Academic literature on the topic 'Análisis microestructural'

En el presente trabajo se analizan las variaciones resistentes y microestructurales de la fundición dúctil soldada mediante la técnica tungsten inert gas (TIG), sin tratamientos térmicos y utilizando diferentes materiales de aporte (fundición maleable perlítica, aleación Fe-Ni y aleación de bronce y manganeso). A partir de cada cupón soldado de dimensiones 100x100x6 mm, se obtienen las probetas para los ensayos mecánicos y microestructurales. Con el análisis cualitativo de las micrografías y el análisis cuantitativo de los resultados de los ensayos mecánicos, que han sido realizados en zonas bien diferenciadas de las uniones soldadas (metal base, interfase y cordón de soldadura), se concluye la idoneidad de este tipo de soldaduras y de la introducción nuevas variables como los tratamientos térmicos previos y/o posteriores a la soldadura. Se han correlacionando las características mecánicas y resistentes con las microestructuras obtenidas en las placas (probetas) para poder evaluar sus ventajas e inconvenientes, así como elaborar conclusiones.

Presentamos los resultados experimentales obtenidos del análisis microestructural de películas delgadas de ZnO con 20, 50 y 100 nm de espesor, crecidas sobre el sustrato de vidrio comercial por pulverización catódica reactiva. Analizamos la información cuantitativa sobre tamaño de los dominios cristalinos, dirección de textura de las nanocolumnas, sus densidades, espesores, rugosidad supercial y interfacial obtenida a través de técnicas de caracterización como la microscopía electrónica de barrido (MEB), la reflectividad de rayos X (XRR) y la difracción de rayos X (DRX).

En este trabajo se estudió el comportamiento microestructural del magnesio (Mg) puro luego de ser sometido a un proceso de fundición realizado en un horno con control de atmósfera de fabricación propia y con control de la temperatura de solidificación. Con este trabajo se buscó determinar el cambio en la composición del Mg debido a la atmosfera protectora utilizada mediante SEM/EDS y se estudió el cambio en la microestructura del Mg puro luego de realizar una solidificación en una lingotera a una temperatura de 200°C dentro del sistema de fundición, en el cuál se utilizó una atmósfera pobre en oxígeno con una mezcla de CO2 y SF6. De la evaluación composicional se evidenció un cambio en el material debido a los gases usados y los elementos con los que interactuó el Mg. Se pudo observar un cambio en la microestructura del Mg por medio de análisis de microscopía óptica y SEM, observando diferencias en la cantidad y distribución de inclusiones y partículas presentes en el Mg. Además, se observó la generación de una estructura dendrítica tras el proceso de fundición, lo cual no se evidenció en el material base. Finalmente, con el sistema de fundición fabricado se logró obtener un lingote de Mg con condiciones similares al material base, además obtener una microestructura con granos más finos y una mejor distribución de partículas en la matriz.

Traducir implica cambios lingüísticos para resolver las presiones e interferencias que se producen entre la lengua fuente y la lengua término. Para efectuar un análisis a nivel microestructural del corpus —que permita el análisis a nivel macroestructural— hay que establecer unos parámetros cualitativos a fin de evaluar la fidelidad semántica, y si es correcto desde el punto de vista lingüístico y estilístico para que pueda ser aceptado en su sistema literario.

Los materiales con gradiente funcional (FGM), los multimateriales, tratan de satisfacer los numerosos requerimientos demandados a las piezas con una combinación determinada de composiciones y microestructuras. La compatibilidad necesaria entre materiales condiciona el proceso de fabricación y el logro de una interfase, no siempre difusa. La metalurgia de polvos es una de las técnicas empleadas en la fabricación de materiales con gradiente funcional y, en concreto la compactación en matriz una de las posibles técnicas de conformado de estos materiales. En el presente trabajo se propone un proceso de conformado de un acero con gradiente funcional que varía su composición entre un acero con alto contenido en molibdeno y cobre y otro acero con cobre, sin molibdeno, con el objeto de concentrar este elemento en la superficie de la pieza, incrementando las propiedades mecánicas. El estudio se completa con la evaluación de propiedades físicas (densidad y distribución de porosidad), propiedades mecánicas (dureza, resistencia a tracción y alargamiento) y análisis microestructural mediante microscopía óptica y electrónica de barrido.

En este trabajo se estudiaron los efectos de la geometría del hombro de la herramienta en la evolución de la microestructura y las propiedades mecánicas de juntas soldadas de aleación de aluminio AA1100 obtenidos por fricción-agitación usando una máquina fresadora. Tres diseños de hombros se evaluaron con el objetivo de inducir distribuciones diferentes de ciclos térmicos en las regiones de soldadura. Los ciclos térmicos se midieron utilizando termopares y un sistema de adquisición de datos. Caracterización microestructural y análisis cristalográfico de las regiones soldadas se hicieron usando, microscopía óptica y electrónica de barrido, además de difracción de electrones retrodispersados. Las propiedades mecánicas se determinaron por ensayos de tracción, doblez guiado y pruebas de dureza. El comportamiento de la soldabilidad se estableció con base en datos experimentales. Los resultados mostraron que las herramientas con hombro configurado tienen un efecto importante en los ciclos térmicos, generando una amplia región plastificada y el mayor tamaño de grano en la zona de agitación en comparación con la herramienta de hombro plano.

Las aleaciones utilizadas para el revestimiento de superficies sometidas a baja o moderada abrasión son altamente complejas. Con la finalidad de buscar una alternativa más simple, en el presente trabajo se estudian tres revestimientos, aplicados utilizando electrodos con diferentes composiciones basadas en fundiciones hipoeutéticas Fe-Si-V-C con 3,2 % de C, V entre 0,47 y 1,57 %, y Si entre 2,30 y 3,82 %. Los revestimientos resultantes fueron estudiados utilizando técnicas de microscopía óptica (MO), microscopía electrónica de barrido (MEB), difracción de rayos X (DRX) y dureza. Los resultados mostraron que para contenidos de Si y V bajos, se obtuvo la dureza más elevada (64 HRC), derivada de una microestructura donde predominan la martensita y la austenita. Al aumentar las cantidades de estos elementos en la aleación, se obtuvo mayoritariamente perlita, con zonas eutécticas y carburos de V distribuidos en ellas, originando una disminución de la dureza hasta 57 HRC. Por lo tanto, utilizando contenidos de Si y V bajos (cercanos a 2,30 % de Si y 0,47 % de V), los electrodos basados en el sistema aleante Fe-Si-V-C pueden ser una alternativa para revestir superficies sometidas a desgaste abrasivo bajo o moderado.

Este trabajo se enmarca dentro de la modelización óptica y estructural de capas delgadas semiconductoras, particularmente de óxidos conductores transparentes del tipo ZnO y ZnO:Al, así como de capas dopadas tipo p y tipo n de µc­Si:H, todas ellas con propiedades para ser utilizadas como parte integral de células solares tipo p-i-n de a-Si:H y de µc-Si:H. A partir de un modelo óptico de medio efectivo basado en medidas de transmitancia y reflectancia, se caracteriza la microestructura de capas delgadas de los materiales previamente mencionados. Estos resultados son contrastados con los obtenidos mediante técnicas de caracterización morfológica y estructural tales como microscopía de fuerzas atómicas (AFM) espectroscopia Raman, difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de barrido (SEM) y de trasmisión (TEM). Posteriormente, con la experiencia adquirida del análisis microestructural de las muestras estudiadas, se realiza la modelización microestructural de una célula solar completa tipo p-i-n depositada sobre un substrato rugoso comercial. El presente trabajo está estructurado en 4 bloques. En el primer bloque se estudian los fundamentos teóricos de los modelos ópticos utilizados en el presente trabajo doctoral. En dicho estudio se describe la manera de deducir de los parámetros ópticos y estructurales de capas delgadas a partir de métodos ópticos simples, basados en medidas de transmitancia y reflectancia espectral y del ajuste de las medidas experimentales. Esto se lleva a cabo utilizando diferentes aproximaciones tales como el método de suma aplicado a capas delgadas homogéneas y heterogéneas, y finalmente utilizando un método matricial y la aproximación de Medio Efectivo para modelizar la microestructura de las capas delgadas semiconductoras. Finalmente se presentan 2 modelos que permiten tratar la rugosidad en la caracterización microestructural de capas delgadas. El primero de ellos utilizado en capas muy delgadas o en aquellas que tienen una rugosidad rms srms inferior a 10-15 nm, y el segundo modelo aplicado a 2 medios separados por una interfaz rugosa con (15 nm = srms = 50 nm). En el segundo bloque se estudia la microestructura de series de capas delgadas de ZnO depositadas sobre substratos de vidrio tipo Corning 1737F a temperaturas de substrato variable comprendidas entre la temperatura ambiente y 200°C, y series de capas depositadas a igual temperatura de substrato (100°C) pero con diferente fracción de dopaje con Al2O3 en intervalo de (0.5-2 wt%). El análisis microestructural de este grupo de capas delgadas, con espesores entre 300 – 500 nm, se realizó a partir del cálculo de las constantes ópticas del material usando para ello el modelo de Sellmeier para el cálculo del índice de refracción n en todo el intervalo de longitudes de onda. El cálculo del coeficiente de absorción se realizó con la relación de Tauc en el frente de alta absorción. Con los datos de n, a y d se realiza una simulación del espectro experimental, y esta, a su vez, es mejorada usando un modelo de medio efectivo EMA a través de la inclusión de una pequeña capa superficial, la cual tiene como objeto simular la rugosidad superficial de las capas delgadas mediante la mezcla de pequeña fracción de microcavidades junto con los valores de las constantes ópticas previamente calculadas. Dicho estudio se ha correlacionado con los resultados obtenidos mediante técnicas de análisis morfológico y estructural tales como AFM, XRD y TEM. El tercer bloque aborda el estudio de las propiedades microestructurales de capas muy delgadas dopadas tipo p y tipo n de silicio microcristalino (µc-Si:H), que han sido obtenidas a baja temperatura de substrato mediante HWCVD con características para ser utilizadas en células solares tipo p-i-n basadas en a-Si:H y µc­Si:H. Este estudio se realizó mediante la aplicación de un modelo de EMA y, posteriormente, fue correlacionado con medidas de TEM. Los espesores estudiados se encuentran entre 20 y 60 nm, y todas las capas delgadas fueron caracterizadas microestructuralmente utilizando un modelo de 3 capas delgadas (capa superficial, zona de crecimiento y fase de incubación), los resultados obtenidos fueron correlacionados con medidas de AFM, espectroscopia Raman, y TEM. A partir de la correlación entre las técnicas se observó que el modelo óptico es fiable para reproducir la microestructura de una capa delgada sin importar su espesor. En el cuarto bloque se presenta la modelización óptica de una multiestructura de capas delgadas que, en este caso particular, correspondió a una célula solar tipo p-i-n de a-Si:H utilizando un modelo de medio efectivo basado en medidas de transmitancia y reflectancia. Este proceso se desarrolló en seis pasos, y consistió en primer lugar en caracterizar microestructuralmente las capas delgadas de manera individual depositadas sobre substrato plano y sobre substrato rugoso y, posteriormente, se fueron añadiendo una a una las capas que componen la célula y se estudió caso a caso hasta completar la célula solar. Finalmente, se analizaron algunas características de la microestructura de las capas que constituyen el dispositivo, tales como espesores, cristalinidad, réplica y propagación de la rugosidad, y algunos defectos estructurales propios del proceso de depósito de las mismas. Estas características fueron analizadas contrastando las microestructuras obtenidas por el modelo óptico frente a técnicas de microscopía tales como SEM y TEM.<br>Aquest treball de tesi s’emmarca dins de la modelització òptica i estructural de capes primes semiconductores, particularment d’òxids conductors transparents del tipus ZnO i ZnO:Al, així com de capes dopades tipus p i tipus n de µc-Si: H, totes elles amb propietats per ser utilitzades com a part integral de cèl·lules solars tipus p-i-n de a-Si:H i de µc-Si:H. A partir de ’mesures de transmitància i reflectància i mitjançant l’ús d’un model òptic de medi efectiu basat en, es caracteritza la microestructura de capes primes dels materials abans esmentats. Aquests resultats són contrastats amb aquells que han estat obtinguts mitjançant tècniques de caracterització morfològica i estructural tals com microscòpia de forces atòmiques (AFM) espectroscòpia Raman, difracció de raigs X (XRD), microscòpia electrònica de rastreig (SEM) i de transmissió (TEM). Posteriorment, amb l’experiència adquirida de l’anàlisi microestructural de les mostres estudiades, es realitza la modelització microestructural d’una cèl·lula solar completa tipus p-i-n dipositada sobre un substrat rugós comercial. Aquest treball s’ha estructurat en 4 blocs. Al primer bloc s’estudien els fonaments teòrics dels models òptics utilitzats en el present treball doctoral. En aquest estudi es descriu la manera de deduir dels paràmetres òptics i estructurals de capes primes a partir de mètodes òptics simples, basats en mesures de transmitància i reflectància espectral i de l’ajust de les mesures experimentals. Això es realitza mitjançant diferents aproximacions, tals com el mètode de suma aplicat a capes primes homogènies i heterogènies i, finalment, utilitzant un mètode matricial i l’aproximació de Medi Efectiu per modelitzar la microestructura de les capes primes semiconductores. Finalment es presenten 2 models que permeten tractar la rugositat en la caracterització microestructural de capes primes. El primer d’ells utilitzat en capes molt primes o en aquelles que tenen una rugositat rms srms inferior a 10-15 nm, i el segon model aplicat a 2 medis separats per una interfície rugosa amb (15 nm = srms = 50 nm). Al segon bloc s’estudia la microestructura de sèries de capes primes de ZnO dipositades sobre substrats de vidre tipus Corning 1737F a temperatura variable en el rang entre temperatura ambient i 200°C, i sèries de capes dipositades a igual temperatura de substrat (100°C) però amb diferent fracció de dopatge amb Al2O3 en el rang de (0.5 – 2 wt%). L’anàlisi microestructural d’aquest grup de capes primes, amb gruixos entre 300 - 500 nm, s’ha realitzat a partir del càlcul de les constants òptiques del material, utilitzant amb aquesta finalitat el model de Sellmeier per al càlcul de l’índex de refracció n en tot el rang de longituds d’ona. El càlcul del coeficient d’absorció s’ha dut a terme amb la relació de Tauc al front d’alta absorció. Amb les dades de n, a i d es realitza una simulació de l’espectre experimental, i aquesta, al seu torn, és millorada usant un model de medi efectiu EMA per mitjà de la inclusió d’una petita capa superficial, la qual té el propòsit de simular la rugositat superficial de les capes primes mitjançant la barreja d’una petita fracció de microcavitats, juntament amb els valors de les constants òptiques prèviament calculades. Aquest estudi s’ha correlacionat amb els resultats obtinguts mitjançant tècniques d’anàlisi morfològica i estructural tals com AFM, XRD i TEM. El tercer bloc aborda l’estudi de les propietats microestructurals de capes molt primes dopades tipus p i tipus n de silici microcristal·lí (µc-Si:H), que han sigut obtingudes a baixa temperatura de substrat mitjançant HW-CVD amb característiques per ser utilitzades en cèl·lules solars tipus p-i-n basades en a-Si:H i µcSi:H. Aquest estudi s’ha realitzat mitjançant l’aplicació d’un model d’EMA i, posteriorment, s’ha correlacionat amb mesures de TEM. El rang de gruixos estudiats es troba entre 20 i 60 nm, i totes les capes primes han estat caracteritzades microestructuralment emprant un model de 3 capes primes (capa superficial, zona de creixement i fase d’incubació), els resultats obtinguts han estat correlacionats amb mesures d’AFM, espectroscòpia Raman, i TEM. A partir de la correlació entre les tècniques s’ha observat s va observar que el model òptic és fiable per reproduir la microestructura d’una capa prima sense importar el seu gruix. En el quart bloc es presenta la modelització òptica d’una multiestructura de capes primes que, en aquest cas particular, correspon a una cèl·lula solar tipus p-i-n-de a-Si:H utilitzant un model de medi efectiu basat en mesures de transmitància i reflectància. Aquest procés s’ha desenvolupat en sis passos, i ha consistit, en primer lloc, en caracteritzar microestructuralment les capes primes de manera individual dipositades sobre substrat pla i sobre substrat rugós i, posteriorment, s’han anat afegint una a una les capes que componen la cèl·lula i s’ha estudiat cas a cas fins a completar la cèl·lula solar. Finalment, s’han analitzat algunes característiques de la microestructura de les capes que constitueixen el dispositiu, tals com gruixos, cristal·linitat, rèplica i propagació de la rugositat, així com defectes estructurals propis del procés de dipòsit de les mateixes. Aquestes característiques han estat analitzades contrastant les microestructures obtingudes pel model òptic davant tècniques de microscòpia tals com SEM i TEM.<br>The framework of this doctoral thesis is the optical and structural modelling of semiconductor thin films, particularly transparent conducting oxides such as ZnO and ZnO: Al, as well as doped layers p-type and n-type µc-Si:H, which are used as layers in a-Si:H and µc-Si:H p-i-n solar cells. Using the effective medium approximation optical model (EMA) on the transmittance and reflectance, the aforementioned materials have been structurally characterized. The results have been contrasted with those obtained by morphological and structural characterization techniques such as atomic force microscopy (AFM) Raman spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). Finally, with the gained experience in the microstructural analysis of the samples, the modelling of a complete p-i-n solar cell deposited on a rough substrate type was performed. This doctoral thesis is divided into four sections. In the first section the theoretical bases of the optical models used in this work have been studied. The deduction of the optical and structural parameters of thin films from simple optical methods is presented. These methods are based on the measurement of spectral transmittance and reflectance, and the adjustment of experimental measurements. This is accomplished by using different approaches such as the addition method usually employed to homogeneous and heterogeneous thin films and, finally, using a matrix method and an effective medium approximation model to deduce also the microstructure of the semiconductor thin films. Finally, we present two models that allow treating the roughness on microstructural characterization of thin films. The first one is used in very thin layers or layers with an rms roughness srms values lower than 10-15 nm, and the second model applied to media separated by an interface with roughness in the range of (15 nm = srms = 50 nm). In the second section we deal with the microstructure of the ZnO thin films series deposited on Corning 1737F glass substrates at different substrate temperatures in the range between room temperature and 200°C and a series of layers deposited at 100 °C, but with different doping concentration of Al2O3 in the range of (0.5 – 2 wt %). The microstructural analysis of this group of thin films having a thickness of 300-500 nm was made from the calculation of the optical constants of the material, by using the Sellmeier model to calculate the refractive index over the range of wavelengths. The absorption coefficient calculation was performed using the Tauc relation in the high absorption region. With the data of n, a d we can simulate the experimental spectra of T(.) and R(.). This fitting is further improved by using a model of effective medium approximation EMA and the addition of a very thin surface layer, which is intended to simulate the surface roughness of the thin layers. This surface layer is formed by a mixture of voids and the material with the optical constants previously calculated. This study has been correlated with the results obtained by techniques of morphological and structural analysis such as AFM, XRD and TEM. The third section deals with the study of the microstructural properties of very thin p-type and n-type doped layers of microcrystalline silicon µc-Si:H, which were deposited at low substrate temperature by HWCVD and were suitable to be used in p-i-n solar cells based on a-Si:H and µc-Si:H. This study was conducted by applying a model of EMA, and subsequently has been validated with TEM and HRTEM measurements. The thickness range studied was between 20 and 60 nm, and all the thin films were microstructurally characterized by using a 3-thin-layer model (surface layer, bulk area and the incubation area), the results were also correlated with measures of AFM, Raman spectroscopy, and TEM. From the correlation between the techniques it was noticed that the optical model is reliable to reproduce the microstructure of a thin layer regardless of its thickness. The fourth section is about the study of the optical modelling of a multi-structure system of thin layers, which particularly corresponds to an a-Si: H p-i-n solar cell, using a model of EMA based on measurements of spectral transmittance and reflectance. This process was developed in six steps, and consisted first in microstructural characterization of individually thin layers deposited on flat substrate and later on rough substrate. Subsequently were added one by one the layers that make the cell up. Finally, some features of the microstructure of the layers constituting the photovoltaic device such as thickness, crystallinity, roughness replica and propagation of the surface roughness, and some structural defects typical of the deposition process are analysed. These features were tested by contrasting the microstructures obtained by the optical model versus microscopy techniques such as SEM and TEM.

Las aleaciones de titanio poseen una excelente resistencia mecánica específica combinada con una gran resistencia a la corrosión y oxidación. No obstante, su comportamiento frente al desgaste es pobre y limita su uso en muchas aplicaciones para la industrial naval, aeronáutica y petroquímica. En este trabajo se propone utilizar el recubrimiento por laser o "laser cladding" para depositar capas de material compuesto de matriz de Ti6Al4V reforzado con diferentes contenidos en peso de partículas cerámicas duras de carburo de titanio (TiC) con el fin de mejorar el comportamiento frente al desgaste. Se trata de un trabajo experimental complejo ya que el titanio posee una enorme reactividad con la atmosfera que dificulta enormemente su procesado por láser. Por este motivo, se ha diseñado una tabla de experimentación que permite estudiar el procesado por laser en varias etapas de complejidad creciente para analizar el efecto de las variables por separado. La experimentación de ha dividido en cuatro etapas: primero se analiza el efecto de las variables de procesado por laser para recubrir Ti6Al4V con polvo de Ti6Al4V y obtener la ventana de procesado, luego se ha estudiado el efecto de la adición de diferentes fracciones de TiC y se han fabricado recubrimientos por solape de cordones, tercero se caracteriza el comportamiento frente a desgaste en seco para determinar las condiciones óptimas de procesado, finalmente se estudia en profundidad las transformaciones metalúrgicas que ocurren en los recubrimientos considerados como óptimos con el fin de proponer posibles mejoras. Los resultados experimentales muestran que el procesado por laser de titanio requiere un estudio completo para optimizar las condiciones de procesado. Solo mediante un plan de experimentos adecuado ha sido posible triplicar la productividad del proceso y obtener recubrimientos de Ti6Al4V libres de defectos como grietas, poros y oxidación. En este sentido, el uso de helio como gas de protección supone una ventaja absoluta frente al argón por su mayor potencial de ionización para evitar la formación de plasma.<br>Candel Bou, JJ. (2012). ANÁLISIS MICROESTRUCTURAL DE RECUBRIMIENTOS COMPUESTOS DE CARBURO DE TITANIO Y MATRIZ DE TITANIO DEPOSITADOS POR LÁSER [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/14983<br>Palancia

En los últimos años se han producido cambios en los hábitos de consumo alimentario causados principalmente por un menor tiempo disponible para la preparación de las comidas y la reducción del número de personas por unidad familiar. El sector de los platos preparados se ha consolidado en el mercado, ofreciendo al consumidor productos de fácil y rápida preparación. En este contexto, el horno microondas se ha convertido en un electrodoméstico indispensable en cada hogar por su facilidad de uso y rapidez en la preparación de este tipo de productos. Las peculiaridades del calentamiento por microondas, donde la composición del propio alimento influye de manera crucial, dificulta la predicción generalizada del patrón de calentamiento en alimentos y hace necesario un estudio individualizado para cada caso en particular. Por tanto, la tendencia actual consiste en diseñar alimentos que sean aptos para el calentamiento en microondas desde la propia formulación de los mismos. En la presente tesis doctoral se estudiaron sistemas modelo tipo salsa bechamel como ejemplo de producto elaborado que se comercializa por sí solo o formando parte de platos preparados. Inicialmente, se analizó el impacto de la formulación de sistemas modelo elaborados con sal, agua y distintos hidrocoloides (almidones y carragenatos) en las propiedades intrínsecas del calentamiento en microondas (propiedades dieléctricas) y en las propiedades reológicas y microestructurales. A continuación, se analizaron las propiedades microestructurales y reológicas de salsas elaboradas con diversos almidones (nativos y modificados) con el fin de observar el comportamiento frente al calentamiento en horno microondas. Además, se analizó la estabilidad química y microestructural de salsas formuladas con diferentes proteínas (láctea o de soja) frente a un proceso de congelación-descongelación en horno microondas o convencional. Por último, se analizaron la microestructura y las propiedades dieléctricas de salsas elaboradas con diferentes grasas preparadas a diferentes velocidades de agitación.<br>Guardeño Expósito, LM. (2012). Optimización de la formulación de una salsa apta para calentar en microondas: estudio químico y microestructural [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/15758<br>Palancia

Estudia las características microestructurales y los efectos de la adición de Ni en tres aleaciones nanoestructuradas a base de Fe, tipo NANOPERM (Fe90Zr7B3, (Fe0.75Ni0.25)90Zr7B3 y (Fe0.50Ni0.50)90Zr7B3). Estas aleaciones son preparadas por mecano-síntesis en dos etapas: en la primera etapa se preparan las aleaciones precursoras Fe0.75Ni0.25 y Fe0.50Ni0.50 a partir de polvos elementales de Fe y Ni por 30 h de mecano-síntesis; en la segunda etapa, las aleaciones nanoestructuradas se obtienen a partir de la mezcla de las muestras precursoras con elementos de Zr y B por 30 h de mecano-síntesis. La evolución estructural de las aleaciones como una función del tiempo de molienda es seguida por difracción de rayos X. El análisis microestructural alrededor de los sitios de Fe se realiza empleando espectroscopia Mössbauer de transmisión del 57Fe. Asimismo, las muestras finales en los tres sistemas son analizados por estructura fina de absorción de rayos X extendidados (EXAFS) en los bordes Kα de los átomos de Fe y Ni.<br>Tesis

La present tesi proposa una metodología per a la simulació probabilística de la fallada de la matriu en materials compòsits reforçats amb fibres de carboni, basant-se en l'anàlisi de la distribució aleatòria de les fibres. En els primers capítols es revisa l'estat de l'art sobre modelització matemàtica de materials aleatoris, càlcul de propietats efectives i criteris de fallada transversal en materials compòsits.<br/>El primer pas en la metodologia proposada és la definició de la determinació del tamany mínim d'un Element de Volum Representatiu Estadístic (SRVE) . Aquesta determinació es du a terme analitzant el volum de fibra, les propietats elàstiques efectives, la condició de Hill, els estadístics de les components de tensió i defromació, la funció de densitat de probabilitat i les funcions estadístiques de distància entre fibres de models d'elements de la microestructura, de diferent tamany. Un cop s'ha determinat aquest tamany mínim, es comparen un model periòdic i un model aleatori, per constatar la magnitud de les diferències que s'hi observen.<br/>Es defineix, també, una metodologia per a l'anàlisi estadístic de la distribució de la fibra en el compòsit, a partir d'imatges digitals de la secció transversal. Aquest anàlisi s'aplica a quatre materials diferents.<br/>Finalment, es proposa un mètode computacional de dues escales per a simular la fallada transversal de làmines unidireccionals, que permet obtenir funcions de densitat de probabilitat per a les variables mecàniques. Es descriuen algunes aplicacions i possibilitats d'aquest mètode i es comparen els resultats obtinguts de la simulació amb valors experimentals.<br>This thesis proposes a methodology for the probabilistic simulation of the transverse failure of Carbon Fibre Reinforced Polymers (CFRP) by analyzing the random distribution of the fibres within the composite. First chapters are devoted to the State-of-the-art review on the modelization of random materials, the computation of effective properties and the transverse failure of fibre reinforced polymers.<br/>The first step in the proposed methodology is the definition of a Statistical Representative Volume Element (SRVE). This SRVE has to satisfy criteria based on the analysis of the volume fraction, the effective properties, the Hill Condition, the statistics of the stress and strain components, the probability density function of the stress and strain components and the inter-fibre distance statistical distributions. Once this SRVE has been achieved, a comparison between a periodic model and a random model is performed to quantitatively analyze the differences between the results they provide.<br/>Also a methodology for the statistical analysis of the distribution of the fibre within the composite from digital images of the transverse section. This analysis is performed for four different materials.<br/>Finally, a two-scale computational method for the transverse failure of unidirectional laminae is proposed. This method is able to provide probability density functions of the mechanical variables in the composite. Some applications and possibilities of the method are given and the simulation results are compared with experimental tests.

Tesis por compendio de publicaciones<br>El objetivo de esta Memoria de Tesis Doctoral es la evaluación de la microestructura y aplicación de sensores ópticos en la elaboración de quesos de cabra. Los resultados obtenidos muestran que la composición de los quesos estudiados no difiere significativamente entre los distintos productores, pero la estación del año influye significativamente en los valores fisicoquímicos. El desarrollo de un procedimiento de microscopía electrónica de barrido y análisis de imagen ha conducido a la cuantificación de distintos parámetros microestructurales (número de poros, perímetro y área de los mismos, grosor de la hebra y porosidad) a lo largo de la elaboración del queso, permitiendo la descripción de la microestructura durante los procesos de coagulación y sinéresis. Con la aplicación de un sensor en línea durante estas dos etapas se define el perfil espectral de la elaboración del queso bajo condiciones industriales, desarrollando algoritmos de predicción de la textura, humedad y rendimiento quesero.

Orientadores: Amauri Garcia, Ivaldo Leão Ferreira<br>Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica<br>Made available in DSpace on 2018-08-19T17:05:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moutinho_DanielJoaquimdaConceicao_D.pdf: 29526355 bytes, checksum: 14b9f3b019fb01fcd929eee181a63d1e (MD5) Previous issue date: 2012<br>Resumo: As ligas fundidas de alumínio vêm desempenhando um papel importante no crescimento da indústria metal-mecânica. Hoje, essas ligas são produzidas em vários sistemas e dezenas de composições. Destacamos as ligas do sistema ternário Al-Cu-Si que apresentam excelente fluidez, alta resistência mecânica e baixo peso, o que as tornam uma escolha adequada como ligas de fundição, sendo amplamente aplicadas na indústria automotiva e aeroespacial. Tais características e o elevado grau de destaque dessas ligas no campo científico e tecnológico têm despertado o interesse de pesquisadores para o desenvolvimento de trabalhos que visam a investigação da evolução microestrutural, formação de macrossegregação e porosidade na solidificação. Neste trabalho, a caracterização e quantificação microestrutural e suas correlações com os parâmetros térmicos da solidificação de ligas Al-Cu-Si são investigadas juntamente com a macros segregação e formação de porosidade tanto através de simulações numéricas quanto através de experimentos de solidificação direcional em regime transitório. A microestrutura dendrítica foi caracterizada por técnicas tradicionais de metalografia para as ligas Al6Cu1Si e Al6Cu4Si e a quantificação dos espaçamentos dendríticos realizada por metodologias consagradas na literatura. Os resultados mostram que a adição de silício na composição da liga diminui os espaçamentos dendríticos primários e secundários quando comparados com a liga binária Al-Cu de mesmo teor de cobre. São propostas leis experimentais de evolução dos espaçamentos dendríticos como função da taxa de resfriamento ( ? ) e da velocidade de deslocamento da isoterma liquidus (VL), na forma 'lambda IND. 1' = C ( ? )-0,55, 'lambda IND. 2' = C ( ? )-0,33 'lambda IND. 3' = C ( ? )-0,55 para os espaçamentos primários, secundários e terciários respectivamente. Os valores experimentais dos espaçamentos dendríticos secundários foram comparados com o único modelo teórico de crescimento dendrítico existente na literatura para ligas multicomponentes. O diagrama de fases ternário, bem como os caminhos de solidificação de ambas as ligas analisadas, e propriedades termofísicas necessárias para simulações numéricas foram determinadas através do software Thermo-Calc. Os perfis experimentais e numéricos de macrossegregação, bem como as densidades teóricas e aparentes são apresentados em função do comprimento dos lingotes. Os perfis de soluto durante a solidificação unidirecional transitória das ligas foram calculados levando-se em conta transformações de fase secundárias que ocorrem ao longo do referido sentido de solidificação. A microporosidade foi obtida experimentalmente através de um procedimento picnométrico. Também é mostrado que o uso de uma chapa molde de aço carbono induz um aumento atípico na fração de poros próximos à superfície resfriada do lingote, o que é causado por uma maior concentração de ferro provocada pelo fluxo difusivo deste elemento da chapa molde para a superfície do lingote<br>Abstract: Aluminum alloys castings had a fundamental role in the growth of the metal-mechanics industry. Nowadays these alloys are supplied in a wide range of chemical compositions. We highlight the Al-Cu-Si ternary system because of particular outstanding properties such as high mechanical strength, low weight and very good fluidity. These qualities make them a good choice for applications in the automotive and aerospace industry. The potential of such alloys has attracted much attention of researchers with a view to investigating the microstructure evolution, and the formation of macrosegregation and porosity during the solidification process. In the present work, the microstructures of Al-Cu-Si alloys are characterized and correlated with solidification thermal parameters. The evolutions of macrosegreation and porosity during transient solidification are also examined both experimentally and by numerical simulations. The dendritic microstructure has been characterized using current metallographic techniques for both Al6Cu1Si e Al6Cu4Si alloys and the interdendritic spacings were measured by methods found in the literature. The results have shown that the addition of silicon to the alloy composition decreases the primary and secondary dendritic spacing when compared with those of an Al6Cu alloy. Experimental laws describing the evolution of dendritic spacings with the cooling rate ( ? ) and the velocity of the liquidus isotherm (VL) are proposed, i.e., 'lambda IND. 1' = C ( ? )-0,55, 'lambda IND. 2' = C ( ? )-0,33 and 'lambda IND. 3' for the primary, secondary and tertiary dendritic spacings, respectively. The experimental results of secondary dendritic spacings have been compared with the predictions of the only theoretical model existing in the literature for dendritic growth of multicomponent alloys. The Thermo-Calc software has been used to yield the tertiary phase diagram, thermophysical properties and the solidification path for both alloys. The experimental and numerical macrosegregations profiles, as well as the theoretical and apparent densities are presented as a function of the castings lenghts. The solute profiles that occur during the transient unidirectional solidification were simulated taking into account the formation of secondary phases during solidification. The microporosity was determined using a pyknometry procedure. The work also shows that the use of a carbon steel chill plate induces an abnormal increase in porous fraction at regions close to the casting cooled surface caused by a higher iron content, due to diffusive flux of iron from the chill steel plate toward the casting surface<br>Doutorado<br>Materiais e Processos de Fabricação<br>Doutor em Engenharia Mecânica

El presente trabajo es la integración de un conjunto de elementos en un Sistema de Captura, Procesamiento y Análisis Digital de Imágenes, que nos permita la solución de problemas relacionados a la caracterización microestructural y/o macroestructural de materiales, obteniéndose con esto una mejora cualitativa y cuantitativa en los resultados de la solución de dichos problemas, desarrollados en la actualidad, generalmente mediante métodos visuales basados en la comparación con información gráfica proporcionada por normas internacionales especializadas.<br>Tesis

La presente tesis doctoral se centra en la obtención de nuevos ingredientes ricos en compuestos bioactivos a partir de tejidos vegetales (caqui y pimiento) sometidos a distintos tratamientos de conservación como las altas presiones hidrostáticas (APH) y la pasteurización, con la finalidad de formular nuevos alimentos funcionales. Se estudió el efecto de un tratamiento específico de APH (200 MPa/6 min/25 ºC) y otro de pasteurización (70 ºC/15min) sobre la estructura y el contenido en algunos compuestos bioactivos del caqui. Tanto las APH como la pasteurización causaron cambios estructurales en el tejido parenquimático, favorecieron la precipitación de taninos y la formación de células tánicas, lo que podría relacionarse con la pérdida de astringencia del fruto. Las APH mejoraron la extractabilidad de compuestos carotenoides y mantuvieron las propiedades antioxidantes del fruto. Esta técnica podría ser una alternativa al tratamiento de pasteurización convencional. Asimismo el caqui tratado por APH podría ser empleado en la formulación de nuevos alimentos funcionales, tales como bebidas lácteas enriquecidas con caqui. Las nuevas bebidas lácteas, con idéntico contenido en carotenoides, se formularon haciendo uso de caqui no tratado, sometido a APH y pasteurizado; y tres matrices lácteas diferentes: leche entera, semi-desnatada y desnatada. Las bebidas elaboradas con caqui tratado por APH presentaron unas adecuadas propiedades reológicas ya que ni gelificaron como las elaboradas con caqui no tratado, ni sedimentaron como las formuladas con caqui pasteurizado. Los consumidores percibieron las nuevas bebidas lácteas enriquecidas con caqui como bebidas altamente antioxidantes. Las que más gustaron fueron las elaboradas con caqui tratado por APH independientemente del tipo de leche utilizada y las elaboradas con caqui no tratado y leche entera. Por tanto, el tratamiento por APH permite formular bebidas lácteas enriquecidas con caqui con alto valor nutricional, variable contenido graso y elevada aceptabilidad independientemente de la estacionalidad del fruto. Por otro lado, se cuantificaron y localizaron algunos compuestos bioactivos y se determinaron algunas propiedades fisicoquímicas en tres tipos de pimiento: rojo, verde y amarillo. El contenido en compuestos bioactivos de cada tipo de pimiento estuvo condicionado por su estructura. El tipo de pimiento más adecuado para obtener extractos ricos en compuestos carotenoides sería el rojo, mientras que el amarillo sería apropiado para obtener extractos ricos en compuestos fenólicos con elevada actividad antioxidante. Por último, si se pretende obtener extractos con elevado contenido en fibra dietética el más adecuado sería el pimiento verde. Se estudió el efecto de diferentes tratamientos de APH (100, 200, 300 y 500 MPa/15 min/25 ºC) y de un tratamiento de pasteurización (70 ºC/10 min) sobre la estructura de pimiento rojo. Además, se determinó el efecto de dichos tratamientos sobre el contenido en algunos compuestos bioactivos y textura. Tanto las APH como la pasteurización provocaron cambios microestructurales, aunque los tratamientos que menos impacto tuvieron fueron las APH a 500 MPa y la pasteurización. Estos tratamientos fueron a su vez los que menos afectaron al contenido en compuestos bioactivos y textura del pimiento rojo. Las APH podrían ser una alternativa a la pasteurización convencional dado que el contenido en compuestos bioactivos y la textura fue similar en ambos casos. Asimismo, podrían desarrollarse nuevos alimentos funcionales mediante el uso de tejido de pimiento rojo sometido a APH a 500 MPa y/o pasteurización. Las modificaciones microestructurales causadas en el tejido de pimiento rojo como consecuencia de la aplicación de APH y pasteurización, provocaron variaciones en los parámetros morfométricos y de textura de la imagen. La dimensión fractal de textura, el contraste, el momento de diferencia inversa y la entropía fueron parámetros de textura apropiados para caracterizar el efecto de las APH y la pasteurización sobre la textura de pimiento rojo. El daño celular causado por los tratamientos de conservación se observó mejor a escalas bajas. Para el desarrollo de las nuevas salsas bechamel enriquecidas con pimiento rojo se emplearon dos tipos de almidón de maíz (nativo y modificado) a dos concentraciones diferentes (4 y 6 g/100 g) y diferentes cantidades de pimiento (0, 5 y 15 g/100 g). Se estudiaron sus propiedades reológicas, microestructura y características sensoriales. El efecto de la incorporación de pimiento sobre las propiedades reológicas dependió del tipo de almidón utilizado. Las salsas presentaron una considerable auto-fluorescencia intrínseca debido al elevado contenido en carotenoides del pimiento. Las salsas que más gustaron a los consumidores fueron las elaboradas con almidón modificado, más cremosas y consistentes. Los consumidores las encontraron beneficiosas para la salud ya que el pimiento rojo proporciona antioxidantes y valor nutricional y mejora el sabor de la salsa. Así, sería posible formular nuevas salsas bechamel, funcionales, cremosas, con alto valor nutricional, elevada aceptabilidad, buenas propiedades reológicas y estabilidad con pimiento y almidón modificado.<br>Hernández Carrión, M. (2014). OBTENCIÓN DE INGREDIENTES FUNCIONALES PARA LA FORMULACIÓN DE ALIMENTOS ENRIQUECIDOS CON EXTRACTOS VEGETALES. INFLUENCIA DEL TRATAMIENTO DE CONSERVACIÓN SOBRE ALGUNOS COMPUESTOS BIOACTIVOS [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48482<br>TESIS

Computed Tomography and Microcomputed Tomography are X-ray based technologies. They were tested in this thesis as potential tools for the optimization of the processing of dry-cured meat products. On one hand, several prediction models and Computed Tomography analytical tools were developed for the non-destructive analysis of water activity, salt content and water content distribution within dry-cured hams during processing and were successfully applied to three case studies. On the other hand, Microcomputed Tomography were used to characterize, evaluate and correlate the changes in the microstructure with the texture of non-acid pork lean fermented sausages. Some Microcomputed Tomography parameters could be correlated with the instrumental texture, although the Microcomputed Tomography was not accurate enough to distinguish between lean and fat when these constituents were emulsified. In conclusion, Computed Tomography and Microcomputed Tomography can be considered as suitable technologies for the non-destructive characterization and for the optimization of dry-cured meat processing.<br>La Tomografia Computeritzada i la Microtomografia Computeritzada són tecnologies basades en raigs X. Ambdues es varen testar en aquesta tesis com a eines potencials per l'optimització del processat de productes carnis curats. Per una banda, es varen desenvolupar diversos models de predicció i eines analítiques derivades de la Tomografia Computeritzada, per l’anàlisi no destructiu de la distribució de l’activitat d’aigua i els continguts de sal i d’aigua durant el processat de pernils curats, aplicant-se posteriorment de manera satisfactòria a tres casos d’estudi. Per altra banda, la Microtomografia Computeritzada es va utilitzar per caracteritzar, avaluar i correlacionar canvis en microestructura i textura d’embotits crus curats elaborats amb baix contingut de greix. Alguns paràmetres de la Microtomografia Computeritzada es van poder correlacionar amb la textura instrumental, encara que es va observar que la Microtomografia Computeritzada no permetia distingir acuradament entre magre de porc i greix quan aquests components es trobaven emulsionats.