Estudo da adsorção e oxidação do monóxido de carbono sobre as fases intermetálicas ordenadas Pt-M(M = Mn, Pb, Sb e Sn)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Effect of Stress Level on the High Temperature Deformation and Fracture Mechanisms of Ti-45Al-2Nb-2Mn-0.8 vol. pct TiB2: An In Situ Experimental Study

The effect of the applied stress on the deformation and crack nucleation and propagation mechanisms of a c-TiAl intermetallic alloy (Ti-45Al-2Nb-2Mn (at. pct)-0.8 vol. pct TiB2) was examined by means of in situ tensile (constant strain rate) and tensile-creep (constant load) experiments performed at 973 K (700 �C) using a scanning electron microscope. Colony boundary cracking developed during the secondary stage in creep tests at 300 and 400 MPa and during the tertiary stage of the creep tests performed at higher stresses. Colony boundary cracking was also observed in the constant strain rate tensile test. Interlamellar ledges were only found during the tensile-creep tests at high stresses (r>400 MPa) and during the constant strain rate tensile test. Quantitative measurements of the nature of the crack propagation path along secondary cracks and along the primary crack indicated that colony boundaries were preferential sites for crack propagation under all the conditions investigated. The frequency of interlamellar cracking increased with stress, but this fracture mechanism was always of secondary importance. Translamellar cracking was only observed along the primary crack.

Effect of Sb on the quantum efficiency of GaInP solar cells

The energy bandgap of GaInP solar cells can be tuned by modifying the degree of order of the alloy. In this study, we employed Sb to increase the energy bandgap of the GaInP and analyzed its impact on the performance of GaInP solar cells. An effective change in the cutoff wavelength of the external quantum efficiency of GaInP solar cells and an effective increase of 50 mV in the open-circuit voltage of GaInP/Ga(In)As/Ge triple junction solar cells were obtained with the use of Sb. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.

Influence of calcium on the microstructure and properties of an Al-7Si-0.3Mg-xFe alloy

The effect of Ca addition on the microstructure, physical characteristics (density/porosity), and mechanical properties (tensile and impact strength) has been investigated in an Al-7Si-0.3Mg-xFe (x = 0.2, 0.4, and 0.7) alloy. The size of Al-Fe intermetallic platelets (beta-Al5FeSi) increased with increasing Fe content. The addition of Ca modified the eutectic microstructure and also reduced the size of intermetallic Fe-platelets, causing improved elongation and impact strengths. A low level of Ca addition (39 ppm) reduced the porosity of the alloys. The tensile strength was decreased marginally with Ca addition. However, Ca addition improved the ductility of the alloy by 18.3, 16.7, and 44 pet and the impact strength by 44, 48, and 15.8 pct for Fe contents of 0.2, 0.4, and 0.7 pct, respectively.

Comprendre et maîtriser le passage de type I à type II de puits quantiques d'In(x)Ga(1-x)As(y)Sb(1-y) sur substrat de GaSb

Les antimoniures sont des semi-conducteurs III-V prometteurs pour le développement de dispositifs optoélectroniques puisqu'ils ont une grande mobilité d'électrons, une large gamme spectrale d'émission ou de détection et offrent la possibilité de former des hétérostructures confinées dont la recombinaison est de type I, II ou III. Bien qu'il existe plusieurs publications sur la fabrication de dispositifs utilisant un alliage d'In(x)Ga(1-x)As(y)Sb(1-y) qui émet ou détecte à une certaine longueur d'onde, les détails, à savoir comment sont déterminés les compositions et surtout les alignements de bande, sont rarement explicites. Très peu d'études fondamentales sur l'incorporation d'indium et d'arsenic sous forme de tétramères lors de l'épitaxie par jets moléculaires existent, et les méthodes afin de déterminer l'alignement des bandes des binaires qui composent ces alliages donnent des résultats variables. Un modèle a été construit et a permis de prédire l'alignement des bandes énergétiques des alliages d'In(x)Ga(1-x)As(y)Sb(1-y) avec celles du GaSb pour l'ensemble des compositions possibles. Ce modèle tient compte des effets thermiques, des contraintes élastiques et peut aussi inclure le confinement pour des puits quantiques. De cette manière, il est possible de prédire la transition de type de recombinaison en fonction de la composition. Il est aussi montré que l'indium ségrègue en surface lors de la croissance par épitaxie par jets moléculaires d'In(x)Ga(1-x)Sb sur GaSb, ce qui avait déjà été observé pour ce type de matériau. Il est possible d'éliminer le gradient de composition à cette interface en mouillant la surface d'indium avant la croissance de l'alliage. L'épaisseur d'indium en surface dépend de la température et peut être évaluée par un modèle simple simulant la ségrégation. Dans le cas d'un puits quantique, il y aura une seconde interface GaSb sur In(x)Ga(1-x)Sb où l'indium de surface ira s'incorporer. La croissance de quelques monocouches de GaSb à basse température immédiatement après la croissance de l'alliage permet d'incorporer rapidement ces atomes d'indium et de garder la seconde interface abrupte. Lorsque la composition d'indium ne change plus dans la couche, cette composition correspond au rapport de flux d'atomes d'indium sur celui des éléments III. L'arsenic, dont la source fournit principalement des tétramères, ne s'incorpore pas de la même manière. Les tétramères occupent deux sites en surface et doivent interagir par paire afin de créer des dimères d'arsenic. Ces derniers pourront alors être incorporés dans l'alliage. Un modèle de cinétique de surface a été élaboré afin de rendre compte de la diminution d'incorporation d'arsenic en augmentant le rapport V/III pour une composition nominale d'arsenic fixe dans l'In(x)Ga(1-x)As(y)Sb(1-y). Ce résultat s'explique par le fait que les réactions de deuxième ordre dans la décomposition des tétramères d'arsenic ralentissent considérablement la réaction d'incorporation et permettent à l'antimoine d'occuper majoritairement la surface. Cette observation montre qu'il est préférable d'utiliser une source de dimères d'arsenic, plutôt que de tétramères, afin de mieux contrôler la composition d'arsenic dans la couche. Des puits quantiques d'In(x)Ga(1-x)As(y)Sb(1-y) sur GaSb ont été fabriqués et caractérisés optiquement afin d'observer le passage de recombinaison de type I à type II. Cependant, celui-ci n'a pas pu être observé puisque les spectres étaient dominés par un niveau énergétique dans le GaSb dont la source n'a pu être identifiée. Un problème dans la source de gallium pourrait être à l'origine de ce défaut et la résolution de ce problème est essentielle à la continuité de ces travaux.

Comprendre et maîtriser le passage de type I à type II de puits quantiques d'In(x)Ga(1-x)As(y)Sb(1-y) sur substrat de GaSb

Les antimoniures sont des semi-conducteurs III-V prometteurs pour le développement de dispositifs optoélectroniques puisqu'ils ont une grande mobilité d'électrons, une large gamme spectrale d'émission ou de détection et offrent la possibilité de former des hétérostructures confinées dont la recombinaison est de type I, II ou III. Bien qu'il existe plusieurs publications sur la fabrication de dispositifs utilisant un alliage d'In(x)Ga(1-x)As(y)Sb(1-y) qui émet ou détecte à une certaine longueur d'onde, les détails, à savoir comment sont déterminés les compositions et surtout les alignements de bande, sont rarement explicites. Très peu d'études fondamentales sur l'incorporation d'indium et d'arsenic sous forme de tétramères lors de l'épitaxie par jets moléculaires existent, et les méthodes afin de déterminer l'alignement des bandes des binaires qui composent ces alliages donnent des résultats variables. Un modèle a été construit et a permis de prédire l'alignement des bandes énergétiques des alliages d'In(x)Ga(1-x)As(y)Sb(1-y) avec celles du GaSb pour l'ensemble des compositions possibles. Ce modèle tient compte des effets thermiques, des contraintes élastiques et peut aussi inclure le confinement pour des puits quantiques. De cette manière, il est possible de prédire la transition de type de recombinaison en fonction de la composition. Il est aussi montré que l'indium ségrègue en surface lors de la croissance par épitaxie par jets moléculaires d'In(x)Ga(1-x)Sb sur GaSb, ce qui avait déjà été observé pour ce type de matériau. Il est possible d'éliminer le gradient de composition à cette interface en mouillant la surface d'indium avant la croissance de l'alliage. L'épaisseur d'indium en surface dépend de la température et peut être évaluée par un modèle simple simulant la ségrégation. Dans le cas d'un puits quantique, il y aura une seconde interface GaSb sur In(x)Ga(1-x)Sb où l'indium de surface ira s'incorporer. La croissance de quelques monocouches de GaSb à basse température immédiatement après la croissance de l'alliage permet d'incorporer rapidement ces atomes d'indium et de garder la seconde interface abrupte. Lorsque la composition d'indium ne change plus dans la couche, cette composition correspond au rapport de flux d'atomes d'indium sur celui des éléments III. L'arsenic, dont la source fournit principalement des tétramères, ne s'incorpore pas de la même manière. Les tétramères occupent deux sites en surface et doivent interagir par paire afin de créer des dimères d'arsenic. Ces derniers pourront alors être incorporés dans l'alliage. Un modèle de cinétique de surface a été élaboré afin de rendre compte de la diminution d'incorporation d'arsenic en augmentant le rapport V/III pour une composition nominale d'arsenic fixe dans l'In(x)Ga(1-x)As(y)Sb(1-y). Ce résultat s'explique par le fait que les réactions de deuxième ordre dans la décomposition des tétramères d'arsenic ralentissent considérablement la réaction d'incorporation et permettent à l'antimoine d'occuper majoritairement la surface. Cette observation montre qu'il est préférable d'utiliser une source de dimères d'arsenic, plutôt que de tétramères, afin de mieux contrôler la composition d'arsenic dans la couche. Des puits quantiques d'In(x)Ga(1-x)As(y)Sb(1-y) sur GaSb ont été fabriqués et caractérisés optiquement afin d'observer le passage de recombinaison de type I à type II. Cependant, celui-ci n'a pas pu être observé puisque les spectres étaient dominés par un niveau énergétique dans le GaSb dont la source n'a pu être identifiée. Un problème dans la source de gallium pourrait être à l'origine de ce défaut et la résolution de ce problème est essentielle à la continuité de ces travaux.

Raman spectroscopic study of the antimonate mineral brandholzite Mg[Sb(OH)12].6H2O

Raman spectra of brandholzite Mg[Sb(OH)6].6H2O were studied, complemented with infrared spectra, and related to the structure of the mineral. An intense Raman sharp band at 618 cm-1 is attributed to the SbO symmetric stretching mode. The low intensity band at 730 cm-1 is ascribed to the SbO antisymmetric stretching vibration. Low intensity Raman bands were found at 503, 526 and 578 cm-1. Corresponding infrared bands were observed at 527, 600, 637, 693, 741 and 788 cm-1. Four Raman bands observed at 1043, 1092, 1160 and 1189 cm-1 and eight infrared bands at 963, 1027, 1055, 1075, 1108, 1128, 1156 and 1196 cm-1 are assigned to δ SbOH deformation modes. A complex pattern resulting from the overlapping band of the water and hydroxyl units is observed. Raman bands are observed at 3240, 3383, 3466, 3483 and 3552 cm-1, infrared bands at 3248, 3434 and 3565 cm-1. The first two Raman bands and the first infrared band are assigned to water stretching vibrations. The two higher wavenumber Raman bands observed at 3466 and 3552 cm-1 and two infrared bands at 3434 and 3565 cm-1 are assigned to the stretching vibrations of the hydroxyl units. Observed Raman and infrared bands are connected with O-H…O hydrogen bonds and their lengths 2.72, 2.79, 2.86, 2.88 and 3.0 Å (Raman) and 2.73, 2.83 and 3.07 Å (infrared).

Raman spectroscopic study of the antimonate mineral lewisite (Ca,Fe,Na)2(Sb,Ti)2O6(O,OH)7

The mineral lewisite, (Ca,Fe,Na)2(Sb,Ti)2O6(O,OH)7 an antimony bearing mineral has been studied by Raman spectroscopy. A comparison is made with the Raman spectra of other minerals including bindheimite, stibiconite and roméite. The mineral lewisite is characterised by an intense sharp band at 517 cm-1 with a shoulder at 507 cm-1 assigned to SbO stretching modes. Raman bands of medium intensity for lewisite are observed at 300, 356 and 400 cm-1. These bands are attributed to OSbO bending vibrations. Raman bands in the OH stretching region are observed at 3200, 3328, 3471 cm-1 with a distinct shoulder at 3542 cm-1. The latter is assigned to the stretching vibration of OH units. The first three bands are attributed to water stretching vibrations. The observation of bands in the 3200 to 3500 cm-1 region suggests that water is involved in the lewisite structure. If this is the case then the formula may be better written as Ca, Fe2+, Na)2(Sb, Ti)2(O,OH)7 •xH2O.

Fusionless scoliosis correction using shape memory alloy staples

Severe spinal deformity in young children is a formidable challenge for optimal treatment. Standard interventions for adolescents, such as spinal deformity correction and fusion, may not be appropriate for young patients with considerable growth remaining. Alternative surgical options that provide deformity correction and protect the growth remaining in the spine are needed to treat this group of patients 1, 2. One such method is the use of shape memory alloy staples. We report our experience to date using video-assisted thoracoscopic insertion of shape memory alloy staples. A retrospective review was conducted of 13 patients with scoliosis, aged 7 to 13 years, who underwent video-assisted thoracoscopic insertion of shape memory staples. In our experience, video-assisted thoracoscopic insertion of shape memory alloy staples is a safe procedure with no complications noted. It is a reliable method of providing curve stability, however the follow up results to date indicate that the effectiveness of the procedure is greater in younger patients.

Raman and infrared study of phyllosilicates containing heavy metals (Sb, Bi) : bismutoferrite and chapmanite.

The kaolinite-like phyllosilicate minerals bismutoferrite BiFe3+2Si2O8(OH) and chapmanite SbFe3+2Si2O8(OH) have been studied by Raman spectroscopy and complemented with infrared spectra. Tentatively interpreted spectra were related to their molecular structure. The antisymmetric and symmetric stretching vibrations of the Si-O-Si bridges,  SiOSi and  OSiO bending vibrations,  (Si-Oterminal)- stretching vibrations,  OH stretching vibrations of hydroxyl ions, and  OH bending vibrations were attributed to observed bands. Infrared bands 3289-3470 cm-1 and Raman bands 1590-1667 cm-1 were assigned to adsorbed water. O-H...O hydrogen bond lengths were calculated from the Raman and infrared spectra.

Bonding of aluminum alloy by hot-dipping tin coating

This paper presents bonding technology of aluminum alloy by hot-dipping tin. The dissolution curve of copper in molten tin liquid was obtained in the experiment of hot-dipping Sn. Optimal hot-dipping parameter which was suitable for soldering was designed. To elucidate characteristics of interfacial evolution, the microstructure of the coatings, soldered joint were analyzed using optical microscopy, SEM and EDX. The shear strength of soldered joints was tested as high as 39.9Mpa, which is high enough to achieve the requirement of electronic industry.

Single crystal Raman spectroscopy of brandholzite Mg[Sb(OH)6]2•6H2O and bottinoite Ni[Sb(OH)6]2•6H2O and the polycrystalline Raman spectrum of mopungite Na[Sb(OH)6]

The single crystal Raman spectra of minerals brandholzite and bottinoite, formula M[Sb(OH)6]2•6H2O, where M is Mg+2 and Ni+2 respectively, and the non-aligned Raman spectrum of mopungite, formula Na[Sb(OH)6], are presented for the first time. The mixed metal minerals comprise of alternating layers of [Sb(OH)6]-1 octahedra and mixed [M(H2O)6]+2 / [Sb(OH)6]-1 octahedra. Mopungite comprises hydrogen bonded layers of [Sb(OH)6]-1 octahedra linked within the layer by Na+ ions. The spectra of the three minerals were dominated by the Sb-O symmetric stretch of the [Sb(OH)6]-1 octahedron, which occurs at approximately 620 cm-1. The Raman spectrum of mopungite showed many similarities to spectra of the di-octahedral minerals informing the view that the Sb octahedra gave rise to most of the Raman bands observed, particularly below 1200 cm-1. Assignments have been proposed based on the spectral comparison between the minerals, prior literature and density field theory calculations of the vibrational spectra of the free [Sb(OH)6]-1 and [M(H2O)6]+2 octahedra by a model chemistry of B3LYP/6-31G(d) and lanl2dz for the Sb atom. The single crystal data spectra showed good mode separation, allowing the majority of the bands to be assigned a symmetry species of A or E.

Hall-petch relationship and strain rate sensitivity of nanocrystalline Mg - 5wt% A1 alloy

This study investigated the grain size dependence of mechanical properties and deformation mechanisms of microcrystalline (mc) and nanocrystalline (nc: grain size below 100 nm) Mg-5wt% Al alloys. The Hall-Petch relationship was investigated by both instrumented indentation tests and compression tests. The test results from the indentation tests and compression tests match well with each other. The breakdown of Hall-Petch relationship and the elevated strain rate sensitivity (SRS) of present Mg-5wt% Al alloys when the grain size was reduced below 58nm indicated the more significant role of GB mediated mechanisms in plastic deformation process. However, the relatively smaller SRS values compared to GB sliding and coble creep process suggested the plastic deformation in the current study is still dislocation mediated mechanism dominant.

RF magnetron sputtering deposition of bioactive Ca-P-based coatings on Ti-6Al-4V alloy

RF magnetron concurrent sputtering of Hydroxyapatite and Ti forming functionally graded calcium phosphate-based composite bioactive films on Ti-6Al-4V orthopedic alloy is reported. Calcium oxide phosphate (4CaO•P2O5) is the main crystalline phase. In vitro cell culturing tests suggest outstanding biocompatibility of the Ca-P-Ti films. Images of the plasma-enhanced sputtering processes and cell culturing are presented and discussed.