The use of micro-XRD for the study of glaze color decorations

The compounds responsible for the colours and decorations in glass and glazed ceramics include: colouring agents (transition metal ions), pigments (micro-and nano-precipitates of compounds that either do not dissolve or recrystallize in the glassy matrix) and opacifiers (microcrystalline compounds with high light scattering capability). Their composition, structure and range of stability are highly dependent not only on the composition but also on the procedures followed to obtain them. Chemical composition of the colorants and crystallites may be obtained by means of SEM-EDX and WDX. Synchrotron Radiation micro-X-ray Diffraction has a small beam size adequate (10 to 50 microns footprint size) to obtain the structural information of crystalline compounds and high brilliance, optimal for determining the crystallites even when present in low amounts. In addition, in glass decorations the crystallites often appear forming thin layers (from 10 to 100 micrometers thick) and they show a depth dependent composition and crystal structure. Their nature and distribution across the glass/glazes decorations gives direct information on the technology of production and stability and may be related to the color and appearance. A selection of glass and glaze coloring agents and decorations are studied by means of SR-micro- XRD and SEM-EDX including: manganese brown, antimony yellow, red copper lusters and cobalt blue. The selection includes Medieval (Islamic, and Hispano Moresque) and renaissance tin glazed ceramics from the 10th to the 17th century AD.

The fixation of the cemented femoral component. Effects of stem stiffness, cement thickness and roughness of the cement-bone surface.

After cemented total hip arthroplasty (THA) there may be failure at either the cement-stem or the cement-bone interface. This results from the occurrence of abnormally high shear and compressive stresses within the cement and excessive relative micromovement. We therefore evaluated micromovement and stress at the cement-bone and cement-stem interfaces for a titanium and a chromium-cobalt stem. The behaviour of both implants was similar and no substantial differences were found in the size and distribution of micromovement on either interface with respect to the stiffness of the stem. Micromovement was minimal with a cement mantle 3 to 4 mm thick but then increased with greater thickness of the cement. Abnormally high micromovement occurred when the cement was thinner than 2 mm and the stem was made of titanium. The relative decrease in surface roughness augmented slipping but decreased debonding at the cement-bone interface. Shear stress at this site did not vary significantly for the different coefficients of cement-bone friction while compressive and hoop stresses within the cement increased slightly.

Randomized comparison of biodegradable polymer sirolimus-eluting stents versus durable polymer everolimus-eluting stents for percutaneous coronary revascularization: Rationale and design of the BIOSCIENCE trial.

BACKGROUND: Biodegradable polymers for release of antiproliferative drugs from metallic drug-eluting stents aim to improve long-term vascular healing and efficacy. We designed a large scale clinical trial to compare a novel thin strut, cobalt-chromium drug-eluting stent with silicon carbide-coating releasing sirolimus from a biodegradable polymer (O-SES, Orsiro; Biotronik, Bülach, Switzerland) with the durable polymer-based Xience Prime/Xpedition everolimus-eluting stent (EES) (Xience Prime/Xpedition stent, Abbott Vascular, IL) in an all-comers patient population. DESIGN: The multicenter BIOSCIENCE trial (NCT01443104) randomly assigned 2,119 patients to treatment with biodegradable polymer sirolimus-eluting stents (SES) or durable polymer EES at 9 sites in Switzerland. Patients with chronic stable coronary artery disease or acute coronary syndromes, including non-ST-elevation and ST-elevation myocardial infarction, were eligible for the trial if they had at least 1 lesion with a diameter stenosis >50% appropriate for coronary stent implantation. The primary end point target lesion failure (TLF) is a composite of cardiac death, target vessel myocardial infarction, and clinically driven target lesion revascularization within 12 months. Assuming a TLF rate of 8% at 12 months in both treatment arms and accepting 3.5% as a margin for noninferiority, inclusion of 2,060 patients would provide more than 80% power to detect noninferiority of the biodegradable polymer SES compared with the durable polymer EES at a 1-sided type I error of 0.05. Clinical follow-up will be continued through 5 years. CONCLUSION: The BIOSCIENCE trial will determine whether the biodegradable polymer SES is noninferior to the durable polymer EES with respect to TLF.

High Molecular Weight Methacrylate Sealing of a Bridge Deck, HR-2031, Construction Report, 1988

The Iowa Department of Transportation used a high molecular weight methacrylate (HMWM) resin to seal a 3,340 ft. x 64 ft. bridge deck in October 1986. The sealing was necessary to prevent deicing salt brine from entering a substantial number of transverse cracks that coincided with the epoxy coated top steel and unprotected bottom steel. HMWM resin is a three component product composed of a monomer, a curnene hydroperoxide initiator and a cobalt naphthenate promoter. The HMWM was applied with a dual spray bar system and flat-fan nozzles. Initiated monomer delivered through one spray bar was mixed in the air with promoted monomer from the other spray bar. The application rate averaged 0.956 gallons per 100 square feet for the tined textured driving lanes. Dry sand was broadcast on the surface at an average coverage of 0.58 lbs. per square yard to maintain friction. Coring showed that the H.MWM resin penetrated the cracks more than two inches deep. Testing of the treated deck yielded Friction Numbers averaging 33 with a treaded tire compared to 36 prior to treatment. An inspection soon after treatment found five leaky cracks in one of the 15 spans. One inspection during a steady rain showed no leakage, but leakage from numerous cracks occurred during a subsequent rain. A second HMWM application was made on two spans to determine if a double application would prevent leakage. This evaluation has not been completed.

Adiponectin and heme oxygenase-1 suppress TLR4/MyD88-independent signaling in rat Kupffer cells and in mice after chronic ethanol exposure.

Alcoholic liver disease is mediated via activation of TLR4 signaling; MyD88-dependent and -independent signals are important contributors to injury in mouse models. Adiponectin, an anti-inflammatory adipokine, suppresses TLR4/MyD88-dependent responses via induction of heme oxygenase-1 (HO-1). Here we investigated the interactions between chronic ethanol, adiponectin, and HO-1 in regulation of TLR4/MyD88-independent signaling in macrophages and an in vivo mouse model. After chronic ethanol feeding, LPS-stimulated expression of IFN-β and CXCL10 mRNA was increased in primary cultures of Kupffer cells compared with pair-fed control mice. Treatment of Kupffer cells with globular adiponectin (gAcrp) normalized this response. LPS-stimulated IFN-β/CXCL10 mRNA and CXCL10 protein was also reduced in RAW 264.7 macrophages treated with gAcrp or full-length adiponectin. gAcrp and full-length adiponectin acted via adiponectin receptors 1 and 2, respectively. gAcrp decreased TLR4 expression in both Kupffer cells and RAW 264.7 macrophages. Small interfering RNA knockdown of HO-1 or inhibition of HO-1 activity with zinc protoporphyrin blocked these effects of gAcrp. C57BL/6 mice were exposed to chronic ethanol feeding, with or without treatment with cobalt protoporphyrin, to induce HO-1. After chronic ethanol feeding, mice were sensitized to in vivo challenge with LPS, expressing increased IFN-β/CXCL10 mRNA and CXCL10 protein in liver compared with control mice. Pretreatment with cobalt protoporphyrin 24 h before LPS challenge normalized this effect of ethanol. Adiponectin and induction of HO-1 potently suppressed TLR4-dependent/MyD88-independent cytokine expression in primary Kupffer cells from rats and in mouse liver after chronic ethanol exposure. These data suggest that induction of HO-1 may be a useful therapeutic strategy in alcoholic liver disease.

Temperature dependence of the magnetization processes in Co/Al oxide/Permalloy trilayers

The magnetization process of Co/Al oxide/Py trilayers and its evolution with the temperature have been analyzed. The particular behavior of the Co layers, including the shift of the hysteresis loops and a coercivity increase with the decrease of temperature, is related with the apparition of a CoO layer at the Co/Al-oxide interface.

Pauson-Khand reaction of internal dissymmetric trifluoromethyl alkynes. influence of the alkene on the regioselectivity

Abstract: The scope of the Pauson-Khand reaction (PKR) of internal trifluoromethyl alkynes, previously described with norbornadiene, is expanded to norbornene and ethylene. A thorough structural analysis of the resulting PK adducts has been carried out to unveil that α-trifluoromethylcyclopentenones are preferred in all cases, independently of the electronic properties of the alkyne. The regioselectivity observed with norbornadiene and ethylene is higher than in the case of norbornene.

Severe ischemia of the hand following intra-arterial promazine injection: effects of vasodilation, anticoagulation, and local thrombolysis with tissue-type plasminogen activator.

Promazine hydrochloride was injected accidentally in the antecubital artery of a 42-year-old woman, resulting in severe ischemia of the second and third fingers of her right hand which lasted for four days before she was hospitalized. Vasodilation by combining axillary plexus block and intravenous sodium nitroprusside did not improve ischemia and local thrombolysis was performed using recombinant tissue-type plasminogen activator (50 mg over 8 hours), resulting in normalization of digital pressure in one of the two affected fingers. The outcome was favourable and amputation could be avoided.

Pyridyyliryhmän sisältävien erotusmateriaalien ominaisuudet ja soveltaminen hydrometallurgiassa

Diplomityössä tutkittiin silikarunkoisen, pyridyyliryhmän sisältävän erotusmateriaalin kykyä erottaa selektiivisesti kuparia, nikkeliä, kobolttia ja kadmiumia sinkkisulfaattiliuoksista. Erotuskykyä verrattiin kolonnikokein toiseen kaupalliseen polystyreenidivinyylibentseenirunkoiseen (PS-DVB) erotusmate-riaaliin, jonka funktionaalinen ryhmä on samantyyppinen. Silikarunkoisen erotusmateriaalin happo-emäsominaisuuksia selvitettiin titrauksin. Metallien sitoutumisen kinetiikkaa ja eluointia verrattiin PS-DVB-runkoisen erotus-materiaalin kirjallisuudessa esitettyihin tuloksiin. Lisäksi määritettiin kummankin erotusmateriaalin partikkelikokojakaumat. Silikarunkoisen materiaalin havaittiin turpoavan noin 4 % muutettaessa se vapaastaemäsmuodosta happomuotoon. Turpoaminen oli huomattavasti vähäisempää kuin PS-DVB-runkoisella materiaalilla. Silikarunkoisen erotus-materiaalin titrauksen tuloksena voitiin todeta, että se oli heikosti emäksinen. Titrauskäyrä muistutti PS-DVB-runkoisen erotusmateriaalin titrauskäyrää, vaikka erotusmateriaalien protonoitumisalueet olivat hieman erilaiset. Tämä johtuu siitä, että silikarunkoisen materiaalin funktionaaliset ryhmät poikkeavat rakenteeltaan hieman PS-DVB-runkoisesta materiaalista. Tasapainokokeet osoittivat, että silikarunkoinen erotusmateriaali adsorboi tutkituista metalleista eniten kuparia ja nikkeliä ja vähiten sinkkiä. Kaikkien tutkittujen metallien eluointi silikarunkoisesta erotusmateriaalista onnistui rikkihapolla toisin kuin PS-DVB-runkoisesta erotusmateriaalista, jonka regenerointiin tarvitaan rikkihappoa tai ammoniumhydroksidia riippuen siitä, mitä metalleja siihen on ladattu.

Adverse tissue reaction to corrosion at the neck-stem junction after modular primary total hip arthroplasty.

Complications related to the neck-stem junction of modular stems used for total hip arthroplasty (THA) are generating increasing concern. A 74-year-old male had increasing pain and a cutaneous reaction around the scar 1 year after THA with a modular neck-stem. Imaging revealed osteolysis of the calcar and a pseudo-tumour adjacent to the neck-stem junction. Serum cobalt levels were elevated. Revision surgery to exchange the stem and liner and to resect the pseudo-tumour was performed. Analysis of the stem by scanning electron microscopy and by energy dispersive X-ray and white light interferometry showed fretting corrosion at the neck-stem junction contrasting with minimal changes at the head-neck junction. Thus, despite dry assembly of the neck and stem on the back table at primary THA, full neck-stem contact was not achieved, and the resulting micromotion at the interface led to fretting corrosion. This case highlights the mechanism of fretting corrosion at the neck-stem interface responsible for adverse local tissue reactions. Clinical and radiological follow-up is mandatory in patients with dual-modular stems.

Epäpuhtaudet sinkin uutossa

Työssä tutkittiin metalli- ja anioniepäpuhtauksien myötäuuttautumista sinkin mukana di(2-etyyliheksyyli)fosforihappoalla (D2EHPA). Laboratoriokokeissa selvitettiin pH:n vaikutusta metalliepäpuhtauksien uuttautumiseen pH-alueella -O, l... 3 sekä pesujen vaikutusta sinkillä ladatun orgaanisen faasin metallipitoisuuksiin. Kokeita tehtiin sekä synteettisillä että autenttisilla prosessiliuoksilla. Anionikokeissa tutkittiin raudan ja sinkin vaikutusta kloridin ja fluoridin uuttautumiseen. Synteettisillä liuoksilla tehdyissä kokeissa tutkittiin kadmiumin, koboltin, nikkelin, kuparin sekä antimonin uuttautumista sinkkisulfaattiliuoksesta. Kokeissa havaittiin D2EHPA:n uuttavan sinkkiä selvästi em. metalleja paremmin. Sinkki uuttautui sulfaattiliuoksesta lähes täydellisesti tasapaino-pH:n ollessa yli 2,3. Sinkin jälkeen muista metalleista uuttautui eniten kadmium ja järjestyksessä sitten kupari, koboltti ja nikkeli. Epäpuhtausmetallien myötäuuttautumista lisääntyi uuton tasapaino-pH:n kasvaessa ja väheni sinkkilatauksen kasvaessa. Kahdella peräkkäisellä pesuaskeleella, joissa ensimmäinen pesuliuos sisälsi 5 g/L rikkihappoa ja toinen sekä 15 g/L rikkihappoa että 5 g/L sinkkiä saatiin kaikkien epäpuhtausmetallien pitoisuudet jäämään alle 3 mg/L. Antimonin uuttokokeissa huomattiin antimonin uuttautuvan täydellisesti D2EHPA:lla pH:sta riippumatta pH-alueella0...3. Prosessiliuoksilla tehdyissä kokeissa todettiin D2EHPA:n pystyvän tehokkaasti erottamaan sinkin magnesiumista ßzn,Mg ˜107 ja kadmiumista ßzn,cd ˜106. Havaittiin myös, että mitä suurempi sinkki- ja rautalataus orgaanisessa faasissa on sitä vähemmän magnesiumia ja kadmiumia uuttautuu. Ensimmäisessä pesussa saatiin sekä kadmiumin että magnesiumin pitoisuudet putoamaan keskimäärin 0,1 mg/L eli 30 alkuperäisestä pitoisuudesta. Toisella pesuaskeleella ei enää ollut vaikutusta kadmiumin ja magnesiumin pitoisuuksiin orgaanisessa faasissa. Kokeissa havaittiin myös, että D2EHPA:n latausasteen ylittäessä 0,7 alkaa sinkki-D2EHPA-kompleksit polymeroitua ja faasit eivät enää selkeytyneet helposti. Anionikokeissa huomattiin, ettei D2EHPA uuttanut kloridi tai fluoridi sinkin tai raudan mukana. D2EHPA:n havaittiin myös itsessään sisältävän hieman kloridia.

Kulutus- korroosionkestävien materiaalien laserpinnoitus

Diplomityössä tutkitaan kulutus- ja korrosionkestävien materiaalien laserpinnoitusta. Laserpinnoituksessa sulatetaan uutta materiaalia työkappaleen pintaan lasersäteen avulla. Tarkoituksena on yleensä parantaa pinnan korroosion, kulumisen tai pintapaineen kestävyyttä. Laserpinnoitukseen liittyy useita etuja verrattuna konventionaalisiin päällehitsausprosesseihin. Työssä tutkittavat pinnoitemateriaalit ovat kobolttipohjaiset Stellite 1 ja Stellite 6, työkaluteräkset WR 4 ja WR 6 sekä metallimatriisikomposiitti Anval50/50+30 % Cr3C2. Pinnoitettavat perusaineet ovat hiiliteräs Fe 52, ruostumaton teräs AISI 316 ja valurauta GRP 500. Työn tavoitteena on löytää kunkin pinnoite/perusaine-yhdistelmän pinnoitusparametrit. Pinnoituskokeissa käytettiin LTKK:n 6 kW:n CO2-laseria. Pinnoitetuille koekappeleille tehtiin kovuusmittaukset ja kulutuskokeet. Pinnoitteiden mikrorakenteet analysoitiin ja sekoittumisasteet laskettiin. Virheitä tutkittiin silmämääräisesti sekä radiografisella kuvauksella. Optimiparametreja pinnoitemateriaaleille ei löydetty. Pinnoitteiden sekoittumisasteet muodostuivat suuriksi liiallisen lasertehon ja/tai huonon lisäaineen kohdistuksen vuoksi. Suuri sekoittuminen alensi pinnoitteiden kovuutta ja kulumiskestävyyttä. Pinnoitusparametreja arvioidaan koetulosten perusteella ja niille annetaan korjausehdotuksia. Lopuksi esitetään suosituksia tutkimusprojektin jatkotoimille.

Koboltin ja nikkelin poisto sinkkisulfaattiliuoksesta ioninvaihdolla

Työssä tutkittiin kahden silikapohjaisen erotusmateriaalin soveltuvuutta nikkelin ja koboltin poistoon sinkkisulfaattiliuoksista. Suurin osa kokeista tehtiin ioninvaihtimella, jonka funktionaalinen ryhmä on iminodietikkahappo. Vertailuerotusmateriaalin toiminta perustui adsorptioon. Liuoksina käytettiin sekä autenttista prosessiliuosta että synteettistä ZnSO4-liousta. Ioninvaihtimen kestävyyskokeissa selvisi, että tutkittu ioninvaihdin kestää hyvin sekä 60 oC lämpötilan että happamia olosuhteita. Emäksisissä liuoksissa silikarunko ei kestä. Jo 0,1 M NaOH-liuos liuottaa merkittävästi hartsia vuorokauden aikana. Vaihtimen vetyionikapasiteetiksi saatiin titrauksella 2,3 mekv/g. Tasapainokokeilla saatiin selville, että ioninvaihdin on selektiivinen nikkelille sinkin suhteen ja että selektiivisyys kasvaa liuoksen pH:n laskiessa. Koboltille ioninvaihdin ei ole selektiivinen sinkin suhteen. Mikäli sinkin pitoisuus on tuhansia kertoja nikkelin pitoisuutta suurempi, ei ioninvaihtimen Ni-selektiivisyys riitä myöskään nikkelille. Synteettisillä ZnSO4-liuoksilla tehtyjen kolonnikokeiden perusteella havaittiin, että tutkitulla ioninvaihtimella voidaan laimeista ZnSO4-liuoksista poistaa nikkeliä selektiivisesti. Nikkelin eluointi onnistui helposti 1 M H2SO4:lla. Vertailukokeen perusteella oli ioninvaihtimen Ni/Zn-selektiivisyys referenssiadsorbentin Ni/Zn-selektiivisyyttä pienempi. Ioninvaihtokolonnin mallintaminen ei onnistunut riittävän hyvin kuvaamaan ioninvaihtimessa tapahtuvaa samanaikaista ioninvaihtoa ja adsorptiota. Sen sijaan kun kolonnissa oli vertailumateriaalina käytetty adsorbentti, saatiin kolonnikokeiden tulokset mallilla hyvin ennustettua.

Epäpuhtauksien poistaminen sinkkisulfaattiliuoksista käyttäen selektiivisiä ioninvaihtimia

Diplomityössä on tutkittu kuparin, koboltin, nikkelin ja kadmiumin poistamista sinkkisulfaattiliuoksista käyttäen uusia silikarunkoisia kelatoivia erotusmateriaaleja. Vertailukohteena on käytetty perinteisiä kaupallisia polymeerirunkoisia kelatoivia ioninvaihtohartseja. Laboratoriokokeissa selvitettiin erotusmateriaalien adsorptio- ja ioninvaihto-ominaisuuksia tasapaino- ja kolonnikokeilla. Silikarunkoisten erotusmateriaalien kemiallista kestävyyttä tutkittiin olosuhteissa, jotka vastaavat prosessisyklin eri vaiheita. Metallien adsorptiomekanismien selvittämiseksi erotusmateriaaleille tehtiin happo-emäs ja sulfaattititraukset. Tasapainokokeet osoittivat, että silikarunkoisilla erotusmateriaaleilla saatiin kupari erotettua väkevistä sinkkisulfaattiliuoksista polymeerirunkoisia kelatoivia ioninvaihtohartseja paremmin. Tutkituilla erotusmateriaaleilla ja ioninvaihtohartseilla ei havaittu merkittävää selektiivisyyttä koboltille, nikkelille tai kadmiumille sinkin ja kuparin läsnä ollessa. Kolonnikokeilla yritettiin löytää paras esikäsittely-lataus-eluointisykli kuparin talteenottoon väkevistä sinkkisulfaattiliuoksista silikarunkoisilla erotusmateriaaleilla. Kolonnikokeissa esikäsittely tehtiin laimealla NaOH:lla, jonka jälkeen petiin syötettiin hapanta sinkkisulfaattiliuosta. Eluointi onnistui hyvin laimealla rikkihapolla. Kolonnikokeiden tulokset osoittivat, että kupari on mahdollista erottaa väkevistä sinkkisulfaattiliuoksista. Silikarunkoisten erotusmateriaalien kemiallista kestävyyttä tutkittaessa havaittiin materiaalien kestävän hyvin happoja ja 60 oC:en lämpötilaa. Sitä vastoin alkaalisissa olosuhteissa tapahtui silikan liukenemista. Tutkituilla erotusmateriaaleilla havaittiin kuparin sitoutumista sekä ioninvaihtomekanismin avulla että sitoutuneena neutraalina suolana.

Arseenin käyttö sinkkitehtaan koboltinpoistoon

Työssä selvitettiin kuparielektrolyysissä syntyvän sivutuotteen, arseenitrioksidin, soveltuvuutta The New Boliden Kokkola Zinc Oy:n sinkkitehtaan liuospuhdistuksen koboltinpoistovaiheeseen. Nykyään sinkkitehtaalla käytetään puhdasta arseenitrioksidia koboltinpoiston apuaineena. Tällä hetkellä kuparielektrolyysin arseenista valmistetaan puunsuoja-aineita. Lainsäädäntö muuttuu siten että tulevaisuudessa kyseisten puunsuoja-aineiden käyttöä tullaan yhä rajoittamaan. Kun puunsuoja-aineiden kulutus vähenee, täytyy syntyvä arseeni varastoida jätealueelle ellei sille löydetä muuta käyttöä. Arseenin varastointitarve ei lisäänny jos kuparielektrolyysistä saatava arseeni voidaan hyödyntää sinkkitehtaalla. Kuparielektrolyysissä syntyvä arseenitrioksidi ei ole puhdasta. Työssä selvitettiin epäpuh-tauksien vaikutusta sinkkitehtaan liuospuhdistuksen koboltinpoistovaiheeseen. Kokeiden olosuhteet pyrittiin yhdenmukaistamaan sinkkitehtaan koboltinpoistovaiheessa vallitsevia olosuhteita vastaaviksi. Kokeissa käytetyillä arseeniliuosten eri epäpuhtaustasoilla ei havaittu olevan selkeää eroa liuospuhdistuskyvyssä. Koetulokset antavat viitteitä siitä, että koboltinpoistoprosessi on oletettua epäherkempi arseeniliuoksen epäpuhtauksien vaikutuksille. Kirjallisuudesta haettiin arseenitrioksidin valmistukseen ja puhdistamiseen liittyvää aineistoa. Valmistusmenetelminä tarkasteltiin valmistusta arseenimalmista ja kuparielektrolyytistä ja puhdistusmenetelminä uudelleenkiteytystä, jäädytys-sulatusprosessia ja ioninvaihtoa. Työssä puhdistettiin kuparielektrolyysin liuospuhdistuksessa syntyvää arseenitrioksidia. Puhdistuslaitteistosta tehtiin alustava prosessisuunnitelma.