SEM and EDS Characterisation of Layering TiOx Growth onto the Cutting Tool Surface in Hard Drilling Processes of Ti-Al-V Alloys

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Undercooling and Rapid Solidification of Nb-Si Eutectic Alloys Studied by Long Drop Tube

Niobium-silicide alloys have great potential for high temperature turbine applications. The two-phase Nb/Nb5Si3 in situ composites exhibit a good balance in mechanical properties. Using the 52 in drop tube, the effect of undercooling and rapid solidification on the solidification process and micro-structural characterization of Nb-Si eutectic alloy was studied. The microstructures of the Nb-Si composites were investigated by optics microscope (OM), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM) equipped with X-ray energy dispersive spectrometry (EDS). Up to 480 K, deep undercooling of the Nb-Si eutectic samples was successfully obtained, which corresponds to 25% of the liquidus temperature. Contrasting to the conventional microstructure usually found in the Nb-Si eutectic alloy, the microstructure of the undercooled sample is divided into the fine and coarse regions. The most commonly observed microstructure is Nb+Nb5Si3, and the Nb3Si phase is not be found. The change of coarseness of microstructure is due to different cooling rates during and after recalescence. The large undercooling is sufficient to completely bypass the high temperature phase field.

The mechanism of PEO process on Al–Si alloys with the bulk primary silicon

This study focuses on mechanism of ceramic coating on Al-Si alloys with bulk primary Si using plasma electrolytic oxidation (PEO) technology. Al-Si alloys with 27-32% Si in weight were used as substrates. The morphologies, composition and microstructure of PEO coatings were investigated by scanning electron microscopy (SEM) with energy dispersive X-ray system (EDX). Results showed that the PEO process had four different stages. The effect of bulk Si is greatly on the morphology and composition of coatings at first three stages. Anodic oxide films formed on Al and Si phases, respectively. When the voltage exceeded 40 V, glow appeared and concentrated on the localized zone of interface of Al and Si phase. Al-Si-O compounds formed and covered on the dendrite Si phase surface, and the coating on bulk Si, which was silicon oxide, was rougher than that on other phase. If the treatment time was long enough, the coatings with uniform surface morphologies and elements distribution will be obtained but the microstructure of inner layer is looser due to the bulk Si.

Mechanism study of femtosecond laser induced selective metallization (FLISM) on glass surfaces

We investigate the mechanism of selective metallization on glass surfaces with the assistance of femtosecond laser irradiation followed by electroless plating. Irradiation of femtosecond laser makes it possible to selectively deposit copper microstructures in the irradiated area on glass surfaces coated with silver nitrate films. The energy-dispersive X-ray (EDX) analyses reveal that silver atoms are produced on the surface of grooves formed by laser ablation, which serve as catalysis seeds for subsequent electroless copper plating. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Materiais compósitos biocidas baseados em resinas reticuladas contendo nanopartículas de prata

Nesta dissertação, duas resinas reticuladas comerciais (denominadas, AmberliteGT73 e AmberliteIRC748) foram empregadas para suportar partículas de prata. Os grupos tiol da GT73 e ácido iminodiacético da IRC748 presentes nessas resinas foram empregados para a fixação de íons Ag+ a partir de solução aquosa. Posteriormente, os íons Ag+ foram reduzidos pelo emprego de três redutores diferentes em pH alcalino, denominados hidrazina, hidroxilamina e formaldeído (pH  12). A morfologia e a impregnação de prata dos materiais binários assim obtidos foram avaliadas por meio de microscópio eletrônico de varredura equipado com detector de elétrons retro-espalhados (SEM-BSE). O detector de espectrometria de energia dispersiva de raios-X (EDAX) acoplado ao SEM permitiu a observação de partículas de prata. Os espectros de raios-X revelaram a presença do metal nas superfícies interna e externa das microesferas dos compósitos. A quantidade de prata incorporada foi determinada pelo método titulométrico, empregando solução padrão de tiocianato de potássio. As características antibactericidas dos compósitos foram avaliadas em colunas contendo pérolas de resina por onde foram percoladas suspensões da bactéria Escherichia coli auxotrópica AB1157 (tipo selvagem) nas concentrações de 103 a 107 células/mL. A avaliação biocida mostrou que estes materiais foram completamente bactericidas, sendo efetivos na eliminação da bactéria em poucos minutos. Esta ação biocida foi atribuída à combinação da atuação da prata e dos grupos funcionais das resinas

Avaliação da corrosão microbiológica do aço carbono 1020 em água do mar sintética na presença de bactérias redutoras de sulfato

Bactérias redutoras de sulfato (BRS) possuem um papel importante na corrosão de ligas metálicas expostas em hábitats marinhos, óleos e solos úmidos. A redução do sulfato por estas bactérias resulta na produção de H2S, podendo influenciar os processos anódico e catódico na corrosão de materiais. Neste trabalho, o comportamento da corrosão microbiológica no aço carbono AISI 1020 foi avaliada em meio Postgate C, na presença e na ausência de BRS, as quais foram isoladas da camada de ferrugem presente numa tubulação submersa da Baía de Guanabara RJ. A taxa de corrosão e o comportamento eletroquímico do aço nas duas condições foram investigados através dos métodos de perda de massa e de polarização potenciodinâmica. A formação do biofilme e dos produtos de corrosão na superfície do aço foram observados por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por espectroscopia de energia dispersiva (EDS). Em complementação, foi realizada a quantificação das BRS (planctônicas e sésseis) pelo método do número mais provável (NMP). A presença de BRS no meio ocasionou o deslocamento do potencial de corrosão para valores mais negativos em todos os tempos de ensaio estudados, indicando um aumento no processo corrosivo. Nos ensaios de perda de massa, a taxa de corrosão do aço carbono foi maior na ausência de BRS, provavelmente devido à formação de um biofilme na superfície do metal nos ensaios com inóculo, e a uma menor tendência de haver corrosão generalizada neste tipo de meio. As micrografias de MEV revelaram a presença de agregado celular na superfície do aço carbono durante o experimento, e a presença de pites profundos após remoção do biofilme, mostrando prevalência deste tipo de corrosão. Com 35 dias de ensaio, a densidade de corrente de corrosão aumentou na presença de BRS

Origin of Chinese ancient glasses;study on the earliest Chinese ancient glasses

The earliest Chinese ancient glasses before the West Han Dynasty (200 BC) from different regions are studied. The glass samples were unearthed from Hunan, Hubei, Yunnan, Sichuan, Guizhou, Guangdong and Xinjiang of China. The chemical composition of these glasses samples is analyzed by proton induced X-ray emission (PIXE) technique, energy dispersive X-ray fluorescence (EDXRF) method and inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES). It is shown that the glass chemical compositions belong to barium-lead silicate BaO-PbO-SiO2, potash soda lime silicate K2O (Na2O)-CaO-SiO2 (K2O/Na2O > 1), soda potash lime silicate Na2O (K2O)-CaO-SiO2 (K2O/Na2O < 1) and potash silicate K2O-SiO2 glass systems, respectively. The origins of the earliest Chinese ancient glasses are discussed from the archaeological and historical points of view. These four types of Chinese ancient glasses were all made in Chinese territory using local raw materials. The glass preparation technology was related to the Chinese ancient bronze metallurgy and proto-porcelain glaze technology. The glass technology relationship between the East and the West is analyzed at the same time.

一批中国古代镶嵌玻璃珠化学成分的检测报告

结合外束质子激发X荧光（proton induced X-ray emission,PIXE）和能量色散X射线荧光（energy dispersive X-ray emission,EDXRF）分析技术,对中国新疆、湖北、四川、广东出土的古代镶嵌玻璃珠的化学成分进行了检测.结果表明：新疆拜城克孜尔墓地出土的西周-春秋时期镶嵌玻璃珠为CaO-MgO-SiO2玻璃,战国时期中国境内的PbO-BaO-SiO2和Na2O-CaO-SiO2镶嵌玻璃珠是同时存在的.本文亦对相关问题进行了一些讨论,并提出了部分今后的工

Caracterização de um sistema de fluorescência de raios X por dispersão em energia para análise quantitativa de ligas metálicas

Neste trabalho são apresentados os procedimentos de caracterização de um sistema comercial portátil de Fluorescência de Raios X por dispersão em energia, o ARTAX 200, bem com seu processo de calibração. O sistema é composto por um tubo de Raios X, com anodo de Molibdênio e um detector XFlash (Silicon Drift Detector) refrigerado por Efeito Peltier. O procedimento de caracterização do sistema foi realizado utilizando-se uma amostra de referência contendo Ferro e Cromo. Foram também usadas amostras certificadas (National Bureau of Standards) D840, D845, D846, D847 e D849 para a realização do processo de calibração do sistema para análise quantitativa. O processo de calibração foi realizado por três metodologias diferentes a fim de avaliar qual deles apresentaria melhores resultados. A caracterização do sistema ARTAX 200 foi realizada executando testes de estabilidade do tubo de Raios X, repetibilidade, reprodutibilidade, resolução em energia do sistema, levantamento da curva de limite de detecção e verificação do centro geométrico do feixe (CG). Os resultados obtidos nos testes de estabilidade apresentaram um coeficiente de variação médio menor do que 2%, o teste de repetibilidade apresentou valores médios menores que 0,5 %. A reprodutibilidade apresentou um coeficiente de variação médio menor que 1,5%. A verificação do centro geométrica mostrou que o CG encontra-se alinhada com o centro ótimo do feixe em duas das três direções do plano cartesiano. A resolução em energia do sistema para a energia de 5,9 keV foi de 150 eV. O limite de detecção apresentou valores menores que 1 % do Si ao Cu. Na avaliação das metodologias para calibração verificou-se que uma das metodologias aplicadas apresentou melhor resultado. Comparando os resultados com outros sistemas portáteis de XRF observa-se que o ARTAX 200 apresenta eficiência superior em relação aos parâmetros analisados.

Defect analysis in Czochralski-grown Yb : FAP crystal

Growth-induced defects in Yb:FAP crystals grown by the Czochralski method have been investigated by optical microscopy, chemical etching, scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive spectroscopy (EDS). Anisotropic etching features have been observed on two FAP crystal planes: (0001) and (1010). The shape of etch pits on the (0001) plane is hexagonal, while the etch pits on the (1010) plane have a variety of irregular shapes. It is also found that the density of etch pit varies along the boule. Based on the experimental observations, the formation mechanisnis of growth defects are discussed, and methods for reducing the growth-induced defect concentration is proposed. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Yb：Ca5（PO4）3F激光晶体的生长缺陷

采用提拉法生长了质量优异的Yb：Ca5（PO4）2F（Yb：FAP）晶体。运用化学腐蚀，光学显微镜、扫描电子显微镜以及能量散射光谱仪观察了该晶体中的生长条纹和包裹物等宏观缺陷，以及晶体的位错腐蚀形貌、位错密度及其分布情况，同时观察了晶体中亚晶界的形态。由晶体中位错的径向变化以及生长条纹可知：晶体在生长过程中为微凸界面生长。高温下CaF2的挥发造成了在晶体生长后期熔体中组分偏离化学计量比，出现组分过冷，形成包裹物。且位错密度显著增加。Yb：FAP晶体的各向异性使得晶体在（10 10）面的位错蚀坑形状、大小以

Synthesis and characterizations of Al-doped Zn0.95Ni0.05O nanocrystals

Nanocrystalline Zn0.95-xNi0.05AlxO (x = 0.01, 0.02, 0.05 and 0.10) diluted magnetic semiconductors have been synthesized by an autocombustion method. X-ray absorption spectroscopy, high-resolution transmission electron microscopy, energy-dispersive spectrometry and Ni 2p core-level photoemission spectroscopy analyses revealed that some of the nickel ions were substituted for Zn2+ into the ZnO matrix while others gave birth to NiO nanoclusters embedded in the ZnO particles. The Zn0.95Ni0.05O sample showed no enhancement of room-temperature ferromagnetism after Al doping. (C) 2007 Acta Materialia Inc. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Influences of Al doping concentration on structural, electrical and optical properties of Zn0.95Ni0.05O powders

Nanocrystalline Zn0.95 - xNi0.05AlxO (x = 0.01, 0.02, 0.05 and 0.10) diluted magnetic semiconductors have been synthesized by an auto-combustion method. X-ray diffraction measurements indicate that all Al-doped Zn0.95Ni0.05O samples have the pure wurtzite structure. Transmission electron microscope analyses show that the as-synthesized powders are of the size 40 - 45 nm. High-resolution transmission electron microscope, energy dispersive spectrometer and X-ray photoemission spectroscope analyses indicate that Ni2+ and Al3+ uniformly substitute Zn2+ in the wurtzite structure without forming any secondary phases. The Al doping concentration dependences of cell parameters (a and c), resistance and the ratio of green emission to UV emission have the similar trends. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Absence of room-temperature ferromagnetism in Al-codoped Zn0.95Co0.05O nanoparticles

Nanocrystalline Zn0.95-xCo0.05AlxO (x=0, 0.01, 0.05) diluted magnetic semiconductors have been synthesized by an auto-combustion method. X-ray diffraction measurements indicated that Al-doped Zn0.95Co0.05O samples had the pure wurtzite structure. X-ray absorption spectroscopy, high-resolution transmission electron microscope, energy dispersive spectrometer and Co 2p core-level photoemission spectroscope analyses indicated that Co2+ substituted for Zn2+ without forming any secondary phases or impurities. Resistance measurements showed that the resistance values of Co and Al codoped samples were still so large in the giga magnitude. Magnetic investigations showed that nanocrystalline Al-doped Zn0.95Co0.05O samples had no indication of room temperature ferromagnetism. (C) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Influência de tratamentos térmicos nas propriedades mecânicas e metalúrgicas em liga odontológica à base de níquel-cromo.

É crescente a preocupação com o desenvolvimento de materiais adequados a trabalharem interagindo com o corpo humano. Diversas pesquisas têm sido realizadas no desenvolvimento de biomateriais aplicáveis na odontologia, este empenho é justificável pelo grande número de intervenções cirúrgicas para extração de dentes realizadas em todo o mundo. Durante o processo de fabricação de reconstruções dentárias, que utilizam sistemas metalocerâmicos, é utilizado um tratamento térmico que tem a função de promover a adesão da porcelana ao metal. Entretanto, sabe-se que tratamentos térmicos podem alterar a microestrutura do material metálico, modificando suas propriedades. Este trabalho avaliou as modificações causadas em propriedades mecânicas e microestruturais da liga à base de níquel (FIT CAST-SB) utilizada para fins odontológicos, quando a mesma é submetida ao tratamento térmico para adesão da porcelana (denominado de queima). A liga foi inicialmente fundida através da técnica de centrifugação e cera perdida. Posteriormente, um grupo de amostras (grupo TT) foi submetido ao tratamento térmico de queima para adesão da porcelana e o outro grupo (grupo F), permaneceu apenas submetido ao processo de fundição. Os grupos F e TT foram submetidos a ensaio de tração. Nos grupos F e TT, e no material como recebido pelo fabricante (grupo CR), foram realizados ensaios de microdureza e caracterização microestrutural, esta ultima através da técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os grupos F e CR foram submetidos à análise química quantitativa (em um espectrômetro de emissão atômica) e semi-quantitativa por um sistema de Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) acoplado ao MEV, sendo que esta ultima técnica também foi aplicada ao grupo TT. A técnica de tratamento digital de imagem foi aplicada às micrografias dos grupos F e TT, para a determinação de possíveis modificações quantitativas nas fases presentes, antes e após o tratamento térmico. Todos os resultados dos ensaios foram submetidos ao teste de hipótese nula (H0), para a distribuição t de Student. Concluiu-se que, para as amostras testadas, o limite de resistência foi superior ao fornecido pelo fabricante, respectivamente 559,39 e 545,55 MPa para os grupos F e TT, contra 306 MPa do fabricante. Enquanto o limite de escoamento foi ligeiramente inferior, 218,71 e 240,58 MPa para os grupos F e TT, respectivamente, contra 258 MPa do fabricante. Os resultados de microdureza ficaram entorno de 70HV, superior aos 21HV fornecido pelo fabricante. Pode-se afirmar, com 95% de confiabilidade, que não houve variação nas propriedades mecânicas e na microestrutura (quantidades de fases presentes e tamanho) antes e após a queima para adesão da porcelana, para os corpos de prova testados. A microestrutura da liga, quando observada em MEV no modo elétrons retroespalhados (modo BSE), é formada por uma matriz de estrutura dendrítica e coloração cinza, uma segunda fase interdendrítica de coloração branca e aspecto rendilhado, e precipitados de coloração preta, apresentando também porosidades.