Mètodes de visualització i dinàmica de gasos relacionats amb l'escalat de cintes superconductores en planta prepilot

Ara ja fa un segle del descobriment de la superconductivitat. Aquest fenomen quàntic macroscòpic té aplicacions en el camp de la diagnosi mèdica per MRI (Magnetic Resonance Imaging), que permet obtenir imatges internes detallades del cos humà o en aplicacions científiques com el SQUID (Superconducting Quantum Interference Device), amb el que es poden mesurar camps magnètics molt dèbils, amb límits de detecció fins a 10-15 T. Però les aplicacions dels superconductors no es limiten ni molt menys a aquests camps ja que s‟estan fent grans esforços per poder processar cintes superconductores a gran escala per tal de poder aplicar aquest fenomen a cables de conducció elèctrica, motors, generadors, transformadors, etc. Amb això s‟aconseguiria un increment notable de l‟eficiència energètica amb la consegüent disminució de l‟emissió de gasos d‟efecte hivernacle. En aquest projecte, realitzat al grup de Superconductivitat i Nanoestructuració a Gran Escala de l„ICMAB, s‟han fet diversos muntatges experimentals per tal de poder observar i entendre millor el procés de piròlisi d‟una solució precursora de YBCO en forma de capes primes a sobre de diferents substrats. Aquesta etapa és determinant per obtenir en el procés de creixement una capa texturada i d‟ alta densitat de corrent crítica (Jc). Per això s‟ha fet ús d‟un sistema que permet realitzar la piròlisi de forma relativament ràpida mentre s‟enregistra en vídeo l‟evolució de la capa. En totes les mostres pirolitzades s‟ha estudiat la qualitat, textura i morfologia superficial. També s‟ha intentat veure de forma qualitativa el comportament dinàmic dels gasos a dins d‟una cavitat cilíndrica, que és la geometria utilitzada fins ara per créixer cintes superconductores. Finalment s‟han dissenyat diferents tipus de bufadors per tal d‟introduir els gasos de forma transversal i no longitudinal dins del forn tubular durant el tractament tèrmic, fet que dóna lloc a un increment de la superfície superconductora homogènia. El projecte es distribueix en diferents parts. Inicialment es fa una introducció als superconductors d‟alta temperatura així com els mètodes de fabricació actuals de les cintes superconductores. Seguidament s‟expliquen els objectius que pretenem assolir. En un apartat posterior descrivim les tècniques experimentals utilitzades. Seguidament detallem tots els resultats obtinguts junt amb les seves caracteritzacions. Finalment estudiem el impacte ambiental que ha tingut la realització d‟aquest projecte. Detallem el cost del mateix en un pressupost. En tres annexes ampliem alguns subapartats que per manca d‟espai en el text principal no hem pogut desenvolupar.

Síntesis de nanopartículas de ferritas tipo MFe2O4 (M=Fe, Co, Cu) para su aplicación en superconductores

La tecnología actual ha permitido que en los últimos años la nanociencia y la nanotecnología sean puntos críticos en el desarrollo del conocimiento. En estos momentos se desarrollan sistemas de dimensiones nanométricas que son interesantes debido a sus potenciales aplicaciones en diferentes ámbitos como en química, física, biología, materiales, medicina, cosmética... Dentro de estos sistemas nanoscópicos se encuentran las nanopartículas, estructuras con un tamaño inferior a los 100nm de longitud. En esta clasificación existen a su vez diferentes categorías, como las nanopartículas metálicas, semiconductoras, magnéticas, etc. y es exactamente en esta última tipoogía donde se centra este estudio. Este proyecto de investigación desarrolla la síntesis de magnetita (Fe3O4), ferrita de cobalto (CoFe2O4) y ferrita de cobre (CuFe2O4) con la finalidad de utilizarlas como dopante en superconductores. El método sintético utilizado es del tipo solvotérmico y se lleva a cabo en trietilenglicol, el cual actúa a la vez como disolvente y como estabilizante de las nanopartículas. Las partículas así obtenidas son dispersables en medios polares como el etanol absoluto. Los precursores de este método sintético son los respectivos acetilacetonatos metálicos debido a que el ligando orgánico descompone en productos volátiles. Existen diferentes factores que afectan a la síntesis, tales como la velocidad de ascenso de la temperatura, la agitación, la presencia de agua, la temperatura de descomposición de los precursores, etc. Algunos de estos factores han sido estudiados con detalle y aplicados con tal de optimizar el método experimental. Las nanopartículas sintetizadas han sido analizadas mediante diversas técnicas físicas con tal de establecer diferentes parámetros, tales como su composición fnal, su pureza, su estructura, sus propiedades magnéticas, etc. Estas técnicas son diversas: desde la espectroscopia infrarroja hasta medidas mediante SQUID, pasando por rayos X, microscopía electrónica y termogravimetría. Los resultados han sido favorables en la síntesis de la magnetita y también en la ferrita de cobalto, ya que las nanopartículas obtenidas son homogéneas, fácilmente dispersables en algoholes, estables por largos períodos de teimpo, rápidas de sintetizar, etc. El único problema observado ha sido la síntesis de ferrita de cobre la cual se ha de optimizar, ya que el producto final ha resultado ser una mezcla de tres compuesto diferentes.

La cascarilla cerámica y su uso innovador

The ceramic shell is a material mainly used for making foundry molds. This research demonstrates that ceramic shell can be used for making sculptures with exceptional definition in its finish. The research has identified a number of advantages of the material to meet the challenges of an artist during the making of a sculpture. The research has been developed in six stages: In the first stage data were collected from the chaff as the process material. This was the starting point for research. In the second stage, we have set the appropriate composition of the slurry, both in percentage and type of binder, and firing curve. To this end, we evaluated the application characteristics, thickness, drying, mechanical strength, the reduction coefficient and porosity. In the third stage it was observed that the husk is suitable for all types of materials acting as support. It was also found that the slurry can be used with various sculptural processes: modeling, molding using silicone or plaster mold, shuttering, with internal metal frame, and so on. In addition, we have established methods to repair and modify the husk by hand and power tools. In the fourth stage we have found ways to modify the surface of the husk with other minerals that affect the structure: introduction of filing of copper, bronze and iron in the slurry ceramics, different staining procedure in hot or cold, by enamel slip, and so on. In the fifth stage sculptures were made using the methods established in the previous stages, to verify this hypothesis. The sixth stage, which is annexed, contains a new method to process the ceramic shell as a mold in casting that emerged from the proven methods in the investigation.

Anàlisi tèrmica de l'obtenció d'òxids de ceri a partir de precursors moleculars

El projecte consisteix en l’anàlisi tèrmica de l’obtenció d’òxids de ceri a partirde precursors moleculars com són el propionat de ceri (III), el propionat de ceri (III)dopat amb gadolini i el propionat de ceri (III) dopat amb zirconi. Els òxids resultantssón materials superconductors que ofereixen una resistència nul•la al pas del correnten determinades condicions. Per realitzar l’estudi hem fet servir quatre tècniques diferents: termogravimetria, calorimetria diferencial, espectrometria de masses i difracció de raigs-x

Desenvolupament de pastes ceràmiques per a la fabricació de rajoles de baixa porositat

L’objectiu principal del projecte és el desenvolupament de noves formulacions de pastes ceràmiques per a la fabricació de rajoles ceràmiques no esmaltades per a paviments amb les següents característiques: baixa porositat, elevada resistència a la flexió, i baixa absorció d’aigua. La qualitat de les rajoles ceràmiques depèn, entre d’altres factors, de la porositat oberta a la superfície. Aquesta porositat es relaciona directament amb l’absorció d’aigua en condicions normalitzades. Si la porositat oberta és baixa, les rajoles presenten major resistència als esforços, a la climatologia variable, i als agents agressius externs (com els productes de neteja). Per tal de disminuir la porositat de les rajoles ceràmiques, sense perjudicar-ne l’aspecte extern, i atès que l’ús de materials fundents comporta aquest efecte no desitjat, s’estudia la introducció del vidre triturat. El vidre presentaria una reactivitat mínima amb la resta dels components de les pastes, i les partícules de vidre reduirien la interconnexió entre porus. El segon objectiu és la determinació de la influència que té cadascun dels paràmetres del procés (barreja, extrusió, assecatge, cocció i refredament) sobre les característiques anteriorment citades del producte final

Anàlisi tèrmica de l’obtenció d’òxids de bari a partir de precursors moleculars

Aquest projecte, que col•labora amb el Grup de Recerca en Materials i termodinàmica,tractarà de com obtenir òxids de bari purs per incloure en la matriu del superconductorYBCO a partir de diversos precursors moleculars tals com l’acetat de bari, el propionatde bari i l’etil hexaonat de bari. La dificultat rau en la descomposició tèrmica d’aquestsprecursors a òxid, ja que solen descompondre’s a carbonat. L’estudi consistirà encercar les condicions que evitin la formació de carbonat i per tant afavoreixin l’obtencióde l’òxid.L’estudi es realitza fent ús de les tècniques d’anàlisi tèrmica tals com latermogravimetria i l’anàlisi tèrmica diferencial. A posteriori, també hem utilitzat ladifracció de Raigs-X que ens permetrà analitzar el residu sòlid resultat de ladescomposició i per tant saber quin compost tenim, si òxid o carbonat. Tot i això, caltenir en compte que aquesta tècnica s’ha d’aplicar en finalitzar l’anàlisi tèrmica ja quesinó l’òxid que es forma reacciona amb el CO2 de l’atmosfera amb molta facilitat ialeshores s’observa només carbonat en el resultat

Gènere i identitats en la construcció d'una comunitat colonial a Empúries (segles VI-V a.C.)

El projecte de recerca ha analitzat la complexitat ètnica, social i de gènere de l’assentament colonial d’Empúries a partir d’un exhaustiu estudi contextual dels materials ceràmics d’ús quotidià provinents de diferents sectors excavats als anys vuitanta a la Neàpolis empuritana (N-7000, N-5000 i N-1000). Aquests sectors datats els segles V i IV a.C., corresponen a un moment en el qual s’està construint una identitat colonial diferenciada en l’espai emporità. La comparació dels aixovars domèstics usats quotidianament pels habitants d’aquest tres sectors situats en punts distants de la Neàpolis mostra que estem davant d’un assentament colonial molt heterogeni, on conflueixen materialitats, tradicions tecnològiques i pràctiques quotidianes iberes, gregues i híbrides. Els estudis de materials confirmen que no va existir una segregació espacial entre poblacions d’origen grec i iber en aquest assentament i suggereixen la cohabitació de gent –tant d’homes com de dones- d’origen grec i iber a les diferents àrees estudiades d’aquest assentament portuari. En el registre material ceràmic de totes les zones estudiades s’observa un predomini dels productes ceràmics de tradició grega (colonials o àtics) en els serveis de taula, però no així en els estris utilitzats a la cuina, que són majoritàriament de tradició ibera. També els materials ceràmics relacionats amb l’emmagatzematge domèstic i amb el transport i el comerç (àmfores) són predominantment ibers. Aquest patró suggereix que els ibers que van cohabitar amb els grecs al port emporità no van assumir en tots els casos posicions subalternes, sinó que tingueren un rol rellevant en la gestió econòmica i comercial d’aquest espai portuari.

Oscil.lacions del nivell del mar i sediments associats durant l'Holocè a la Costa Brava Meridional (Girona)

Several marine deposits in the southern Costa Brava shoreline have been studied. They appear at different heights above and below the present sea level. Three groups are defined in relation to their origin: conglomerate levels at the bottom of the cliffs, not-cementedemerged beaches and cemented submerged beaches. The age of the emerged beaches has been accurately determined by means of the ceramic content and radiocarbon dating. Chronological succession of the deposits and their stratigraphic and paleontological characteristics allow to define a sequence of the sea level changes during the latest stages of the versiliane transgression in the studied area

Estudio sobre la resistencia quimica de baldosas ceramicas no-esmaltadas para pavimentos industriales

The chemical resistance of ceramic tiles is the subject of the European Standard UNE-EN ISO 10545-13. In order to evaluate the effect of aqueous solutions of several chemicals agents on the aspect of the tile surface, this standard establishes a series of tests at room temperature followed by visual inspection. According to this standard the tiles of this study are classified as being of maximum resistance (UHA). However operating conditions can be more aggressive than those detailed in the standard. So, a systematic study has been undertaken. In the present work, the effect of aqueous solutions of several organic and inorganic acids on the tile surface is evaluated. Samples immersed in different solutions are subjected to the following conditions: T= 60º C; pH=2 and to agitation processes. Visual analysis, as well as optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM) were performed in order to determine the possible variation of the superficial aspect of tiles. Moreover, atomic absorption spectrophotometry has been used in order to obtain quantitative information concerning the solubility of system M (III)-L (M= Fe; L= H2O or L= ligand). The results obtained show, in all cases, a progressive dissolution of iron oxide precipitates presents in the ceramic body

Metaestabilidad estructural a traves de proyeccion termica

Recientes investigaciones en el campo de los materiales cerámicos han dado cuenta de la importancia de la metaestabilidad para obtener estructuras con características singulares. Durante la consolidación del material las fases mestaestables se transforman en una estructura donde se produce la inhibición del crecimiento de grano. Este efecto es una consecuencia directa de la inmiscibilidad de dos fases en estado sólido. Los nanocomposites conseguidos, gracias a su pequeño tamaño de grano y a su estructura uniforme, exhiben unas interesantes propiedades como elevada dureza y tenacidad. Estas fases metaestables pueden ser producidas por diversas técnicas entre las que se encuentra la proyección térmica. En concreto en este trabajo se ha empleado la Proyección por plasma (APS). Las fases de partida inmiscibles, son fundidas y homogeneizadas durante su corta estancia en la zona caliente del plasma. Seguidamente, las partículas fundidas y aceleradas por el plasma, se someten a un enfriamiento rápido o temple (quenching) en un medio líquido, como el agua o en un substrato enfriado con nitrógeno líquido, formándose a través de este proceso las fases metaestables. El principal objetivo de este trabajo ha sido la obtención de polvos cerámicos metastables a través de la aplicación de APS y el establecimiento de un proceso de temple conducente a la formación de fases metastables así como la caracterización estructural de éstas. Como última etapa del trabajo se han estudiado los materiales nanoestructurados conseguidos tras realizar tratamientos térmicos.

Mineralogía y ceramicidad de las arcillas del yacimiento de Sitjar, Onda (Castellón).

Este trabajo tiene por objeto la caracterizaci6n mineralbgica y fsico-qumica de las arcillas terciarias explotadas en el yacimiento de Sitjar, cercano a la localidad de Onda (Castellbn), utilizadas como materia prima por la industria ceramica castellonense. Se estudian tambitn algunas propiedades ceramicas de estas arcillas, incidiendo en el comportamiento ttrmico, para su correcta aplicaci6n. La composici6n qumica y mineral6gica posibilita su utilizaci6n como aditivo para la fabricaci6n de materiales porosos y refractarios.

Preliminary report of the first season work of the International Pluridisciplinary Archaeological Expedition to Bactria 2008

This year the development of our project can be divided into two main clearly different parts, on one hand the laboratory work, where the sampled ceramic individuals has been prepared and analyzed and the elaboration of the data obtained during the excavation of 2007 has been finished and, on the other hand, the field work developed at the archaeological site during this specific year (2008).In the mark of the analytical work a significant number of ceramic individuals (144) from the different stratigraphical units from various areas of the excavation of Termez and Tchinguiz Tepe sampled duringthe new and previous field works has been archaeometrically characterized. This specific material includedindividuals dated into the Hellenistic and Sassanian period, which has been confirmed by C14dating upon organic samples.At the same time, in the mark of the field work of 2008 the archaeological record, already started tobe under study during the excavation of 2007, has been completed and two new archaeological recordshave been registered on of which is located in the area of Tchinguiz Tepe. For the archeological studythe information of the previous geophysical prospecting has been indisputably taken into considerationand the same methodology has been applied to crosscheck the latter archaeological results.

Exact lower bounds to the ground-state energy of spin systems: The two-dimensional S=1/2 antiferromagnetic Heisenberg model

We present a very simple but fairly unknown method to obtain exact lower bounds to the ground-state energy of any Hamiltonian that can be partitioned into a sum of sub-Hamiltonians. The technique is applied, in particular, to the two-dimensional spin-1/2 antiferromagnetic Heisenberg model. Reasonably good results are easily obtained and the extension of the method to other systems is straightforward.

Characterization of hydroxyapatite laser ablation plumes by fast intensified CCD-imaging

ArF excimer laser pulses (193 nm, 20 ns, 150 mJ) have been focused on a hydroxyapatite (HA) target in similar conditions to those normally used for thin film deposition. Fast intensified CCD images of HA laser ablation plumes have been taken in vacuum and under different water vapor pressures ranging from 0.01 mbar to 1 mbar. Images of HA ablation in vacuum have shown a plume freely expanding at a constant velocity of 2.3 106 cm/s. HA ablation under a water vapor pressure of 0.01 mbar has revealed an expansion behavior very similar to that of ablation in vacuum. Images taken under a water vapor pressure of 0.1 mbar have shown the formation of a shock structure in the plume. Finally, HA ablation under a water vapor pressure of 1 mbar has revealed the development of some irregularities in the shape of the plume.