https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/7697 MCM TecSaltillo Thu, 23 Apr 2026 14:30:24 GMT 2026-04-23T14:30:24Z https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/11846 Title: EFECTO DEL CONTENIDO DE LITIO COMO DOPANTE EN CONDUCTORES IÓNICOS CON ESTRUCTURA DE TIPO FLUORITA Authors: Yeverino Martínez, Yolanda Abigail Description: La ceria dopada con lantánidos ha surgido como el material más viable como electrolito sólido para celdas de combustible de óxido sólido (SOFC). Una de las principales desventajas que presenta este material es su alta temperatura de sinterización (~ 1500 °C) para alcanzar densificaciones adecuadas, por lo que el uso de aditivos de sinterización se ha vuelto frecuente durante la síntesis de electrolitos sólidos. En este trabajo se analizó el efecto del incremento de contenido de litio como dopante y aditivo de sinterización en ceria dopada con gadolinio (CDG) y con iterbio (CDY), sobre propiedades eléctricas, térmicas, densificación y características estructurales y microestructurales. Los materiales con fórmula general Ce0.92-xGd0.08LixO2-δ y Ce0.92-xYb0.08LixO2-δ (x = 0, 0.02, 0.04 y 0.06) fueron sintetizados mediante molienda mecánica de alta energía durante 20 horas, partiendo de polvos de grado reactivo de los óxidos involucrados. La evolución de fases a través de la molienda fue estudiada mediante DRX, así como el efecto de la temperatura de tratamiento térmico en los polvos molidos (900 y 1200 °C). Se prensaron pastillas y se sinterizaron a 1200 °C, y se analizó su microestructura con MEB y AFM, su densidad relativa mediante el método de Arquímedes, sus propiedades eléctricas por medio de Espectroscopía de Impedancias y sus propiedades térmicas usando el método del pulso láser y cálculos de capacidad calorífica. Los resultados mostraron que los dopantes se introdujeron efectivamente usando la síntesis mecanoquímica y formando una solución sólida de ceria dopada con estructura cristalina tipo fluorita. La cristalinidad, tamaño de grano y densidad relativa aumentaron con el contenido de litio. La rugosidad media disminuyó con el contenido de litio, resultando en superficies más lisas y suaves. El parámetro de red disminuyó con el contenido de litio, como consecuencia de la introducción de cationes dopantes de Li+ con un menor radio iónico que el Ce+4. La conductividad iónica σdc se mantuvo en el orden de 1x10-2 para todas las muestras, con una ligera tendencia a disminuir en función del contenido de litio, y la máxima alcanzada fue de 8.18x10-2 S·cm-1 con una energía de activación de 0.782 eV a 650 °C, para la muestra CDG. No se observó una tendencia en la difusividad y conductividad térmica respecto al contenido de litio. A 500 °C se encontraron difusividades térmicas entre 0.98 y 0.77 mm2/s y conductividades térmicas entre 2.49 y 2.07 W/mK. El litio en estos materiales cumplió una función como aditivo de sinterización, manteniendo altas conductividades iónicas y conductividades térmicas comparables a las de la YSZ. Sat, 01 Nov 2025 00:00:00 GMT https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/11846 2025-11-01T00:00:00Z https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/11845 Title: SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE ÓXIDOS DE ALTA ENTROPÍA CON VISTAS A SU USO EN GENERACIÓN DE ENERGÍA Authors: Arreazola Lopez, Sergio Rodolfo Description: En esta investigación se sintetizaron ocho composiciones de óxidos de alta entropía basados en CeO2, dopado con cuatro lantánidos trivalentes (Gd, Nd, Y, Sm) y Ca2+ como aditivo de sinterización. Se siguió la forma general Ce1−x(Gd0.2Nd0.2Y0.2Sm0.2Ca0.2)xO2−δ ( x = 0.04, 0.08, 0.12, 0.16, 0.20, 0.24 y 0.28), con el objetivo de estudiar el efecto combinado de la alta entropía y la adición de Ca sobre la estabilidad de fases, la densificación, y las propiedades eléctricas y térmicas, evaluando su potencial como electrolitos sólidos para celdas de combustible de óxido sólido (SOFC) y como recubrimientos de barrera térmica (TBC). La síntesis se realizó mediante molienda mecánica de alta energía durante 24 horas a partir de óxidos precursores, seguida de tratamientos térmicos a 900 y 1200 °C. Los análisis de difracción de rayos X (DRX) confirmaron en todos los casos la formación de una fase cúbica tipo fluorita. Se observó el desplazamiento de los picos de difracción hacia menores ángulos 2θ conforme aumentó el dopaje, evidenciando la expansión del parámetro de red por la incorporación exitosa de los cationes sustitucionales de mayor radio iónico.Los polvos fueron compactados mediante prensado uniaxial y sinterizados a 1200°C durante 6 horas. Se caracterizó la microestructura de la superficie de fractura de pastillas, mostrando granos poligonales bien definidos, con tamaños de grano promedio entre 0.1349 y 0.3729 µm, y con porosidades cerradas. La muestra con 28% de dopaje sin Ca presenta mayor porosidad y menor crecimiento de grano que la que incluye Ca. Los análisis por microscopía de fuerza atómica (AFM) mostraron rugosidades superficiales entre 29.1 y 61.5 nm. Adicionalmente, se midió la conductividad iónica de las distintas composiciones. La composición con 20% de dopaje presentó el desempeño óptimo con una conductividad iónica (σdc) de 1.06 × 10-1 S/cm y una energía de activación (Edc) mínima de 0.82 eV. Finalmente, la conductividad térmica se determinó a partir de la densidad (método de Arquímedes), la capacidad calorífica (regla de Newman-Kopp) y la difusividad térmica (técnica de pulso láser). Presentando valores entre 2.07 y 3 W/m K a 500°C y un mínimo general de 1.76 a 400°C para la muestra con 16% de dopaje. Los resultados revelan que las composiciones intermedias ofrecen las mejores propiedades; la del 20% de dopaje para su uso como electrolito en SOFC, y la del 16% como material candidato para TBC. Sat, 01 Nov 2025 00:00:00 GMT https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/11845 2025-11-01T00:00:00Z https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/11844 Title: USO DEL MÉTODO DE SÍNTESIS POR SALES FUNDIDAS PARA LA OBTENCIÓN DE NANOMATERIALES ELECTROCERÁMICOS DE CERIA DOPADA CON LANTÁNIDOS Authors: Bocardo Roldan, Celeste Description: En esta investigación se sintetizan seis materiales cerámicos con fórmula general Ce₀.₉₁Ln₀.₀₉O₂₋δ, (siendo Ln: Yb, Dy, Gd, Sm, Nd y La los elementos lantánidos dopantes) mediante el método de síntesis por sales fundidas, a partir de nitratos de los elementos precursores, esto para evaluar la viabilidad de dichos materiales y sus fases obtenidas para su uso potencial como electrolitos en celdas de combustible de óxido sólido (SOFC) o como recubrimientos de barreras térmicas. La síntesis se realizó partiendo de los nitratos de los elementos precursores y nitrato de sodio usando el método de SSF y una serie de tratamientos térmicos posteriores a 700, 900 y 1200°C. Los resultados de DRX revelaron estructuras tipo fluorita cúbica típica de la ceria, así como un incremento en la cristalinidad con los tratamientos térmicos. Los polvos compactados mediante prensado uniaxial y sinterizados a 1200°C fueron analizados mediante una serie de técnicas; en la caracterización por MEB se encontraron microestructuras con granos definidos con presencia de poros. Las imágenes de MFA mostraron una formación uniforme de granos en la superficie de las pastillas, con rugosidad que muestra que dicha superficie no era completamente plana. La conductividad iónica mediante espectroscopia de impedancias mostró valores de entre 4.09*10 3 y 4.73*10-2 S cm-1. Finalmente, los análisis de difusividad y conductividad obtenidos utilizando la técnica de pulso láser, mostraron valores descendientes con el incremento de la temperatura, lo que los hace viables como recubrimientos de barreras térmicas, la muestra con valores más bajos fue CSO con valores de 0.4243 mm2/s y 3.53 W/mK respectivamente. Sat, 01 Nov 2025 00:00:00 GMT https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/11844 2025-11-01T00:00:00Z https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/7855 Title: FABRICACIÓN, CARACTERIZACIÓN Y EVALUACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS, MECÁNICAS Y BIOACTIVAS DE COMPOSITOS DE MAGNESIO REFORZADO CON PARTÍCULAS DE TiO2 y CaSiO3 Authors: Sanchez Arroyo, Andrea Description: Los compuestos de matriz metálica de magnesio reforzados con partículas cerámicas han atraído una gran atención hacia la investigación de implantes ortopédicos biodegradables. En este trabajo se obtuvieron compuestos de magnesio reforzados con partículas cerámicas de CaSiO3 y TiO2 por medio del aleado mecánico para obtener los sistemas Mg+CaSiO3, Mg+2.5%TiO2, Mg+5%TiO2, Mg+CaSiO3+2.5%TiO2 y Mg+CaSiO3+5%TiO2, se sinterizaron a 450°C durante 60 minutos. Se caracterizaron los sistemas mediante las técnicas de MEB, EDX y DRX para observar la morfología, composición química y la identificación de las fases; también se identificó el tamaño de grano por MO de los sistemas sinterizados. Se determinó la densidad de los sistemas sinterizados por medio del principio de Arquímedes y las propiedades mecánicas se evaluaron por dureza Vickers y resistencia a la compresión. Así mismo, se evaluó la velocidad de degradación y el pH en la solución Ringer, así como también se evaluó la bioactividad en solución Ringer/Fosfato de potasio. La morfología y la composición de fases de los productos de degradación se estudiaron por medio de las técnicas de MEB, EDX y DRX. Los resultados de este trabajo de investigación mostraron que la presencia de dos fases de refuerzo mejora las propiedades mecánicas, en tanto las propiedades físicas de los sistemas la densidad se mantiene comparativamente en el rango del hueso cortical (1.8 – 2.1 g/cm3 ). La degradación en solución Ringer mostró que el sistema Mg+5%TiO2 presenta una velocidad de degradación 8 veces mayor que el Mg puro (2.0 mm/año para el Mg puro y 17.09 mm/año para el Mg+5%TiO2), por el contrario, se mostró un mejor comportamiento a la degradación en el sistema Mg+CaSiO3+2.5%TiO2 (7.25 mm/año). El análisis por MEB de las probetas degradadas en solución Ringer reveló la formación de grietas en los sistemas las cuales están asociadas a la pérdida de peso. Para evaluar la bioactividad de los sistemas se utilizó la solución Ringer con Fosfato de potasio y durante la inmersión de los sistemas a las 6 horas se observó en los sistemas Mg+CaSiO3, Mg+CaSiO3+2.5%TiO2 y Mg puro, la formación de hidroxiapatita en forma de agujas. Se observó que los sistemas alcanzaron un pH alcalino (pH 11) debido a la generación de iones hidroxilo (-OH). La generación de los iones –OH son benéficos para la formación de la hidroxiapatita, ya que los grupos hidroxilo sirven como captadores de los iones Ca2+, además la formación de un pH alcalino de 11 es favorecedor para la regeneración ósea. Es así que con los resultados obtenidos muestran que el sistema Mg+CaSiO3+2.5%TiO2 resulta ser un material candidato para implantes temporales, por sus propiedades biodegradables y bioactivas que dan origen a la formación de la hidroxiapatita lo que promueve la unión entre el hueso y material. Thu, 01 Sep 2022 00:00:00 GMT https://rinacional.tecnm.mx/jspui/handle/TecNM/7855 2022-09-01T00:00:00Z