Compositos elastoméricos estructurados : estudio de los efectos magneto-piezoresistivos y su aplicación en dispositivos piezométricos

Los Compositos Elastoméricos Estructurados (SEC, por sus siglas eninglés) están formados por dispersiones de material inorgánico en una matrizelastomérica, en la cual se inducen propiedades anisotrópicas. La presente Tesis consta de un estudio experimental y teórico de sistemas SEC. En los sistemas...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Mietta, José Luis
Otros Autores: Negri, Ricardo Martín
Formato: Tesis doctoral publishedVersion
Lenguaje:Español
Publicado: Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales 2016
Materias:
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6032_Mietta
Aporte de:Biblioteca Digital - Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (UBA) de Universidad de Buenos Aires Ver origen
Descripción
Sumario:Los Compositos Elastoméricos Estructurados (SEC, por sus siglas eninglés) están formados por dispersiones de material inorgánico en una matrizelastomérica, en la cual se inducen propiedades anisotrópicas. La presente Tesis consta de un estudio experimental y teórico de sistemas SEC. En los sistemas experimentales estudiados, partículas que son simultáneamentemagnéticas y conductoras de la electricidad se encuentran dispersas enpolidimetilsiloxano (PDMS). La estructuración del material (por formaciónde cadenas de material inorgánico en la matriz polimérica) se logra curandola dispersión en presencia de un campo magnético intenso. El estudio experimental comenzó con la síntesis y caracterización de nanopartículas de magnetita (NPs) y la formación de agregados micrométricos NPs/plata, que están en estado superparamagnético y son conductores óhmicos. El sistema SEC obtenido luego del curado presenta piezoresistividad (laresistividad eléctrica, ρ, es función de la tensión mecánica aplicada) y magnetoresistencia (ρ es función del campo magnético aplicado luego del curadodel material). En esta Tesis se ha desarrollado también un sensor de tensiónmecánica basado en dicho SEC, incluyendo la implementación de contactos,encapsulamiento y la calibración de su respuesta. Estos sistemas pueden presentar Anisotropía Eléctrica Total (TEA, porsus siglas en inglés), es decir, conductividad eléctrica apreciable únicamenteen una dirección espacial, la de aplicación del campo magnético durante lapreparación. El estudio teórico comienza con el análisis mediante simulaciones Monte Carlo de cómo los parámetros estructurales de los sistemas SECinfluyen en la probabilidad de obtener TEA. En dichas simulaciones se computó la probabilidad de percolación en cada una de las direcciones característicasdel material estructurado. En la segunda etapa teórica se desarrolló unmodelo constitutivo de la respuesta piezoresistiva anisotrópica bajo la condición de TEA. Finalmente, se extendió dicho modelo con el fin de predecirla respuesta magnetoresistiva observada.