F/M). After producing these two microstructures, the steels were 70% cold rolled, with 1 mm final thickness, after which, an annealing treatment at 800°C for 600 s was carried out. Then the samples were cooled at three cooling rates: normalized, oil quenching and water quenching. The metallographic analysis was carried out using optical microscopy, scanning electronic microscopy and atomic force microscopy, revealing a ferrite-retained austenite-bainite and martensite multiphase microstructure. The retained austenite was confirmed by means of X-ray diffraction. Also, it was concluded that the grain size is lower in the case of a ferritic-martensitic microstructure. From these results it is possible to conclude that from a commercial chemical composition of the steel, a multiphase microstructure can be obtained, that constitutes the initial stage in the fabrication of a TRIP aided steel

OPTICAL PROPERTIES OF THE SEMICONDUCTORS SYSTEM Cu_2(1-X)Ag_2XGeSe₃

En este trabajo hemos investigado las propiedades ópticas en la aleación Cu2(1-x)Ag2xGeSe3 midiendo el borde fundamental de absorción en función de la temperatura para la concentración x = 0 en el rango de 10 hasta 300 K y para las concentraciones x = 0.25, 0.5, 0.75, 1 a temperatura ambiente. La brecha de energía para todas las concentraciones fue calculada utilizando el modelo de Elliot-Toyozawa. La dependencia lineal cerca del borde fundamental confirma que todos los compuestos a las diferentes concentraciones poseen un carácter semiconductor y presentan una brecha de energía directa en el infrarrojo cercano a temperatura y presión ambiente. El compuesto Cu2GeSe3 presenta un incremento de la brecha de energía a medida que la temperatura disminuye. Este comportamiento depende principalmente de tres efectos que se generan a bajas temperaturas: expansión térmica, interacción electrón-fonón y efecto del factor Debye-Waller. Las curvas de la brecha de energía en función de la temperatura para este compuesto fueron ajustadas a un modelo semiempírico que considera dos de los tres efectos nombrados anteriormente cuyo comportamiento es similar a los observados en los semiconductores de las familias Cu-III-VI2 y Cu2-IV-VI3. Con respecto al estudio de la variación de la brecha de energía en función de las concentraciónes, x = 0, 0.25, 0.5 y 1 a temperatura y presión ambiente, no se encuentran reportes hasta el momento. El sistema Cu2(1-x)Ag2xGeSe3 presenta una concavidad hacia arriba en la curva de la brecha de energía óptica en función de la concentración descrita por una ecuación tipo E G(x)= a + bx + cx²

In this work we have investigated the optical absorption properties in the alloy Cu2 (1-x)Ag2xGeSe3. The absorption coefficient measurements were made in the temperature range 10 to 300 K for concentration x = 0 and at room temperature for concentrations x = 0.25, 0.5, 0.75, 1. The Elliot-Toyozawa model was employed to perform the analysis of the optical absorption spectral for all concentrations. The linear dependency near the fundamental edge confirms that all the compounds for the different concentrations have a semiconductor character and presents a direct energy gap in the near infrared at pressure and room temperature. The energy gap of the compound Cu2GeSe3 increases as the temperature diminishes. This behavior depends mainly on three effects that are generated at low temperatures: thermal expansion, electron-phonon interaction and factor Debye-Waller. The optical energy gap variation with temperature for Cu2GaSe3 was fitted to a semi-empirical model that takes into account two of the first named effects and whose behavior is similar to that observed in semiconductors of the families Cu-III-VI2 and Cu2-IV-VI3. On the other hand, a study of the optical energy gap variation with concentration has not been reported yet. The system Cu2(1-x)Ag2xGeSe3 shows a concavity upwards in the variation of the optical energy gap with concentration and is described by an equation E G(x)= a + bx + cx²

INFLUENCE OF THERMAL SPRAY PARAMETERS ON THE MICROSTRUCTURE OF ZIRCONIA-ALUMINA AND ZIRCONIA-CERIA COATINGS USED AS THERMAL BARRIER

Se evaluó la influencia de los parámetros de elaboración en la microestructura de recubrimientos de ZrO2-36% en peso de Al2O3 y ZrO2-17% en peso de CeO2. Estos recubrimientos fueron elaborados por proyección térmica por combustión oxiacetilénica sobre sustratos de acero al carbono AISI 1020, en los que se depositó previamente una capa base de 90% en peso de Ni- 5% Al - 5 % Mo. Las variables de estudio fueron la distancia de proyección (7,5, 10 y 12,5 cm) y el uso de polvos de la casa comercial Eutectic Castolin® y Saint-Gobain®. Se estableció que durante la elaboración de los recubrimientos se presenta una alta influencia de la morfología interna de los polvos en la microestructura de los recubrimientos y además se determinó que la distancia de proyección tiene una gran influencia en la microdureza y en la porosidad de los recubrimientos obtenidos a base de circona

The influence of the spraying parameters on the microstructure of ZrO2 - 36 wt.% Al2O3 y ZrO2 - 17wt.% CeO2 coatings was evaluated. The coatings were produced by oxyacetylene flame spraying on substrates of AISI 1020 carbon steel, which had a previous deposited bond coat of 90 wt.% Ni - 5 wt.% Al - 5 wt.% Mo. The studied variables were the standoff distance between the torch and the substrate (7.5, 10 and 12.5 cm) and the influence of two commercial powders: Eutectic Castolin® and Saint Gobain®. It was established that the internal morphology of the powders has a high influence on the microstructure of the coatings while, the spraying distance has a great influence on the microhardness and the porosity of the obtained zirconia-alumina and zirconia-ceria coatings

INFLUENCE OF MATERIALS AGE ON THEIR THERMAL PERFORMANCE THE CASE OF TEXTURED COATINGS FOR FACADES

Los resultados presentados en éste artículo se encuadran dentro de una investigación que estudia soluciones de diseño para los espacios urbanos (morfología, materiales, tecnologías constructivas, etc.) con el objeto de atenuar el efecto de los Islas de Calor Urbanas. Los materiales con alto albedo y alta emitancia térmica (cool material) presentes en la envolvente urbana contribuyen a disminuir la demanda de energía para refrigeración en edificios con aire acondicionado y mejoran el confort de los espacios abiertos, contribuyendo a la sustentabilidad ambiental mediante un uso racional de la energía. Las reflectancias solares de materiales de la envolvente edilicia tienden a cambiar con el tiempo, debido a la intemperie y a la acumulación de suciedad. Es por ello, durante un período de dos años se monitoreó el comportamiento termo-físico de 80 revestimientos texturados para fachadas en dos composiciones acrílica (SIP) y cementicia (CW), con colores y terminaciones difundidas a nivel local para la resolución de las envolventes verticales. La variación de su comportamiento térmico con el desgaste se evaluó mediante la modificación del indicador de Reflectancia Solar a través del tiempo. El Índice de Reflectancia Solar -SRI- se define como la determinación de la reflectancia solar, la emitancia térmica y la temperatura relativa de las superficies con respecto a una temperatura de referencia de un patrón blanco y negro. Este índice permite ponderar el efecto del envejecimiento sobre el comportamiento térmico de los materiales evaluados. Los resultados muestran que el 35% de los revestimientos acrílicos disminuyeron su habilidad para mitigar los efectos de la isla de calor, mientras que el 98% de los cementicios mantuvieron o aumentaron su capacidad de mitigación

The results presented in this article are framed within a research project that studies solutions for urban spaces (morphology, materials, construction techniques, etc.) in order to mitigate the impact of Urban Heat Islands. The cold materials present in the urban envelope help to reduce energy demand for cooling in air conditioned buildings and improve the comfort of open spaces, contributing to environmental sustainability through the rational use of energy. Solar reflectance of the building envelope tends to change with time due to outdoors and dirt accumulation. Therefore, for a period of two years it was measured thermo-physical behavior of 80 textured coatings for facades on two compositions: acrylic (SIP) and cement (CW), with colors, textures and finishes spread locally to the vertical resolution of the urban envelopes. The variation of the thermal behavior with erosion was evaluated by modifying the Solar Reflectance indicator over time. Solar Reflectance Index -SRI- is defined as the determination of the solar reflectance, thermal emitancia and the relative temperature of the surfaces with respect to a reference temperature of a black and white pattern. This index allows weighting the effect of aging on the thermal behavior of the materials evaluated. The results show that 35% of acrylic coatings decrease their ability to mitigate the effects of heat island, while 98% of the cementitious maintained or increased their capacity of mitigating

STUDY OF THE FRETTING WEAR OF A DUPLEX COATING DEPOSITED ONTO A 7075-T6 ALUMINUM ALLOY

Este estudio se llevó a cabo con el fin de determinar la respuesta al desgaste por rozamiento, fretting, de una aleación de aluminio 7075-T6 con un recubrimiento dúplex NiP/ZrN. El recubrimiento electrolítico de NiP, con 11% en peso de P y 30 ± 6 micras de espesor, fue depositado sobre el sustrato pulido de la aleación de aluminio. Posteriormente, se depositó en la parte superior del recubrimiento electrolítico de NiP un recubrimiento de ZrN con 3 ± 0,3 micras de espesor, mediante la técnica de bombardeo iónico reactivo con magnetrones desbalanceados de campo cerrado (closed field unbalanced magnetrón sputter ion plating- CFUBMSIP). Los ensayos de desgaste por fretting se llevaron a cabo para las muestras con y sin recubrimiento dúplex. Como contraparte estática del ensayo se utilizaron bolas de WC-Co de 6 mm y los ensayos se realizaron en aire, sin lubricación. Se utilizó una frecuencia de 30 Hz para varias amplitudes de desplazamientos (entre 50 y 250 micras) y el número de ciclos alcanzado fue de 10(4) y 10(5), respectivamente. Los valores de la carga normal aplicada variaron entre 25 y 75 N. El volumen de desgaste se calculó mediante la integración numérica de las huellas del perfil de profundidad, empleando una función tipo spline cúbico. La morfología de las huella se analizó mediante técnicas de SEM y análisis por EDS, con el fin de determinar los mecanismos de desgaste. Se encontró que, para las condiciones extremas del ensayo por fretting (105 ciclos, 250 micras de amplitud y 75 N de carga normal), el sistema dúplex presentó un incremento en el valor del volumen de desgaste (4,9 x 10-2 mm³) de 28% en comparación con el valor del volumen de desgaste correspondiente al substrato de aluminio sin recubrir (3,8 x 10-2 mm³), indicando un mecanismo de desgaste de tipo abrasivo

This study was conducted with the aim of determining the response to fretting wear of a 7075-T6 aluminum alloy coated with a NiP/ZrN duplex coating. Initially, polished aluminum alloy samples were coated with an electroless NiP coating having 11 wt% P and 30 ± 6 microns in thickness. Subsequently, a ZrN coating of 3 ± 0.3 microns in thickness was deposited on top of the electroless NiP coating, by means of a closed field unbalanced magnetron sputter ion plating (CFUBMSIP) system. Fretting tests were performed on both coated and uncoated samples of the 7075-T6 alloy substrate. A WC-Co ball 6 mm in diameter was used as a static counterpart and the tests were carried out in air without lubrication. A frequency of 30 Hz was employed for various fretting amplitudes (between 50 and 250 microns) and the number of cycles was set between 10(4) and 10(5), respectively. The applied normal load values varied between 25 and 75 N. The wear volume values were obtained by carrying out a numerical integration of the wear scars profile employing a cubic spline function. The morphology of the scars was analyzed by SEM coupled with EDS, which allowed the evaluation of the wear mechanisms. It was found that for the extreme conditions employed during the "fretting" tests (i.e. 105 cycles, 250 microns amplitude and 75 N normal load), the duplex system showed an increase of 28% in the wear volume value (4.9 x 10-2 mm³) in comparison with the wear value corresponding to the uncoated aluminum substrate (3.8 x 10-2 mm³), indicating an abrasive wear mechanism

STUDY OF REMOVING IMPURITIES OF KAOLIN CLAYS FROM HIDALGO STATE, (MEXICO)

En este trabajo se reporta el estudio de la remoción de impurezas y caracterización de arcillas de caolín procedentes de diferentes minas del Municipio de Agua Blanca de Iturbide, Hidalgo (México), tratadas con la finalidad de incrementar su índice de blancura las cuales fueron recolectadas mediante muestreo selectivo, procesadas por un método sencillo (tamizado, dispersión y asentamiento) y caracterizadas por difracción de rayos X (DRX), microscopía electrónica de barrido (MEB), análisis de tamaño de partícula (ATP), análisis químico con plasma acoplado (ICP) e índice de blancura (IB). Su procesamiento consistió en la trituración del mineral, atrición y cribado. Los productos finos de este último proceso (tamaños de partícula inferiores a 37 μm), fueron mezclados con agua desionizada a 45 por ciento de sólidos en peso adicionando 2 Kg Ton-1 de desfloculante y posteriormente diluidas a 20 por ciento de sólidos en peso, con el propósito de obtener partículas micrométricas. Los resultados pusieron en evidencia que el proceso de cribado separó el 30 % de arenas cuyos contenidos de sílice fueron superiores comparados con los contenidos en el material fino. Aplicando el proceso de asentamiento se obtuvieron partículas en suspensión con un tamaño promedio de 1,83 μm. Al realizar el estudio cristalográfico, además de la caolinita, se identificaron diferentes impurezas tales como sulfuros, óxidos y carbonatos. Mediante los estudios cristalográficos, análisis químicos por ICP y la medición del índice de blancura, se llevó a cabo el seguimiento de la disminución de impurezas en cada proceso de separación. Se obtuvo un concentrado final con tamaño promedio de partícula de 1,83 μm, un índice de blancura de 91,27% y una recuperación en peso global de 63 %

This paper reports the study of the removal of impurities and characterization of kaolin clays from different mines in Agua Blanca de Iturbide, Hidalgo (Mexico), treated with the aim of increasing its whiteness index which were collected by selective sampling, processed by a simple method (sieving, dispersal and settlement) and characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), particle size analysis (ATP), chemical analysis coupled plasma (ICP ) and whiteness index (IB). The mineral was processed by crushing, attrition and screening. Sieving of fine products were mixed vigorously with deionized water at 45 percent solids in wt.% adding 1 Kg Ton-1 of dispersant. Subsequently, the pulp was diluted and settling at 20 percent solids, with the purpose of obtaining micron particles and finally a second settling was applied. The results showed that the sieving process removed 30% of silica sand whose contents were higher compared with those contained in the fine material. Applying the process of settling suspended particles were obtained with an average size of 1,83 μm. In the crystallographic study, in addition to kaolinite, were identified different impurities such as sulfides, oxides and carbonates. By crystallographic studies, chemical analysis by ICP and the whiteness index measurement was carried out monitoring of the reduction of impurities in each separation process. Final concentrate was obtained with average particle size of 1,83 μm, a whiteness index of 91,27% and an overall weight recovery of 63%

Photocatalytic properties evaluation of portland white cement added with TiO₂-nanoparticles

Photocatalytic activity of white Portland cement paste samples, added with 0.5, 1.0 and 3.0% wt of titanium dioxide nanoparticles, was evaluated trough the degradation of Rhodamine B. The degradation was measured by the change of the color coordinates CIE L*a*b* of samples exposed to a UV source and a photocatalytic efficiency coefficient, ξ, was calculated for two times of curing (65h and 28d). Three ratios of anatase:rutile were used (100:0, 85:15, 50,50) for each percentage of addition. Results showed that samples with the highest photocatalytic activity correspond to 3.0% of anatase at early ages, and 3.0% of anatase:rutile (50:50) at late ages

La actividad fotocatalítica de pastas de cemento Pórtland blanco, adicionadas con 0,5%, 1,0% y 3,0% en peso de nanopartículas de dióxido de titanio, fue evaluada a través de la degradación de Rodamina B. La degradación fue medida en función del cambio en las coordenadas de color CIE L*a*b* de las muestras expuestas a un fuente ultravioleta, UV, y un coeficiente fotocatalítico, ξ, fue calculado para dos edades de curado (65 horas y 28 días). Tres proporciones de anatasa:rutilo fueron empleadas (100:0, 85:15, 50:50) para cada porcentaje de adición. Los resultados mostraron que las muestras con la mayor actividad fotocatalítica correspondieron a un 3,0% de anatasa a edades tempranas y un 3,0% de anatasa:rutilo (50:50) a edades tardías