Estudio de la nanoindentación de recubrimientos delgados SiO₂–TiO₂
Las aleaciones de aluminio son ampliamente utilizadas en aplicaciones estructurales debido a sus buenas propiedades mecánicas. Sin embargo, presentan limitaciones en resistencia al desgaste y a la corrosión. En este trabajo, se propone el uso de recubrimientos de SiO₂-TiO₂ aplicados mediante la técn...
| Autores principales: | , , , |
|---|---|
| Formato: | Artículo |
| Lenguaje: | español |
| Publicado: |
Universidad Autónoma de Nuevo León
2026
|
| Materias: | |
| Acceso en línea: | https://ingenierias.uanl.mx/index.php/i/article/view/975 |
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|---|---|
| author | Vallejo Martinez, Alejandra Reyes Osorio, Luis Arturo Moreno Cortez, Iván Eleazar López Pavón, Luis Alberto |
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| author_sort | Vallejo Martinez, Alejandra |
| collection | Artículos de Revistas UANL |
| description | Las aleaciones de aluminio son ampliamente utilizadas en aplicaciones estructurales debido a sus buenas propiedades mecánicas. Sin embargo, presentan limitaciones en resistencia al desgaste y a la corrosión. En este trabajo, se propone el uso de recubrimientos de SiO₂-TiO₂ aplicados mediante la técnica sol-gel para mejorar el comportamiento mecánico y electroquímico de la aleación Al 6061-T6. Se realizaron ensayos de nanoindentación sobre películas depositadas, obteniéndose un incremento del 15.49% en el módulo de elasticidad respecto al sustrato sin recubrimiento. Paralelamente, se desarrolló un modelo numérico basado en elementos finitos (FEM) con geometría axisimétrica 2D para la predicción del proceso de nanoindentación y su distribución de esfuerzos y deformaciones. Los resultados simulados mostraron una buena aproximación con las pruebas experimentales, validando el enfoque computacional como herramienta útil para estudiar el comportamiento mecánico de recubrimientos delgados. Este enfoque integrado ofrece una metodología integral para evaluar la viabilidad de recubrimientos funcionales sobre aleaciones ligeras en aplicaciones aeronáuticas. |
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| id | ingenierias-article-975 |
| institution | UANL |
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| physical | Revista Ingenierías; Vol. 29 No. 100 (2026): Enero-Junio; 30-40 Ingenierias; Vol. 29 Núm. 100 (2026): Enero-Junio; 30-40 1405-0676 |
| publishDate | 2026 |
| publisher | Universidad Autónoma de Nuevo León |
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| spelling | ingenierias-article-9752026-01-30T02:04:55Z Study of the nanoindentation of SiO₂–TiO₂ thin coatings Estudio de la nanoindentación de recubrimientos delgados SiO₂–TiO₂ Vallejo Martinez, Alejandra Reyes Osorio, Luis Arturo Moreno Cortez, Iván Eleazar López Pavón, Luis Alberto Nanoindentación aluminio 6061-T6 SiO2-TiO2 Análisis de Elementos Finitos Nanoindentation aluminum 6061-T6 SiO2-TiO2 Finite Elements Analysis Aluminum alloys, particularly Al 6061-T6, are widely used in structural applications due to their remarkable mechanical properties. However, their relatively low hardness and corrosion resistance limit their use in aggressive environments. To address these drawbacks, this study investigates the deposition of SiO₂–TiO₂ thin films on Al 6061-T6 substrates using the sol-gel method to enhance their mechanical and electrochemical performance. Nanoindentation tests were conducted to determine hardness and elastic modulus. Additionally, a finite element model (FEM) was developed to simulate the nanoindentation process using an axisymmetric 2D geometry. The experimental results revealed an elastic modulus of 79.69 GPa for the coated system, indicating a significant improvement over the uncoated substrate. The numerical simulation successfully replicated the experimental load-displacement curves and provided insights into the stress distribution and deformation mechanisms. This combined experimental-numerical approach offers a robust methodology for analyzing the mechanical behavior of thin films and contributes to the optimization of protective coatings for lightweight structural materials. Las aleaciones de aluminio son ampliamente utilizadas en aplicaciones estructurales debido a sus buenas propiedades mecánicas. Sin embargo, presentan limitaciones en resistencia al desgaste y a la corrosión. En este trabajo, se propone el uso de recubrimientos de SiO₂-TiO₂ aplicados mediante la técnica sol-gel para mejorar el comportamiento mecánico y electroquímico de la aleación Al 6061-T6. Se realizaron ensayos de nanoindentación sobre películas depositadas, obteniéndose un incremento del 15.49% en el módulo de elasticidad respecto al sustrato sin recubrimiento. Paralelamente, se desarrolló un modelo numérico basado en elementos finitos (FEM) con geometría axisimétrica 2D para la predicción del proceso de nanoindentación y su distribución de esfuerzos y deformaciones. Los resultados simulados mostraron una buena aproximación con las pruebas experimentales, validando el enfoque computacional como herramienta útil para estudiar el comportamiento mecánico de recubrimientos delgados. Este enfoque integrado ofrece una metodología integral para evaluar la viabilidad de recubrimientos funcionales sobre aleaciones ligeras en aplicaciones aeronáuticas. Universidad Autónoma de Nuevo León 2026-01-29 info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion application/pdf https://ingenierias.uanl.mx/index.php/i/article/view/975 10.29105/ingenierias29.100-975 Revista Ingenierías; Vol. 29 No. 100 (2026): Enero-Junio; 30-40 Ingenierias; Vol. 29 Núm. 100 (2026): Enero-Junio; 30-40 1405-0676 spa https://ingenierias.uanl.mx/index.php/i/article/view/975/1307 Derechos de autor 2026 Alejandra Vallejo, Luis Arturo, Ivan Moreno, Luis Alberto López Pavón https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
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