Ing. Electromecánica - Proyectos Finales de Carrera 2020

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    Análisis multi-físico mediante el método de elementos finitos de experimentos de compresión in-situ y caracterización eléctrica de micropilares
    (2020-05-12) Silva, Kevin Daniel; Honig, Hauke Lars; Puente, Gustavo; Dalibón Bähler, Eugenia Laura
    La compresión de micropilares es una técnica relativamente joven que permite estudiar las propiedades mecánicas en recubrimientos finos y materiales masivos, en la microescala. El experimento realiza la compresión del espécimen con un indentador de cara plana en un estado homogéneo de tensiones y determina de forma directa la respuesta mecánica del material estudiado. Los micropilares son fabricados por la técnica “FIB Milling”, donde se maquina el recubrimiento o material masivo en un microscopio con un haz de iones, es decir, removiendo material hasta obtener la forma deseada. Además, es posible realizar una caracterización eléctrica en simultaneo a la deformación del espécimen para determinar si se producen cambios en las propiedades eléctricas del material. Se han llevado a cabo numerosos estudios empleando el método de los elementos finitos para comprender el comportamiento mecánico de los micropilares y obtener información sobre las propiedades mecánicas y el estado de tensiones. Sin embargo, aún existe una brecha en el estudio de las propiedades eléctricas de los micropilares y la interacción entre los fenómenos físicos que se manifiestan durante el experimento. En este trabajo, se llevó a cabo el modelado multifísico mediante el método de elementos finitos de un experimento de compresión en un sistema multicapas metal/metal. Se realizó un estudio paramétrico considerando diferentes valores de espesores de capa, diámetros de los micropilares y corrientes eléctricas para analizar el comportamiento mecánico y termoeléctrico durante la compresión y la caracterización eléctrica. Las resultados del modelo permitieron establecer una serie de parámetros sugeridos para la configuración experimental con el objetivo de minimizar la influencia de los fenómenos físicos involucrados y obtener una caracterización satisfactoria.