In-doped multifilled n-type skutterudites with ZT=1.8

In this paper we maximize the thermoelectric (TE) figure of merit, ZT, of n-type skutterudites, (In,Sr,Ba,Yb)(y)Co4Sb12, via three different routes: (i) find the optimum fraction of In as fourth filler (ii) check the influence of powder particle, grain, and crystallite size on the TE properties and (iii) check thermal stability. Filled n-type (Sr, Ba, Yb)(y)Co4Sb12 was mixed in three different proportions with In0.4Co4Sb12, ball milled (regular or high-energy (HB) ball milling) and hot-pressed. Particle size analyses and SEM pictures of the broken surfaces of the hot pressed samples document that only HB produces uniform particles/grains with average crystallite sizes similar to 100 nm, proven by transmission electron microscopy. X-ray Rietveld refinements combined with EDX indicate that in all cases indium entered the icosahedral voids of the skutterudite. Temperature dependent physical properties of all three regularly ball-milled samples show that increasing In-content infers an increasing electrical resistivity, increasing Seebeck coefficient but a decreasing total thermal conductivity. Although ZT (823 K) is in the same range as for the sample without In, the ZT values in the whole temperature range are higher and consequently the TE-conversion efficiency, eta is at least 10% higher. Annealing the samples at 600 degrees C for three days shows minor changes in structure and thermoelectric properties, indicating TE stability. The HB sample, due to uniformly small particles, equally sized grains and crystallites, exhibits a high power factor (4.4 mW/m K-2 at 730 K) and a very low thermal conductivity leading to an outstanding high ZT = 1.8 at 823 K (eta(max) = 17.5%). (C) 2015 Acta Materialia Inc. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Thermal Properties Measurement of Micro-Electromechanical System Sensors by Digital Moire Method

The thermal properties of a micro-electromechanical system sensor were analysed by a novel digital moire method. A double-layer micro-cantilever sensor (60 mu m long, 10 mu m width and 2 mu dm thick) was prepared by focused ion beam milling. A grating with frequency of 5000 lines mm- I was etched on the cantilever. The sensor was placed into a scanning electron microscope system with a high temperature device. The observation and recording of the thermal deformation of the grating were realised in real-time as the temperature rose from room temperature to 300 degrees C at intervals of 50 degrees C. Digital moire was generated by interference of the deformed grating and a digital virtual grating. The thermal properties including strain distribution of the sensor and the linear expansion coefficient of polysilicon were accurately measured by the phase-shifted moire patterns.

Feeding Ecology of Humpback Whales in Continental Shelf Waters near Cordell Bank, California

Daytime feeding behavior of humpback whales (Megaptera novaeangliae) in Gulf of the Farallones, California, and adjacent waters was observed during autumn of 1988 to 1990. Bodega Canyon, Cordell Bank, and the Farallon Islands were the primary sites of feeding activity. Fecal samples of whales and zooplankton tows contained euphausiids exclusively, dominated by Thysanoessa spinifera (79%), with lesser amounts of Euphausia pacifica (14%), Nyctiphanes simplex (4%), and Nematoscelis difficilis (3%). In 1988 and 1990, whales also were infrequently observed feeding on small schooling fish, presumably Pacific herring (Clupea pallasii), northern anchovy (Engraulis mordax), and juvenile rockfish (Sebastes spp.). Feeding was the most common behavior observed (52%), and less frequently traveling (23%), milling (21 %), and resting (4%). Whales used different methods to consume euphausiid prey at the surface (0-10 m), in shallow water (11-60 m), and deep water (61-140 m). Humpback whales fed at the surface 56% of time in 1988 and 32% of time in 1990, using primarily lateral lunges to capture swarms of euphausiids. In 1989, no surface feeding was observed; however, deep, long-duration dives were followed by extended surface intervals with many respirations. These 1989 observations coincided with increased prey depth as indicated by depth sounder records of diving whales and prey scattering layers. In 1989, increased prey depth and associated feeding behaviors were strongly associated with unusually high surface temperatures, calm seas, and changes in water circulation. Environmental conditions in 1989 triggered the most intense and wide-spread occurrence of red tide in this region since 1980. Red tide samples collected throughout this period contained Alexandrium (=Gonyaulax) catenella and Noctiluca scintillans. Surface feeding was observed only in 1988 and 1990, when surface prey were available and red tides were very limited in extent, duration, and intensity. Annual variations in humpback whale feeding behavior were related to prey availability which is affected by corresponding environmental conditions. (PDF contains 94 pages)

Comportamento do titânio comercialmente puro obtido por diferentes processamentos submetidos a soluções fluoretadas

O objetivo deste estudo in vitro foi analisar o comportamento superficial do titânio comercialmente puro (grau 2 ASTM) usinado e obtido pelo processamento de metalurgia do pó sob a ação de diferentes soluções fluoretadas, através da análise do grau de corrosão em microscopia óptica (MO) e da rugosidade superficial. Além disso, o estudo se propôs a comparar essas análises com os resultados obtidos com o titânio fundido da dissertação de mestrado de Barros (2004). Todas as amostras receberam procedimento metalográfico padrão e foram divididas em grupos: Gr.1- saliva artificial com pH 7.0 (controle), Gr.2- gel de flúor fosfato acidulado a 1,23% com pH 3.5, Gr.3- gel de NaF a 2% com pH 6.5, Gr.4- solução de NaF a 0,05% com pH 4.0 e Gr.5- solução de NaF a 0,05% com pH 7.5. As amostras foram expostas a estas soluções por 1, 4, 8 e 16 min, intercaladas com imersão em saliva artificial por 24 h, e depois foram observadas em MO e MEV, a cada intervalo de tempo. As imagens em MO, 100x, foram classificadas através de escores de 0 a 4, conforme o grau de corrosão. A rugosidade foi analisada utilizando o parâmetro Ra. Os resultados da análise de MO foram tratados estatisticamente pelo teste qui-quadrado e da rugosidade pelo teste F de Snedecor e de Bonferroni (p<0,05). Nos três tipos de amostras, o Gr2 apresentou a corrosão mais severa, e os Gr.4 e 5 apresentaram os menores graus de corrosão. Entretanto, nas amostras usinadas o Gr5 apresentou uma corrosão menos acentuada em relação ao Gr4. No Gr3 houve um aumento da corrosão em função do tempo, sendo que as amostras fundidas mostraram este aumento mais rapidamente. Houve um aumento significativo na rugosidade superficial no Gr.2 nos três tipos de amostras. Nos diversos grupos, os valores de rugosidade superficial das amostras fundidas foram significantemente maiores que os das usinadas e as de metalurgia do pó. Os autores concluíram que as soluções fluoretadas de uso odontológico são danosas às superfícies do titânio fundido, usinado e metalurgia do pó, principalmente as soluções com alta concentração de fluoreto.

Preparo e administração de medicamentos por sondas em pacientes que recebem nutrição enteral

O objeto de estudo foi o preparo e a administração de medicamentos por cateter pela enfermagem em pacientes que recebem nutrição enteral. O objetivo geral foi investigar o padrão de preparo e administração dos medicamentos por cateter em pacientes que recebem nutrição enteral concomitante. Os objetivos específicos foram apresentar o perfil dos medicamentos preparados e administrados de acordo com a possibilidade de serem administrados por cateter enteral e avaliar o tipo e a freqüência de erros que ocorrem no preparo e administração de medicamentos por cateter. Tratou-se de uma pesquisa com desenho transversal de natureza observacional, sem modelo de intervenção. Foi desenvolvida em um hospital do Rio de Janeiro onde foram observados técnicos de enfermagem preparando e administrando medicamentos por cateter na Unidade de Terapia Intensiva. Foram observadas 350 doses de medicamentos sendo preparados e administrados. Os grupos de medicamentos prevalentes foram os que agem no Sistema Cardiovascular Renal com 164 doses (46,80%), seguido pelos que agem no Sistema Respiratório e Sangue com 12,85% e 12,56% respectivamente. Foram encontrados 19 medicamentos diferentes do primeiro grupo, dois no segundo e cinco no terceiro. As categorias de erro no preparo foram trituração, diluição e misturas. Encontrou-se uma taxa média de 67,71% no preparo de medicamentos. Comprimidos simples foram preparados errados em 72,54% das doses, e todos os comprimidos revestidos e de liberação prolongada foram triturados indevidamente entre sólidos a categoria de erro prevalente foi trituração com 45,47%, preparar misturando medicamentos foi um erro encontrado em quase 40% das doses de medicamentos sólidos. A trituração insuficiente ocorreu em 73,33% das doses de ácido fólico, do cloridrato de amiodarona (58,97%) e bromoprida (50,00%). A mistura com outros medicamentos ocorreu em 66,66% das doses de bromoprida, de besilato de anlodipina (53,33%), bamifilina (43,47%), ácido fólico (40,00%) e ácido acetilsalicílico (33,33%). Os erros na administração foram ausência de pausa e manejo indevido do cateter. A taxa média de erros na administração foi de 32,64%, distribuídas entre 17,14% para pausa e 48,14% para manejo do cateter. A ausência de lavagem do cateter antes foi o erro mais comum e o mais incomum foi não lavar o cateter após a administração. Os medicamentos mais envolvidos em erros na administração foram: cloridrato de amiodarona (n=39), captopril (n=33), cloridrato de hidralazina (n=7), levotiroxina sódica (n=7). Com relação à lavagem dos cateteres antes, ela não ocorreu em 330 doses de medicamentos. O preparo e administração inadequados de medicamentos podem levar à perdas na biodisponibilidade, diminuição do nível sérico e riscos de intoxicações para o paciente. Preparar e administrar medicamentos são procedimentos comuns, porém apresentou altas taxas de erros, o que talvez reflita pouco conhecimento desses profissionais sobre as boas práticas da terapia medicamentosa. Constata-se a necessidade de maior investimento de todos os profissionais envolvidos, médicos, enfermeiros e farmacêuticos nas questões que envolvam a segurança com medicamentos assim como repensar o processo de trabalho da enfermagem.

Comparación de la rugosidad media y máxima obtenida mediante diferentes instrumentos: análisis del filtro y Lc empleados

[ES]Este trabajo pretende analizar la influencia que tiene la longitud de corte elegida y el filtro empleado en la medida de la rugosidad. Se realizan medidas de rugosidad en tres probetas que han sido sometidas a diferentes procesos de fabricación (fresado, rectificado y electroerosión). Además, se utilizan tres instrumentos diferentes para la medición. Tras realizar las medidas, se comparan los resultados y se extraen las conclusiones

Avaliação difratográfica da microestrutura de três resinas compostas submetidas à aplicação de um agente clareador a base de peróxido de hidrogênio

A odontologia moderna utiliza métodos e técnicas ultraconservadores no intuito de corrigir os diversos tipos de alterações cromáticas observadas clinicamente. Os meios empregados baseiam-se na utilização de substâncias químicas à base de peróxidos presentes em diversas concentrações. O presente estudo objetivou avaliar a microestrutura de três resinas compostas fotossensíveis submetidas à aplicação de um agente clareador a base de peróxido de hidrogênio a 35% (Whiteness HP Maxx - fabricante: FGM), ativado por uma fonte híbrida de energia luminosa (Aparelho de Laser-Led Whitening Lase, fabricante: DMC). Para isso, foram confeccionados 30 corpos de prova (CDP) 10 para cada grupo, no formato de discos, com 13 mm de diâmetro e 2,0 mm de espessura em uma matriz de teflon e aço inox, fotoativados por um aparelho de luz halógena convencional (Optilux 401 - Demetron/UR) por 40 segundos com densidade de potência média igual a 450 mW/cm2. Os grupos foram dispostos da seguinte forma: Grupo 1 - resina microparticulada (Durafill VS - fabricante: Heraeus Kulzer); Grupo 2 - resina micro-híbrida (Esthet-X - fabricante: Dentsply); e Grupo 3 resina nanoparticulada (Filtek Supreme XT fabricante: 3M ESPE). Todos os materiais restauradores utilizados eram da cor A2. Após serem submetidos à sequência de acabamento e polimento os CDP foram armazenados por sete dias em saliva artificial, limpos em ultra-som, envelhecidos artificialmente de acordo com a norma ASTM G 154. Os CDP dos três grupos foram aleatoriamente divididos em 2 subgrupos (ST sem tratamento e CT com tratamento) e finalmente submetidos aos experimentos. Os CDP dos subgrupos 1-ST, 2- ST e 3-ST foram triturados (SPEX SamplePrep 8000-series, marca: Mixer/Mills) seguido pela verificação dos materiais por meio de um espectrômetro (marca/modelo: Shimadzu EDX 720) para certificação da ausência de elementos pertencentes ao meio de moagem e por fim foram levados a um difrator de raios-X (marca / modelo: Philips -PW 3040 -X'Celerator- 40kV; 30mA; (λ): CuKα; 0,6; 0,2mm; 0,05 (2θ); 2s; 10-90 (2θ). Em seguida os CDP dos subgrupos 1-CT, 2- CT e 3-CT foram tratados com o peróxido de hidrogênio de acordo com o protocolo do fabricante para a fonte híbrida luminosa de energia selecionada, totalizando 9 aplicações de 10 minutos, onde eram respeitados os tempos de 3 minutos de ativação por 20 segundos de descanso, finalizando 10 minutos em cada aplicação. Mediante a este tratamento, os CDP dos subgrupos CT eram verificados e avaliados pelo mesmo método descrito anteriormente. Após interpretação gráfica, análise comparativa por meio do processamento digital das imagens no programa KS400 3.0 (Carl Zeiss Vision) e análise de concordância por cinco avaliadores calibrados utilizando um escore, pôde-se concluir que houve degradação estrutural e que as estruturas cristalinas das resinas estudadas foram afetadas de forma distinta quando tratadas pelo peróxido de hidrogênio; onde observou-se que: Grupo 1 > Grupo 3 > Grupo 2. Foi sugerido a realização de novos estudos, relacionados à interação do peróxido de hidrogênio às resinas compostas.

Análisis de la fabricación de las tijas de una motocicleta de competición. Prototipo

[ES]Este trabajo fin de grado, TFG en adelante, consiste en el análisis de la fabricación de las tijas de una motocicleta de competición Motostudent. Se trata de conseguir fabricar las tijas de una manera óptima, tanto en que su material como el proceso de fabricación sea el más adecuado para su función siendo, además, lo más económico posible. Para llevar a cabo este trabajo es necesario conocer las cualidades que una tija debe cubrir en una motocicleta de competición. A partir de dichas cualidades se selecciona el material idóneo de entre otros muchos, estudiando las propiedades fiscas, químicas y mecánicas de cada uno de ellos. También se hará un estudio de dos alternativas de fabricación posibles, electroerosión y arranque de viruta con herramienta, para a posteriori elegir la más indicada. La idea no es construir un diseño final para la fabricación, sino un prototipo sobre el cual hacer las pruebas oportunas y posteriormente realizar cambios y mejoras para posteriores ediciones. El presente proyecto marcará las pautas de diseño y el proceso a seguir durante la fabricación de las tijas que el equipo representante de la Escuela técnica superior de Bilbao, ETSIB en adelante, empleará en la futura competición.

Charge and spin transport in graphene devices

170 p.

Desarrollo de técnicas de fresado en cinco ejes de engranajes espiro cónicos y posterior metrología.

[ES]El presente Trabajo Fin de Grado tiene como objetivo contribuir al desarrollo de diferentes técnicas de fresado de engranajes espiro cónicos mediante fresadoras genéricas de cinco ejes. El proyecto estará dividido en varias partes que incluirán: el diseño de la geometría de las piezas a mecanizar, el propio proceso de manufactura y su posterior metrología. Durante el transcurso del curso 2014-2015 se documentará y participará activamente en el desarrollo de dichas técnicas de fresado. Proceso que será dirigido por Álvaro Álvarez, doctorando del departamento de Mecánica de la Escuela Superior de Ingeniería de Bilbao. El objetivo principal es llegar a ser capaz de obtener piezas de gran complejidad en su diseño y proceso de fabricación, dentro de los márgenes de calidad exigidos por las normas pertinentes y mediante un proceso novedoso y competitivo a nivel internacional.

Análisis cinemático de una máquina de cinemática híbrida XY3PRS.

[Es]El objetivo principal de este Trabajo Fin de Grado consiste en calcular los movimientos que son necesarios en los actuadores de la plataforma de un mecanismo de cinemática paralela, a fin de poder localizar la pieza en la posición adecuada para poder llevar a cabo la operación de microfresado de la misma. Para desarrollar el proyecto se necesitará un software de programación como es Matlab. Este trabajo surge de la necesidad de dar soporte a un proyecto mayor que consiste en el diseño de un manipulador de cinemática paralela cuyas juntas funcionan por deformación. Se pretende que mientras la herramienta se encuentra inmóvil, se consiga el microfresado de moldes para la fabricación de microlentes mediante el movimiento del manipulador. Se ha resuelto la cinemática inversa y se ha calculado el espacio de trabajo. En este documento se van a presentar las tareas, el presupuesto y los riesgos del proyecto así como unos anexos en los que se incluirá el código de la programación.

Fish pass design - criteria for the design and approval of fish passes and other structures to facilitate the passage of migratory fish in rivers

Many of British rivers hold stocks of salmon (Salmo salar L.) and sea trout (Salmo trutta L.) and during most of the year some of the adult fish migrate upstream to the head waters where, with the advent of winter, they will eventually spawn. For a variety of reasons, including the generation of power for milling, improving navigation and measuring water flow, man has put obstacles in the way of migratory fish which have added to those already provided by nature in the shape of rapids and waterfalls. While both salmon and sea trout, particularly the former, are capable of spectacular leaps the movement of fish over man-made and natural obstacles can be helped, or even made possible, by the judicious use of fish passes. These are designed to give the fish an easier route over or round an obstacle by allowing it to overcome the water head difference in a series of stages ('pool and traverse' fish pass) or by reducing the water velocity in a sloping channel (Denil fish pass). Salmon and sea trout make their spawning runs at different flow conditions, salmon preferring much higher water flows than sea trout. Hence the design of fish passes requires an understanding of the swimming ability of fish (speed and endurance) and the effect of water temperature on this ability. Also the unique features of each site must be appreciated to enable the pass to be positioned so that its entrance is readily located. As well as salmon and sea trout, rivers often have stocks of coarse fish and eels. Coarse fish migrations are generally local in character and although some obstructions such as weirs may allow downstream passages only, they do not cause a significant problem. Eels, like salmon and sea trout, travel both up and down river during the course of their life histories. However, the climbing power of elvers is legendary and it is not normally necessary to offer them help, while adult silver eels migrate at times of high water flow when downstream movement is comparatively easy: for these reasons neither coarse fish nor eels are considered further. The provision of fish passes is, in many instances, mandatory under the Salmon and Freshwater Fisheries Act 1975. This report is intended for those involved in the planning, siting, construction and operation of fish passes and is written to clarify the hydraulic problems for the biologist and the biological problems for the engineer. It is also intended to explain the criteria by which the design of an individual pass is assessed for Ministerial Approval.

Comportamento mecânico de cerâmica produzida a partir de reciclagem de para-brisa de automóvel

É crescente o interesse nos materiais cerâmicos, devido as suas características como baixa massa específica e maior resistência a ambientes agressivos do que a maioria das ligas metálicas. Este trabalho tem o objetivo de produzir a partir de material descartado, cerâmicas em diferentes temperaturas de sinterização e avaliar a sua tensão de ruptura em ensaio de flexão de três pontos e a confiança desta medida. Devido ao custo de produzir pó de vidro, tanto pelo alto gasto de energia para fundir a matéria-prima como pelo consumo de minerais industriais, foi proposto utilizar vidro de para-brisa obsoleto reduzindo despesas operacionais e definindo um destino econômico e ambiental viável para estes rejeitos. A metodologia consistiu-se na obtenção do pó de vidro com características adequadas para ser conformado e sinterizado. Foram usadas duas composições e quatro tratamentos térmicos para obter oito materiais. Uma composição com apenas o pó oriundo da moagem de para-brisa e outra com este pó mais 4% de óxido de nióbio. A resistência à flexão dos produtos obtidos foi avaliada. Utilizou-se a estatística de Weibull para caracterizar estes resultados. Os resultados obtidos indicam que o material de composição pó de vidro e temperatura final de sinterização de 650C obteve a maior resistência mecânica entre os materiais sintetizados. A adição do óxido de nióbio provoca um decréscimo na resistência mecânica se comparada com o material sem a adição deste óxido. Entretanto, comparando as duas composições na mesma temperatura final de sinterização, a adição de óxido de nióbio provocou um aumento no módulo de Weibull, excetuando-se dois de oito materiais obtidos. As diferentes composições e temperaturas de sinterização afetaram as propriedades mecânicas dos materiais obtidos.

Micromachining of glassy carbon toolsets for micro embossing applications

Laser micro machining is fast gaining popularity as a method of fabricating micro scale structures. Lasers have been utilised for micro structuring of metals, ceramics and glass composites and with advances in material science, new materials are being developed for micro/nano products used in medical, optical, and chemical industries. Due to its favourable strength to weight ratio and extreme resistance to chemical attack, glassy carbon is a new material that offers many unique properties for micro devices. The laser machining of SIGRADUR® G grade glassy carbon was characterised using a 1065 nm wavelength Ytterbium doped pulsed fiber laser. The laser system has a selection of 25 preset waveforms with optimised peak powers for different pulsing frequencies. The optics provide spot diameter of 40 μm at the focus. The effect of fluence, transverse overlap and pulsing frequency (as waveform) on glassy carbon was investigated. Depth of removal and surface roughness were measured as machining quality indicators. The damage threshold fluence was determined to be 0.29 J/cm2 using a pulsing frequency of 250 kHz and a pulse width of 18 ns (waveform 3). Ablation rates of 17 < V < 300 μm3/pulse were observed within a fluence range of 0.98 < F < 2.98 J/cm2. For the same fluence variation, 0.6 μm to 6.8 μm deep trenches were machined. Trench widths varied from 29 μm at lower fluence to 47 μm at the higher fluence. Square pockets, 1 mm wide, were machined to understand the surface machining or milling. The depth of removal using both waveform 3 and 5 showed positive correlation with fluence, with waveform 5 causing more removal than waveform 3 for the same fluence. Machined depths varied from less than 1 μm to nearly 40 μm. For transverse overlap variation using waveform 3, the best surface finish with Rz = 1.1 μm was obtained for fluence 0.792 J/cm2 for transverse overlap of 1 μm, 6 μm, and 9 μm at machined depths of 22.9 μm, 6.6 μm, and 4.6 μm respectively. For fluence of 1.426 J/cm2, the best surface finish with Rz = 1.2 μm was obtained for transverse overlap of 6 μm, and 9 μm at machined depths of 12.46 μm, and 8.6 μm respectively. The experimental data was compiled as machining charts and utilised for fabricating a micro-embossing glassy carbon master toolsets as a capability demonstration.

The dominant role of the solvent-water interface in water droplet templating of polymers

We investigate the formation of microstructured polymer networks known as Breath Figure templated structures created by the presence of water vapour over evaporating polymer solutions. We use a highly controlled experimental approach to examine this dynamic and non-equilibrium process to uniquely compare pure solvent systems with polymer solutions and demonstrate using a combination of optical microscopy, focused ion-beam milling and SEM analysis that the porous polymer microstructure is completely controlled by the interfacial forces that exist between the water droplet and the solvent until a final drying dilation of the imprints. Water droplet contact angles are the same in the presence or absence of polymer and are independent of size for droplets above 5 μm. The polymer acts a spectator that serves to trap water droplets present at the air interface, and to transfer their shape into the polymer film. For the smallest pores, however, there are unexpected variations in the contact angle with pore size that are consistent with a possible contribution from line tension at these smaller dimensions. © The Royal Society of Chemistry.