FELICIDADES A FRANCISCO, nuestro nuevo M. en C. en Ingeniería Cerámica. Tesis: Desarrollo de barreras ambientales de circona por sol-gel/inmersión para su uso en reactores nucleares de sales fundidas

La graduación de un estudiante es algo que siempre me llena de mucha alegría. El día de ayer una vez más tuve el gusto de graduar a otro estudiante de maestría, Francisco Cano, quien hizo un fantástico trabajo en el desarrollo de recubrimientos de YSZ para reactores nucleares.

Uno de los grandes retos del trabajo de Francisco consistió en la producción de un recubrimiento sin defectos visuales de YSZ con fase cúbica, pero producido a no más de 700°C. Aprendiendo del trabajo de Orlando Castilleja, logró obtener recubrimientos sin defectos con 90% de fase cúbica. Les compartimos el resumen de su trabajo:

RESUMEN

 El reactor nuclear de sales fundidas es considerado uno de los reactores nucleares más seguros debido a que evita en su totalidad la posibilidad de la fusión del centro del reactor en caso de un accidente, gracias al uso de combustibles en forma líquida. Sin embargo, la corrosión provocada por las sales fundidas base fluor y la reducción de las propiedades mecánicas de la aleación estructural de Ni utilizada para las paredes internas, limitan el uso de este reactor a temperaturas por arriba de los 700 ºC. En este trabajo se desarrollaron recubrimientos de circona estabilizada con itria por el método de sol-gel/inmersión (dip-coating) para su uso como posibles barreras ambientales en reactores nucleares de sales fundidas. La técnica sol-gel/dip-coating, resultó un método sencillo con el que se pudieron fabricar recubrimientos controlados con mayor precisión, determinados principalmente por la velocidad de deposición y viscosidad de la solución. En este trabajo se produjeron recubrimientos de circona con 11, 17 y 20% mol de itria.

Se obtuvieron recubrimientos homogéneos y libres de defectos a velocidades de inmersión/extracción de 4 cm/min, con espesores por monocapa de hasta 280 nanómetros. Por DRX se cuantificó el contenido de fase cúbica llegándose a obtener hasta un 90% de esta. Las propiedades mecánicas determinadas fueron dureza, adherencia y resistencia a la abrasión. Se obtuvo un incremento de la dureza del sistema sustrato-recubrimiento de hasta un 200%, mientras que la resistencia a la abrasión se vio incrementada en un 69% con el uso de 3 capas de recubrimiento. Finalmente se encontró que la adherencia de los recubrimientos alcanza hasta 30 MPa sin que haya desprendimiento del sustrato metálico.

 

 

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