Influence of the dipolar interactions in the magnetization reversal asymmetry of hard-soft magnetic ribbons

Partial crystallization of the metallic glass Co66Si16B12Fe4Mo2 was performed by annealing at temperatures between 500 and 540°C for 10-20 min, resulting in crystallite volume fractions of (0.7-5)×10¿3 and sizes of 50-100 nm. This two-phase alloy presents a remarkable feature: a hysteresis loop shift that can be tailored by simply premagnetizing the sample in the adequate magnetic field. Shifts as large as five times the coercive field have been obtained which make them interesting for application as magnetic cores in dc pulse transformers. The asymetrical magnetic reversal is explained in terms of the magnetic dipolar field interaction and the observed hysteresis loops have been satisfactorily simulated by a modification of Stoner-Wohlfarth¿s model of coherent rotations.

Magnetic properties of Fe-Cu-Nb-Si-B nanocrystaliine magnetic alloys

Several ribbons of composition Fe73.5Cu1Nb 3Si16.5B6 and Fe73.5Cu1 Nb3Si13.5B9 were prepared by annealing the as-quenched samples between 525°C and 700°C; which induced nucleation of nanocrystallites of Fe bcc-type composition. Mean grain sizes were obtained from X-ray diffraction. Static magnetic properties were measured with both a Magnet Physik Hysteresis-Graph (up to 200 Oe) and a SHE SQUID magnetometer (up to 50 kOe). Soft magnetic parameters (coercive field and initial permeability) were very sensitive to grain size. The ZFC magnetization at low field showed a broad peak at a temperature TM, thus signalling a certain distribution of nanocrystalline sizes, and TM strongly decreased when the mean grain size decreased. Isothermal magnetization curves at low temperature showed the expected asymptotic behavior of a random magnet material at low and high fields.

Síntesi i propietats de vidres metàl•lics massissos i materials nanocomposites basats en Fe per aplicacions com a materials magnètics tous

Estudi realitzat a partir d’una estada a l’ Institut für Komplexe Materialien, Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, entre 2010 i 2011. S'ha explorat l'efecte de les condicions i influència dels elements d'aleació en la capacitat de formació de vidre, l'estructura i les propietats tèrmiques i magnètiques de vidres metàl•lics massissos i materials nanocristal•lins en base Fe. La producció d'aquests materials en forma de cintes de unes 20 micres de gruix ha estat àmpliament estudiada i s'ha vist que presenten unes propietats excel•lents com a materials magnètics tous. El propòsit general d'aquest projecte era l'obtenció de composicions òptimes amb alta capacitat de formar vidre i amb excel•lents propietats magnètiques com a materials magnètics tous combinat amb bones propietats mecàniques. El projecte prenia com a punt de partida l'aliatge [FeCoBSi]96Nb4 ja que és el que presenta millor capacitat de formar vidre i presenta una alta imantació de saturació i baix camp coercitiu. S'ha fet un estudi dels factors fonamentals que intervenen en la formació de l'estat vitri. La composició abans esmentada ha estat variada amb l'addició d'altres elements per estudiar com afecten aquests nous elements a les propietats, la formació de vidre i l'estructura dels aliatges resultants amb l'objectiu de millorar-ne les propietats magnètiques i la capacitat de formació de vidre. Entre altres s'ha usat el Zr, Mo, Y i el Gd per millorar la formació de vidre; i el Co i el Ni per millorar les propietats magnètiques a alta temperatura. S'han estudiat les relacions entre la capacitat de formació de vidre i la seva estabilitat tèrmica, la resistència a la cristal•lització i la estructura de l'aliatge resultant després del procés de solidificació. Per aquest estudi s'han determinat els mecanismes que controlen la transformació i la seva cinètica així com les fases que es formen durant el tractament tèrmic permetent la formulació de models predictius.

Time-scale and other invariants of integrative mechanical behavior in living cells.

In dealing with systems as complex as the cytoskeleton, we need organizing principles or, short of that, an empirical framework into which these systems fit. We report here unexpected invariants of cytoskeletal behavior that comprise such an empirical framework. We measured elastic and frictional moduli of a variety of cell types over a wide range of time scales and using a variety of biological interventions. In all instances elastic stresses dominated at frequencies below 300 Hz, increased only weakly with frequency, and followed a power law; no characteristic time scale was evident. Frictional stresses paralleled the elastic behavior at frequencies below 10 Hz but approached a Newtonian viscous behavior at higher frequencies. Surprisingly, all data could be collapsed onto master curves, the existence of which implies that elastic and frictional stresses share a common underlying mechanism. Taken together, these findings define an unanticipated integrative framework for studying protein interactions within the complex microenvironment of the cell body, and appear to set limits on what can be predicted about integrated mechanical behavior of the matrix based solely on cytoskeletal constituents considered in isolation. Moreover, these observations are consistent with the hypothesis that the cytoskeleton of the living cell behaves as a soft glassy material, wherein cytoskeletal proteins modulate cell mechanical properties mainly by changing an effective temperature of the cytoskeletal matrix. If so, then the effective temperature becomes an easily quantified determinant of the ability of the cytoskeleton to deform, flow, and reorganize.

Magnetic hardening mechanisms in Nd-Fe-B nanocrystalline material

Microstructural and magnetic measurements of the evolution by heat treatment of initially amorphous Nd16Fe76B8 alloys prepared by melt spinning are presented. Evidence of magnetic hardening above a threshold temperature induced by magnetic isolation of the Nd2Fe14B grains is provided. A thermodynamic and kinetic explanation of local melting of the intergranular nanostructured Nd¿rich eutectic phase at temperatures below 900 K based on capillary effects is presented. A subsequent Ostwald ripening process moves Nd to wet intimately the hard magnetic grains, becoming, on cooling, a real paramagnetic isolating thin film (~2.5 nm). By using a simple analogy, it is shown that the switching magnetization field in a single¿domain crystal can be drastically affected through the exchange coupling to neighboring grains with different orientation of the easy axis. This effect should be important enough to reinforce the coercive field of polycrystalline hard magnetic materials and explains the observed enhancement from 0.9 to 1.9 T.

Controlling anomalous stresses in soft field-responsive systems

We report a phenomenon occurring in field-responsive suspensions: shear-induced anomalous stresses. Competition between a rotating field and a shear flow originates a multiplicity of anomalous stress behaviors in suspensions of bound dimers constituted by induced dipoles. The great variety of stress regimes includes nonmonotonic behaviors, multiresonances, negative viscosity effect, and blockades. The reversibility of the transitions between the different regimes and the self-similarity of the stresses make this phenomenon controllable and therefore applicable to modify macroscopic properties of soft condensed matter phases.

Growth and magnetic characterization of Co nanoparticles obtained by femtosecond pulsed laser deposition.

We present a detailed study on the morphology and magnetic properties of Co nanostructures deposited onto oxidized Si substrates by femtosecond pulsed laser deposition. Generally, Co disks of nanometric dimensions are obtained just above the ablation threshold, with a size distribution characterized by an increasingly larger number of disks as their size diminishes, and with a maximum disk size that depends on the laser power density. In Au/Co/Au structures, in-plane magnetic anisotropy is observed in all cases, with no indication of superparamagnetism regardless of the amount of material or the laser power density. Magnetic force microscopy observations show coexistence of single-domain and vortex states for the magnetic domain structure of the disks. Superconducting quantum interference device magnetometry and x-ray magnetic circular dichroism measurements point to saturation magnetization values lower than the bulk, probably due to partial oxidation of the Co resulting from incomplete coverage by the Au capping layer.

Material flow accounting of Spain

Material throughput is a means of measuring the so-called social metabolism, or physical dimensions of a society’s consumption, and can be taken as an indirect and approximate indicator of sustainability. Material flow accounting can be used to test the dematerialisation hypothesis, the idea that technological progress causes a decrease in total material used (strong dematerialisation) or material used per monetary unit of output (weak dematerialisation). This paper sets out the results of a material flow analysis for Spain for the period from 1980 to 2000. The analysis reveals that neither strong nor weak dematerialisation took place during the period analysed. Although the population did not increase considerably, materials mobilised by the Spanish economy (DMI) increased by 85% in absolute terms, surpassing GDP growth. In addition, Spain became more dependent on external trade in physical terms. In fact, its imports are more than twice the amount of its exports in terms of weight.

Material flow accounting of Mexico (1970-2003)

This technical background paper describes the methods applied and data sources used in the compilation of the 1980-2003 data set for material flow accounts of the Mexican economy and presents the data set. It is organised in four parts: the first part gives an overview of the Material Flow Accounting (MFA) methodology. The second part presents the main material flows of the Mexican economy including biomass, fossil fuels, metal ores, industrial minerals and, construction minerals. The aim of this part is to explain the procedures and methods followed, the data sources used as well as providing a brief evaluation of the quality and reliability of the information used and the accounts established. Finally, some conclusions will be provided.

Material Flow Accounting in Chile, Ecuador, Mexico and Peru (1980-2000)

In this paper we compare the resource flows of Chile, Ecuador, Mexico and Peru between 1980 and 2000. In this time span, the domestic extraction of materials increased in the four countries, mainly due to the mining sector in Chile and Peru, biomass and oil in Ecuador and construction minerals in Mexico. Imports and exports increased too, due to the increasing integration in the international markets, prompted by the liberalization policies undertaken by the four countries between the late 1970s and the late 1990s. The four countries had a negative physical trade balance for most of the period analyzed, meaning that their exports exceeded their imports in terms of weight. However, the increase of imports reduced the physical deficit in Chile, Mexico and Peru. Ecuador’s physical deficit was the highest and did not decrease in the period analyzed. Also, a diversification of exports away from bulk commodities could be observed in Chile and Mexico, and to a lesser extent in Peru, whereas in Ecuador the export sector remained mainly based on oil and biomass. More research is needed to explore the environmental effects of this phenomenon. Also, the indirect flows associated to the direct physical flows deserve to be subject to further analysis.

Fabricació de Lents Zonals de Fresnel per aplicació als raigs X tous

Estudi elaborat a partir d’una estada al Paul Scherrer Institut del Maig a l’Octubre del 2006 amb l’ajuda i supervisió dels Dr. Konstantins Jefimovs i Dr. Christian David. Focalitzar raigs X tous és una necessitat essencial per al microanàlisis, la microscopia, i fer imatges en moltes Instal·lacions de Radiació Sincrotró. Les Lents Zonals de Fresnel (FZP, de la denominació anglesa “Fresnel Zone Plates”) han demostrat donar uns punts focals amb una resolució espacial destacada i una baixa il·luminació de fons. Tanmateix, la fabricació de FZP és complexa i no totalment reproduïble. A més a més, el temps de vida de les FZP és força curt, ja que estant situades sobre membranes de nitrur de silici molt fines i altament absorbents. Per tant, hem fet esforços per implementar FZP de silici, que s’espera que siguin més resistents. L’element està fet d’una oblia de cristall de silici poc absorbent, i no presenta cap interfase entre materials. Així doncs, aquestes lents són especialment adequades per a aguantar les extremes càrregues de radiació de les fonts de raigs X més brillants. Particularment, això és molt important per a les aplicacions a les pròximes generacions de fonts de raigs X, com els Làsers d’Electrons Lliures (FEL, de la denominació anglesa “Free Electron Laser”). El silici també garanteix que no hi hagi cap banda d’absorció en el rang d’energies de la finestra de l’aigua (200-520 eV), fent aquestes lents ideals per a fer imatges de mostres biològiques. En aquest informe, hi ha una descripció detallada de tots els passos involucrats en la fabricació de les Lents Zonals de Fresnel de silici. En resum, les estructures de FZP es modelen sobre una resina utilitzant litografia per feix d’electrons i llavors el patró es transmet al silici mitjançant un gravat d’ions reactius (RIE, de la denominació anglesa ‘Reactive Ion Etching’) utilitzant una fina (20 nm) màscara de Crintermitja. Les membranes de silici es poden aprimar després de la fabricació de les estructures per a garantir una transmissió suficient fins i tot a baixes energies. Aquest informe també inclou l’anàlisi i la discussió d’alguns experiments preliminars per avaluar el rendiment de les Si FZPs fets a la línia de llum PolLux del Swiss Ligth Source amb l’ajuda dels Dr. Jörg Raabe i Dr. George Tzvetkov.

Evaluación agronómica e industrial del material vegetal de avellano en Cataluña. Estudio de nuevas aplicaciones tecnológicas de la avellana

Los frutos secos representan un peso notable en la producción final agrícola española, siendo nuestro país el segundo productor mundial de almendra (55.000 tm grano) y el cuarto de avellana (9.000 tm grano). En el caso del avellano, la superficie de España es de unas 25.000 ha (MAPA, 2000), concentrándose el 95 % de la misma en Cataluña y, más concretamente en Tarragona (18.000 ha), donde el avellano es, en diversas comarcas, una importante fuente de ingresos. Durante las últimas décadas, el sector ha estado sometido a fuertes crisis debido al descenso de precios causado, entre otros motivos, por la existencia o no de acuerdos comerciales entre la UE y Turquía sobre este fruto seco, por las oscilaciones del dólar y la competencia creciente de Turquía, que produce casi el 75 % del total mundial y cuyos costes de producción son más reducidos, por disponer de mano de obra más barata y mejores condiciones edafoclimáticas para el cultivo. Un problema adicional de la avellana española en dicho periodo, fue la poca calidad del producto obtenido, motivada por la realización inadecuada de una serie de prácticas de recogida y de postcosecha. La variedad 'Negret' es la base de la producción de avellana española para industria y, junto con la ‘Pauetet’, constituyen el tipo comercial ‘negreta’ que es el que obtiene mejor precio en el mercado nacional. Ello es debido a sus buenas características organolépticas y elevada aptitud al tostado, que constituye el punto de partida de la mayoría de aplicaciones comerciales. Por otra parte, constituye, también, la base de la producción de la Denominación de Origen ‘Avellana de Reus’. Tradicionalmente esta variedad adolece de importantes problemas de tipo agronómico (poco vigor, rebrotante, sensible a clorosis férrica, asfixia del suelo, muy virosada, etc.) y comercial (facilidad de enranciamiento, calibres pequeños, etc.), situación que ha inducido, en la última década, a la introducción de variedades foráneas (‘Tonda Giffoni’ y ‘Tonda Romana’) que en principio no presentan estos problemas. Sin embargo, la sustitución de la variedad autóctona ‘Negret’ por otras nuevas supondría la pérdida de un carácter diferencial para la producción española, que debe evaluarse con sumo cuidado.