Particle agglomeration study in rf silane plasmas: In situ study by polarization-sensitive laser light scattering

To determine self‐consistently the time evolution of particle size and their number density in situ multi‐angle polarization‐sensitive laser light scattering was used. Cross‐polarization intensities (incident and scattered light intensities with opposite polarization) measured at 135° and ex situ transmission electronic microscopy analysis demonstrate the existence of nonspherical agglomerates during the early phase of agglomeration. Later in the particle time development both techniques reveal spherical particles again. The presence of strong cross‐polarization intensities is accompanied by low‐frequency instabilities detected on the scattered light intensities and plasma emission. It is found that the particle radius and particle number density during the agglomeration phase can be well described by the Brownian free molecule coagulation model. Application of this neutral particle coagulation model is justified by calculation of the particle charge whereby it is shown that particles of a few tens of nanometer can be considered as neutral under our experimental conditions. The measured particle dispersion can be well described by a Brownian free molecule coagulation model including a log‐normal particle size distribution.

Polymorphous Si thin films from radio frequency plasmas of SiH4 diluted in Ar: A study by transmission electron microscopy and Raman spectroscopy

In this study, we present a detailed structural characterization by means of transmission electron microscopy and Raman spectroscopy of polymorphous silicon (pm-Si:H) thin films deposited using radio-frequency dust-forming plasmas of SiH4 diluted in Ar. Square-wave modulation of the plasma and gas temperature was varied to obtain films with different nanostructures. Transmission electron microscopy and electron diffraction have shown the presence of Si crystallites of around 2 nm in the pm-Si:H films, which are related to the nanoparticles formed in the plasma gas phase coming from their different growth stages, named particle nucleation and coagulation. Raman scattering has proved the role of the film nanostructure in the crystallization process induced ¿in situ¿ by laser heating.

Atomic structure of the nanocrystalline Si particles appearing in nanostructured Si thin films produced in low-temperature radiofrequency plasmas

Nanostructured Si thin films, also referred as polymorphous, were grown by plasma-enhanced chemical vapor deposition. The term "polymorphous" is used to define silicon material that consists of a two-phase mixture of amorphous and ordered Si. The plasma conditions were set to obtain Si thin films from the simultaneous deposition of radical and ordered nanoparticles. Here, a careful analysis by electron transmission microscopy and electron diffraction is reported with the aim to clarify the specific atomic structure of the nanocrystalline particles embedded in the films. Whatever the plasma conditions, the electron diffraction images always revealed the existence of a well-defined crystalline structure different from the diamondlike structure of Si. The formation of nanocrystallinelike films at low temperature is discussed. A Si face-cubic-centered structure is demonstrated here in nanocrystalline particles produced in low-pressure silane plasma at room temperature.

Mecanismos de deformación en aceros inoxidables austeníticos metaestables

La deformación plástica puede inducir a la transformación de la austenita a martensita en los aceros inoxidables austeníticos metaestables. Para analizar este hecho, el inoxidable austenítico metaestable grado AISI 301 LN fue estudiado en dos condiciones diferentes: recocido y laminado en frío. En el primer caso, el acero era completamente austenítico, mientras que después de la laminación presentaba un importante porcentaje de α’-martensita. Se evaluó el cambio de fase cuando el acero es sometido a ensayos monotónicos y cíclicos, así como cuando ha sido modificada la superficie mediante el granallado o se han realizado tratamientos térmicos de reversión. Se utilizaron diferentes técnicas de caracterización microestructural para detectar y cuantificar la martensita, como microscopía óptica, difracción de rayos-X (DRX) y difracción de electrones retrodispersados (EBSD); como también de caracterización mecánica para evaluar el comportamiento de los aceros, trabajo esencial de fractura (TEF), conformabilidad, fatiga de alto número de ciclos (HCF) y nanoindentación. Los resultados mostraron un incremento en la resistencia mecánica del acero laminado en comparación al acero recocido; este hecho está relacionado con la presencia de martensita originada por la laminación. Sin embargo, en términos de deformación y endurecimiento el acero recocido presenta un mejor desempeño como consecuencia del elevado porcentaje de fase austenítica. Así mismo, revertir la martensita de laminación a austenita y refinar la austenita presente permite obtener un acero con una propiedades mecánicas similares a cuando esta en la condición laminado.

Electromagnetismo en medios materiales con monopolos magnéticos

Els monopols es defineixen, teòricament, com càrregues que generen camps amb divergència diferent de cero. Malgrat això, les entitats amb comportament mimètic al dels monopols magnètics, segueix sent compatible amb ∇·B=0, han estat detectades experimentalment en gels d’espín (‘spin-ices’). Aquesta aparent contradicció pot generar confusió i, per tant, requereix explicació. D’altra banda, s’estudien propietats duals del materials amb càrregues magnètiques efectives tals com la ‘magnetricity’ en els ‘spinices’ (conductivitat de les càrregues magnètiques davant un camp magnètic extern). Com una conseqüència de la magnetricitat, l’apantallament del camp magnètic en materials amb càrregues magnètiques és analitzat. Estudio la propagació d’ones electromagnètiques transversals en medis materials infinits i en plasmes magnètics diluïts davant la presència de camps elèctrics externs constants. Aquesta propagació és dual a la propagació d’ones en plasmes de càrregues elèctriques davant la presència de camps magnètics externs, constants. Finalment, estudio el frenat elèctric d’un conductor de càrregues magnètiques amb un efecte dual al frenat magnètic en conductors elèctrics.

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.

A New Mechanism of Quark Energy Loss

We show that a heavy quark moving sufficiently fast through a quark-gluon plasma may lose energy by Cherenkov-radiating mesons. We demonstrate that this takes place in all strongly coupled, large-Nc plasmas with a gravity dual. The energy loss is exactly calculable in these models despite being an O(1/Nc)-effect. We discuss phenomenological implications for heavy-ion collision experiments.

Estudio Mediante Tecnicas Interferometricas de las Propiedades Tribologicas de la ZrO2 Obtenida por Proyeccion Termica

Las barreras térmicas poseen unas propiedades mecánicas y tribológicas limitadas. Los tratamientos térmicos de sintetizado pueden utilizarse como una posible solución para su mejora. En el presente trabajo se evalúa la evolución de diversas propiedades tribológicas y mecánicas, a diferentes tiempos de sinterización, a temperatura de 1.000 °C. Se observa que el sintetizado produce un aumento de la resistencia al desgaste, de la dureza y del módulo de Young. A partir de los ensayos ball-on-disk, realizados utilizando un par friccionante de ZrO2 y de acero, se han estudiado los mecanismos de desgaste dominantes para cada uno de los pares friccionantes. Se ha observado que la delaminación entre partículas y la fractura frágil durante el proceso de desgaste son los mecanismos principales que controlan el proceso. Los caminos de desgaste estudiados mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) e interferometría de barrido de luz blanca (SWLI) han permitido cuantificar el desgaste en cada uno de los casos. A fin de poder estudiar los recubrimientos de ZrO2 mediante SEM y SWLI ha sido necesario realizar una metalización con oro para así aumentar la conductividad eléctrica y reflectividad de las muestras.