| dc.rights.license | http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 - Atribución-NoComercial | es_MX |
| dc.contributor | ISAI ROSALES CADENA | es_MX |
| dc.contributor.author | JOSE GUADALUPE PEREYRA HERNANDEZ | es_MX |
| dc.contributor.other | director - Director | es_MX |
| dc.coverage.spatial | MEX - México | es_MX |
| dc.date | 2021-03-06 | |
| dc.date.accessioned | 2021-03-08T01:59:47Z | |
| dc.date.available | 2021-03-08T01:59:47Z | |
| dc.identifier.uri | http://riaa.uaem.mx/handle/20.500.12055/1428 | |
| dc.description | . RESUMEN
Una serie de aleaciones de Aluminio (Al), Cobalto (Co) y Manganeso (Mn) fueron
diseñadas y fabricadas, con la finalidad de usarse como el electrodo ánodo en un arreglo
electroquímico, para generar energía eléctrica. La aplicación de estas aleaciones, son como
electrodo ánodo en pilas galvánicas primarias, una alternativa a las actuales pilas
comerciales, pero hechas con materiales menos nocivos para el medio ambiente, ya que
generalmente, las pilas de desecho pueden causar grandes daños, principalmente
contaminando el agua de consumo humano y animal. Las aleaciones fueron diseñadas con
diferentes pesos atómicos, y fabricadas por técnica de inducción electromagnética, en un
horno especial con sistema de alto vacío, ubicado en el Laboratorio de Fundición del
CIICAp. Los diferentes porcentajes atómicos (at%) de los elementos Alx – Mny – Coz, variaron de acuerdo a x = 40–70, y = 5–30, z = 10–35. Las aleaciones fueron divididas en
tres grupos, uno de ellos quedó en las condiciones iniciales de fabricación, y a los otros, se
les aplicó un tratamiento térmico de recocido a 600 °C y a 1100 °C por 3 h y 1 h
respectivamente. Debido al at% de las aleaciones, se obtuvieron distintas características
micro-esctructurales, las cuales van de acuerdo, como ya se mencionó, tanto a las
condiciones de fabricación como a los tratamientos térmicos aplicados posteriormente, y se
realizaron los estudios consecuentes para relacionar dichas características con las
propiedades eléctricas y electroquímicas. De igual forma, se estudiaron las propiedades
mecánicas de las aleaciones, con la finalidad de evaluar su comportamiento mecánico y su
resistencia, en diferentes condiciones. Dentro de los estudios mecánicos, se incluyen la
microdureza Vickers, una técnica que, en muchos ámbitos de la industria de los metales, es
indispensable llevarse a cabo, para evaluar la dureza del material en cuestión. También, durante en el proceso de análisis de los resultados de la micro-dureza, se observó que se
habían generado una serie de fracturas, producto de las marcas piramidales de las
indentaciones, lo cual, sirvió para realizar pruebas de estrés crítico y poder así determinar
la resistencia de estas aleaciones al quiebre por efectos mecánicos. Teniendo en mente los
objetivos de este proyecto, se llevaron a cabo análisis eléctricos de Resistencia y
Resistividad en las aleaciones, para tener un mejor panorama de su comportamiento, para
conducir la electricidad a través de ellas, cuyos resultados fueron mejores en las aleacionesde mayor contenido de at% de Al. También, se crearon unos prototipos, con las
aleaciones como ánodo, grafito comercial como cátodo y como electrolito una solución en
gel de KOH al 3M, para así poder evaluar la generación de energía eléctrica de las
aleaciones, los resultados a pesar de no ser prometedores, son importantes para demostrar
que es posible la generación de electrones de estas aleaciones, y en su paso a través del
electrolito, pudiera conectarse una resistencia como un LED para iluminarlo. La
importancia del estudio de los procesos y mecanismos a través de los cuales se desarrolla la
corrosión, impulsa el estudio de técnicas electroquímicas como la polarización, impedancia
y corrosión química por inmersión, los cuales se llevaron a cabo en las aleaciones. La
importancia de los estudios de polarización radica en que permiten obtener información
para estimar la intensidad de corrosión Icorr de nuestras aleaciones, pues de otra manera no
sería posible, debido a que, en la equivalencia entre las semirreacciones de reducción y
oxidación, en un potencial mixto, éstas se anulan. En la misma sinergia, es importante
evaluar el comportamiento de los metales que están en continua inmersión en medios
agresivos, como es el caso de las pilas galvánicas, esto se logra sumergiendo el material en
condiciones similares, y después de cierto tiempo se puede estimar la resistencia que
presenta a la corrosión, por pérdida de peso, con referencia al valor de peso inicial. Estos
estudios fueron de gran importancia para los objetivos planteados, pues entre las
características que se buscan para que un material sea un excelente ánodo, son mínima
auto-corrosión, máximo potencial a circuito abierto y mínima polarización anódica | es_MX |
| dc.description | ABSTRACT
A series of alloys of Aluminum (Al), Cobalt (Co) and Manganese (Mn) were designed
and manufactured, in order to be used as the anode electrode in an electrochemical
arrangement, to generate electrical energy. The application of these alloys, is as an anode
electrode in primary galvanic batteries, an alternative to current commercial batteries, but
made with materials that are less harmful to the environment, since generally, waste
batteries can cause great damage, mainly polluting water for human and animal
consumption. The alloys were designed with different atomic weights percents (at%), and
manufactured by electromagnetic induction technique, in a special furnace with a high
vacuum system, at the Laboratorio de Fundición del CIICAp. The different at% of the Alx - Mny - Coz elements, varied according to x = 40–70, y = 5–30, z = 10–35. Alloys were
divided into three groups, one of them was left in the initial conditions, and the others were
annealed at 600 ° C and at 1100 ° C, for 3 h and 1 h respectively. Due to the at% of the
alloys, different micro-structural characteristics were obtained, which are in accordance, as
already it said, both the manufacturing conditions and the heat treatments applied later, and
the consequent studies were carried out to relate these characteristics with electrical and
electrochemical properties. Similarly, the mechanical properties of the alloys were studied, in order to evaluate their mechanical behavior and resistance, under different conditions. Within the mechanical studies, the Vickers micro-hardness is included, a technique that, in
many areas of the metal industry, is essential to carry out, to evaluate the hardness of the
material in question. Also, during the process of analyzing the results of microhardness, it
was observed that a series of fractures had been generated, as a result of the pyramidal
marks of the indentations, which helped to perform a critical stress test and thus be able to
determine the resistance of these alloys to breaking due to mechanical effects. Keeping in
mind the objectives of this project, electrical Resistance and Resistivity analyzes were
carried out in the alloys, to have a better overview of their behavior to conduct electricity
through them, whose results were better in the alloys with higher Al at%. Also, prototypes
were created, with the alloys as anode, commercial graphite as cathode and as electrolyte a
KOH 3M gel solution, in order to evaluate the generation of electrical energy of the alloys;
the results, despite not being promising, are important to demonstrate that the generation ofelectrons from these alloys is possible, and while they pass through the electrolyte, a
resistor such as an LED could be connected to illuminate it. The importance of studying the
processes and mechanisms through which corrosion occurs, prompts the study of
electrochemical techniques such as galvanostatic polarization, impedance and chemical
corrosion by immersion, which were carried out on the alloys. The importance of
galvanostatic polarization studies, is that it allows obtaining information to estimate the
intensity of corrosion Icorr of our alloys, since otherwise, it would not be possible, because
the equivalence between the reduction and oxidation in half-reactions in a mixed potential
is override. In the same synergy, it is important to evaluate the behavior of metals that are
in continuous immersion in aggressive media, such as galvanic cells, this is achieved by
submerging the material under similar conditions, and after a certain time its resistance to
corrosion, due to weight loss, with reference to the initial weight value. These studies were
of great importance for the objectives, since among the characteristics that are sought for a
material to be an excellent anode, are minimum self-corrosion, maximum open circuit
potential and minimum anodic polarization. | es_MX |
| dc.format | pdf - Adobe PDF | es_MX |
| dc.language | spa - Español | es_MX |
| dc.publisher | autor | es_MX |
| dc.rights | openAccess - Acceso Abierto | es_MX |
| dc.subject | 7 - INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA | es_MX |
| dc.subject.other | 33 - CIENCIAS TECNOLÓGICAS | es_MX |
| dc.title | diseño y análisis microestructural y electroquímico de aleaciones de AlCoMn para aplicaciones en generación de energía | es_MX |
| dc.type | doctoralThesis - Tesis de doctorado | es_MX |
| uaem.unidad | Centro de Investigación en Ingeniería y Ciencias Aplicadas (CIICAP) - Centro de Investigación en Ingeniería y Ciencias Aplicadas (CIICAP) | es_MX |
| uaem.programa | Doctorado en Ingeniería y Ciencias Aplicadas - Doctorado en Ingeniería y Ciencias Aplicadas | es_MX |
| dc.type.publication | acceptedVersion | es_MX |
| dc.audience | researchers - Investigadores | es_MX |
