Estandardització i sistematització del procés de selecció de vàlvules de bola segons condicions preestablertes

Les indústries proveïdores de vàlvules de bola han adaptat, durant els últims 25 anys, els seus productes a les necessitats de la indústria química, sobretot plantes petrolíferes, petroquímiques i indústries farmacèutiques. L’estudi de les propietats físico-químiques dels materials, sobretot elastòmers i termoplàstics, i el perfeccionament de les eines per produir boles en sèrie fan possible la fabricació de vàlvules adequades per a una àmplia gama d’aplicacions. La gran majoria de les indústries proveïdores de vàlvules treballen a partir de dissenys i materials estandarditzats. El procés de producció segons necessitats especials definides és llarg i costós. L’enginyer és el responsable d’escollir el disseny i materials òptims per a cadascuna de les peces del producte, tant de metall, elastòmer o termoplàstic. En molts casos es requereix un producte absolutament òptim, amb l’assegurança de la reduïda provabilitat de fallida i de l’adequació total d’acord amb una necessitat concreta. Aquesta demanda de requisits comporta l’estudi exhaustiu del fluid, de la futura localització del producte i de l’ambient al qual estarà sotmès. Per tant, el fet d’estandarditzar i sistematitzar el procés de selecció de vàlvules de bola segons condicions preestablertes és una tasca important i útil per a la indústria del disseny i fabricació vàlvules de bola. L’objectiu d’aquest projecte és la creació d’una eina que sistematitzi i estandarditzi el procés de selecció d’una vàlvula de bola segons condicions preestablertes

Anàlisi cinètica experimental d'una recuita de recuperació mitjançant una tècnica de calorimetria diferencial (DSC)

En l’àmbit de la indústria metal·lúrgica és molt freqüent l’ús de tècniques de conformació per deformació (treball en fred o en calent) per tal de donar forma, a metalls o aliatges metàl·lics. Mecànicament, el treball en fred provoca l’increment de la duresa i de la resistència a la tensió i, per contra, la reducció de la ductilitat, de la conductivitat elèctrica i de la resistència a la corrosió. Per tal de millorar les propietats mecàniques afectades per la reducció és on pren rellevància l’ús de la recuita. La recuita és un tractament tèrmic format per tres etapes: la recuperació, la recristal·lització i el creixement del gra. En el present projecte analitzem en detall la recuperació. El projecte té com a objectiu fer l’estudi experimental de la cinètica, durant la recuita de recuperació, d’un aliatge mecànic. Aquest estudi permetrà determinar els paràmetres més rellevants per tal de descriure com evolucionen l’estructura i les propietats del metall durant un tractament tèrmic, en funció del temps de tractament i la temperatura

Calorimetry of dehydrogenation and dangling-bond recombination in several hydrogenated amorphous silicon materials

Differential scanning calorimetry (DSC) was used to study the dehydrogenation processes that take place in three hydrogenated amorphous silicon materials: nanoparticles, polymorphous silicon, and conventional device-quality amorphous silicon. Comparison of DSC thermograms with evolved gas analysis (EGA) has led to the identification of four dehydrogenation processes arising from polymeric chains (A), SiH groups at the surfaces of internal voids (A'), SiH groups at interfaces (B), and in the bulk (C). All of them are slightly exothermic with enthalpies below 50 meV/H atoms , indicating that, after dissociation of any SiH group, most dangling bonds recombine. The kinetics of the three low-temperature processes [with DSC peak temperatures at around 320 (A),360 (A'), and 430°C (B)] exhibit a kinetic-compensation effect characterized by a linea relationship between the activation entropy and enthalpy, which constitutes their signature. Their Si-H bond-dissociation energies have been determined to be E (Si-H)0=3.14 (A), 3.19 (A'), and 3.28 eV (B). In these cases it was possible to extract the formation energy E(DB) of the dangling bonds that recombine after Si-H bond breaking [0.97 (A), 1.05 (A'), and 1.12 (B)]. It is concluded that E(DB) increases with the degree of confinement and that E(DB)>1.10 eV for the isolated dangling bond in the bulk. After Si-H dissociation and for the low-temperature processes, hydrogen is transported in molecular form and a low relaxation of the silicon network is promoted. This is in contrast to the high-temperature process for which the diffusion of H in atomic form induces a substantial lattice relaxation that, for the conventional amorphous sample, releases energy of around 600 meV per H atom. It is argued that the density of sites in the Si network for H trapping diminishes during atomic diffusion

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

Impacte de l’aplicació de fangs de depuradora en un sòl agrícola

L'elevada quantitat d'aigües residuals generades per la societat actual i el posterior procés de depuració per tal d'eliminar els contaminants de l'aigua, provoca un gran volum de fangs que tradicionalment es duien en un abocador controlat o, pitjor encara, a les zones litorals on es dipositaven directament al mar. La reutilització dels fangs, obtinguts com a subproducte del tractament de les aigües residuals en les EDAR, com a adob biològic en camps agrícoles, és una de les opcions més utilitzades per a la seva gestió. Aquesta, pot ser una bona opció sempre i quan no suposi un risc per la salut, donat que el contingut al fang d'alguns contaminants pot ser elevat i l'acumulació excessiva per exemple d'elements potencialment tòxics (PTE) pot suposar un risc pels sòls i les plantes amb els problemes que això pot ocasionar. Encara que els fangs normalment presenten continguts en PTE inferiors als valors límit establerts per la normativa europea, la seva aplicació reiterada pot suposar un risc d'acumulació dels metalls en el sòl i, depenent de la seva mobilitat, també en les plantes. En aquest projecte, ens centrem en l'estudi de la mobilitat i biodisponibilitat dels metalls en els sòls on s'han cultivat cereals d'hivern, concretament ordi. Els fangs aportats en aquesta experiència són procedents de l'EDAR de Palamós, on reben un tractament de digestió anaeròbia. S'avalua tan el contingut pseudototal de PTE en el sòl, amb l'ajuda d'una digestió al microones, com el contingut de metall biodisponible. A continuació, es determinarà la concentració dels PTE en els extractes mitjançant l'ICP-AES o ICP-MS, depenent de la concentració d'aquests.El projecte es centra en l'avaluació del possible impacte de l'aplicació continuada de biosòlids en sòls agrícoles. Des d'un punt de vista operacional, l'estudi es portarà a terme en parcel•les experimentals situades a l'Estació Experimental Mas Badia, on es porten aplicant fangs de depuradora de manera reiterada durant 12 anys, amb l'objectiu de valorar l'interès agrícola i la incidència agronòmica de l’aplicació de fangs de depuradora en diferents cultius, a mig i a llarg termini

Characterization and simulation of a CdTe detector for use in PET

The Voxel Imaging PET (VIP) Path nder project got the 4 year European Research Council FP7 grant in 2010 to prove the feasibility of using CdTe detectors in a novel conceptual design of PET scanner. The work presented in this thesis is a part of the VIP project and consists of, on the one hand, the characterization of a CdTe detector in terms of energy resolution and coincidence time resolution and, on the other hand, the simulation of the setup with the single detector in order to extend the results to the full PET scanner. An energy resolution of 0.98% at 511 keV with a bias voltage of 1000 V/mm has been measured at low temperature T=-8 ºC. The coincidence time distribution of two twin detectors has been found to be as low as 6 ns FWHM for events with energies above 500 keV under the same temperature and bias conditions. The measured energy and time resolution values are compatible with similar ndings available in the literature and prove the excellent potential of CdTe for PET applications. This results have been presented in form of a poster contribution at the IEEE NSS/MIC & RTSD 2011 conference in October 2011 in Valencia and at the iWoRID 2012 conference in July 2012 in Coimbra, Portugal. They have been also submitted for publication to "Journal of Instrumentation (JINST)" in September 2012.

Determination of the direct band-gap energy of InAlAs matched to InP by photoluminescence excitation spectroscopy

A series of InxAl1-xAs samples (0.51≪x≪0.55)coherently grown on InP was studied in order to measure the band-gap energy of the lattice matched composition. As the substrate is opaque to the relevant photon energies, a method is developed to calculate the optical absorption coefficient from the photoluminescence excitation spectra. The effect of strain on the band-gap energy has been taken into account. For x=0.532, at 14 K we have obtained Eg0=1549±6 meV

Oxidation of silicon: further tests for the interfacial silicon emission model

The classical description of Si oxidation given by Deal and Grove has well-known limitations for thin oxides (below 200 Ã). Among the large number of alternative models published so far, the interfacial emission model has shown the greatest ability to fit the experimental oxidation curves. It relies on the assumption that during oxidation Si interstitials are emitted to the oxide to release strain and that the accumulation of these interstitials near the interface reduces the reaction rate there. The resulting set of differential equations makes it possible to model diverse oxidation experiments. In this paper, we have compared its predictions with two sets of experiments: (1) the pressure dependence for subatmospheric oxygen pressure and (2) the enhancement of the oxidation rate after annealing in inert atmosphere. The result is not satisfactory and raises serious doubts about the model’s correctness

Acoustic transport of charge and spins in GaAs-based heterostructures

Report for the scientific sojourn carried out at the Paul Drude Institut für Festkörperelektronik of the Stanford University, USA, from 2010 to 2012. The objective of this project is the transport and control of electronic charge and spin along GaAs-based semiconductor heterostructures. The electronic transport has been achieved by taking advantage of the piezolectric field induced by surface acoustic waves in non-centrosymmetric materials like GaAs. This piezolectric field separates photogenerated electrons and holes at different positions along the acoustic wave, where they acummulate and are transported at the same velocity as the wave. Two different kinds of structures have been studied: quantum wells grown along the (110) direction, both intrinsic and n-doped, as well as GaAs nanowires. The analysis of the charge acoustic transport was performed by micro-photoluminescence, whereas the detection of the spin transport was done either by analyzing the polarization state of the emitted photoluminescence or by Kerr reflectometry. Our results in GaAs quantum wells show that charge and spin transport is clearly observed at the non-doped structures,obtaining spin lifetimes of the order of several nanoseconds, whereas no acoutically induced spin transport was detected for the n-doped quantum wells. In the GaAs nanowires, we were able of transporting successfully both electrons and holes along the nanowire axis, but no conservation of the spin polarization has been observed until now. The photoluminescence emitted by these structures after acoustic transport, however, shows anti-bunching characteristics, making this system a very good candidate for its use as single photon emitters.

Sonidos del metal : el bombardino en las formaciones de viento metal

Este proyecto tiene como objetivo el estudio de la relación que el bombardino tiene con las formaciones más importantes de viento metal. Para ello he creído necesario, antes de profundizar en este tema, dar a conocer su historia y evolución. Mi intención con este proyecto es contribuir al enriquecimiento del patrimonio de este maravilloso instrumento, que poco a poco, va ganando el respeto que se merece.

Ab initio study of NOx compounds adsorption on SnO2 surface

An ab initio study of the adsorption processes on NOx compounds on (1 1 0) SnO2 surface is presented with the aim of providing theoretical hints for the development of improved NOx gas sensors. From first principles calculations (DFT¿GGA approximation), the most relevant NO and NO2 adsorption processes are analyzed by means of the estimation of their adsorption energies. The resulting values and the developed model are also corroborated with experimental desorption temperatures for NO and NO2, allowing us to explain the temperature-programmed desorption experiments. The interference of the SO2 poisoning agent on the studied processes is discussed and the adsorption site blocking consequences on sensing response are analyzed.

Unipolar transport and shot noise in metal-semiconductor-metal structures

We carry out a self-consistent analytical theory of unipolar current and noise properties of metal-semiconductor-metal structures made of highly resistive semiconductors in the presence of an applied bias of arbitrary strength. By including the effects of the diffusion current we succeed in studying the whole range of carrier injection conditions going from low level injection, where the structure behaves as a linear resistor, to high level injection, where the structure behaves as a space charge limited diode. We show that these structures display shot noise at the highest voltages. Remarkably the crossover from Nyquist noise to shot noise exhibits a complicated behavior with increasing current where an initial square root dependence (double thermal noise) is followed by a cubic power law.

X-ray photoelectron spectroscopy analysis of ion¿beam¿induced oxidation of GaAs and AlGaAs

The oxidation of GaAs and AlGaAs targets subjected to O2+ bombardment has been analyzed, using in situ x¿ray photoelectron spectroscopy, as a function of time until steady state is reached. The oxides formed by the O2+ bombardment have been characterized in terms of composition and binding energy. A strong energy and angular dependence for the oxidation of As relative to Ga is found. Low energies as well as near normal angles of incidence favor the oxidation of As. The difference between Ga and As can be explained in terms of the formation enthalpy for the oxide and the excess supply of oxygen. In an AlGaAs target the Al is very quickly completely oxidized irrespective of the experimental conditions. The steady state composition of the altered layers show in all cases a preferential removal of As.

Modifications in the Si valence band after ion-beam-induced oxidation

The changes undergone by the Si surface after oxygen bombardment have special interest for acquiring a good understanding of the Si+-ion emission during secondary ion mass spectrometry (SIMS) analysis. For this reason a detailed investigation on the stoichiometry of the builtup surface oxides has been carried out using in situ x-ray photoemission spectroscopy (XPS). The XPS analysis of the Si 2p core level indicates a strong presence of suboxide chemical states when bombarding at angles of incidence larger than 30°. In this work a special emphasis on the analysis and interpretation of the valence band region was made. Since the surface stoichiometry or degree of oxidation varies with the angle of incidence, the respective valence band structures also differ. A comparison with experimentally measured and theoretically derived Si valence band and SiO2 valence band suggests that the new valence bands are formed by a combination of these two. This arises from the fact that Si¿Si bonds are present on the Si¿suboxide molecules, and therefore the corresponding 3p-3p Si-like subband, which extends towards the Si Fermi level, forms the top of the respective new valence bands. Small variations in intensity and energy position for this subband have drastic implications on the intensity of the Si+-ion emission during sputtering in SIMS measurements. A model combining chemically enhanced emission and resonant tunneling effects is suggested for the variations observed in ion emission during O+2 bombardment for Si targets.