Implementation of a triboelectrical workstation for the investigation of the influence of electrical parameters on the tribological properties of thin films in real - time - Cardenas Cullash, Diego Ricardo (2025)
La aplicación de películas delgadas se ha incrementado en varios campos de la mecánica (reducción de fricción), la química (sensores de gases químicos) y la electricidad (elementos piezoeléctricos). Además, los nuevos procedimientos para crear películas delgadas permiten a los investigadores la oportunidad de experimentar con nuevos materiales. El objetivo de esta tesis de maestría es desarrollar una estación de trabajo tribo-eléctrica para la investigación sobre la influencia de los parámetros eléctricos sobre las propiedades tribológicas (coeficiente de fricción) de películas delgadas en tiempo real. El sistema esta compuesto por un tribómetro Basalt® MUST (Modular Universal Surface Tester) desarrollado por Tetra GmbH, dos multímetros KEITHLEY Model 2000 Multimeter, una fuente de energía KEITHLEY Model 2400 Series Source Meter ® y una estación de trabajo portátil desarrollado por National Instruments (NI) con un módulo NI PXI-1042 como hardware y un NI PXI-8105 como su computador. Estos equipos fueron interconectados y configurados manualmente para ser controlados mediante un programa desarrollado en LabVIEW 2008. El programa emplea una interfaz gráfica con el usuario para ingresar los parámetros requeridos para un ensayo de tribología sobre una película delgada, también se ingresan los parámetros eléctricos que van a afectar la muestra durante el ensayo tribológico y finalmente guía al usuario para ejecutar dicho ensayo. El programa va ha grabar todos los datos tribológicos y eléctricos recolectados durante le ensayo en un archivo de texto (el coeficiente de fricción de la muestra así como el voltaje y la corriente obtenida durante todo el ensayo). Esta información es filtrada mediante un algoritmo desarrollado en MATLAB para eliminar ruido y los datos innecesarios para el análisis de la muestra. Finalmente, los datos obtenidos se guardaran para un análisis posterior en un programa especializado compatible con el formato de MATLAB (por ejemplo Origin Pro 2016). En conclusión, el sistema proporcionará información detallada sobre el comportamiento del coeficiente de fricción de las películas delgadas sometidas a variaciones eléctricas en un tiempo establecido para analizar resultados con películas delgadas creadas con diferentes materiales y con diferentes métodos de fabricación.