Influence of Forced Convection on Columnar Microstructure During Directional Solidification of Al-Ni Alloys

This paper presents a summary of cellular and dendritic morphologies resulting from the upward directional solidification of Al - Ni alloys in a cylindrical crucible. We analysed the coupling of solid-liquid interface morphology with natural and forced convection. The influence of natural convection was first analyzed as a function of growth parameters (solute concentration, growth rate and thermal gradient). In a second step, the influence of axial vibrations on solidification microstructure was investigated by varying vibration parameters (amplitude and frequency). Experimental results were compared to preliminary numerical simulations and a good agreement is found for natural convection. In this study, the critical role of the mushy zone in the interaction between fluid flow and solidification microstructure is pointed out.

Efecto de distintos nutrientes sobre el rendimiento y la calidad de soja no GMO en América, provincia de Buenos Aires

Resumen: El desarrollo genético de variedades de soja en la Argentina se ha inclinado hacia la búsqueda de altos rendimientos sin tener en cuenta la calidad del grano, en cuanto a porcentaje de proteína. Por esta razón existe la necesidad de buscar prácticas de manejo que aumenten el mismo. En el presente ensayo, se evaluó el efecto de distintas estrategias de fertilización sobre el porcentaje de proteína, aceite y rendimiento de una variedad de soja no GMO y High Pro, en la localidad de América, provincia de Buenos Aires. Los tratamientos fueron: 1. Testigo, 2. 22 kg P ha-1, 3. 22 kg P ha-1 + 13.2 kg S ha-1, 4. 22 kg P ha-1 + 13.2 kg S ha-1 + 100 g B ha-1, 5. 22 kg P ha-1 + 13.2 kg S ha-1 + 100 g B ha-1 + 10 kg N ha-1, 6. 22 kg P ha-1 + 13.2 kg S ha-1 + 100 g B ha-1 + 20 kg N ha-1, 7. 22 kg P ha-1 + 13.2 kg S ha-1 + 100 g B ha-1 + 1,3 kg Zn ha-1, y 8. 44 kg P ha-1 + 26.4 kg S ha-1. Para el caso de P, S y Zn, se aplicaron al suelo un mes antes de la siembra, en cambio el B y N fueron aplicados de manera foliar en los estadios R2 y R5 del cultivo, respectivamente. El rendimiento promedió 4598 kg ha-1, el porcentaje de proteína promedió 45,1% y el de aceite 17.4%. Los tratamientos no arrojaron diferencias significativas en cuanto a rendimiento ni proteína, pero sí la aplicación de Zn, que produjo un aumento significativo en el porcentaje de aceite (10,4%).

Normally closed microgrippers based on diamond-like carbon/Ni bimorph and diamond-like carbon/metal/polymer trimorph structures

Multi-finger, normally-closed microgrippers made from a bilayer of a metal and diamond-like carbon (DLC) or a trilayer of a polymer, metal and DLC have been analysed, simulated and fabricated. Temperatures of ∼700 K are necessary to open Ni/DLC bimorph structures. Microgrippers made from an SU8/DLC bilayer or SU8/Al/DLC trilayer have also been fabricated, and fully closed microcages with diameters of ∑40 μm have been obtained. Using SU8 reduces the opening temperature of these devices to only ∼400 K.

Evaluación de los diferentes efluentes de cerdo como bioabono sobre el crecimiento y el rendimiento del cultivo de maiz (Zea mays L.) y las propiedades quimicas del suelo

El presente ensayo se realizó en la hacienda las Mercedes, ubicada en Managua a una latitud norte de 12°089 y longitud oeste 86°109. El objetivo fue evaluar el efecto de diferentes efluentes de cerdo como bioabono sobre el crecimiento y rendimiento del cultivo de maíz (Zea mays L.), pH, contenido de materia orgánica, nitrógeno, fósforo y potasio así como contenido de zinc y cobre en el suelo. El diseño utilizado fue Bloques completos al azar, con cuatro repeticiones y seis tratamientos. Las dosis de fertilización orgánica con efluentes de cerdos fueron 4 100 y 6 150 l/ha de estiércol de cerdos alimentados con desperdicios de cocina y 6049 y 9 074 l/ha de efluente de estiércol de cerdos alimentados con concentrado comparado con dos testigos, uno relativo, con fertilización inorgánica (Completo, fórmula 12:30:10 más urea al 46%) y uno sin fertilizar. Los resultados demuestran que no hubo efecto significativo de los tratamientos en estudio sobre las variables de crecimiento y rendimiento. Los mayores valores de materia orgánica nitrógeno y potasio se obtuvieron en las parcelas con fertilización inorgánica, los menores valores de pH, fósforo y potasio se obtuvieron en las parcelas que no fueron fertilizadas Las aplicaciones de fertilizantes inorgánicos y orgánicos no tuvieron un efecto importante sobre la cantidad disponible de Cu y Zn al final del ensayo.

Persistent photoconductivity in Hf-In-Zn-O thin film transistors

Passivated Hf-In-Zn-O (HIZO) thin film transistors suffer from a negative threshold voltage shift under visible light stress due to persistent photoconductivity (PPC). Ionization of oxygen vacancy sites is identified as the origin of the PPC following observations of its temperature- and wavelength-dependence. This is further corroborated by the photoluminescence spectrum of the HIZO. We also show that the gate voltage can control the decay of PPC in the dark, giving rise to a memory action. © 2010 American Institute of Physics.

Instability in threshold voltage and subthreshold behavior in Hf-In-Zn-O thin film transistors induced by bias-and light-stress

Electrical bias and light stressing followed by natural recovery of amorphous hafnium-indium-zinc-oxide (HIZO) thin film transistors with a silicon oxide/nitride dielectric stack reveals defect density changes, charge trapping and persistent photoconductivity (PPC). In the absence of light, the polarity of bias stress controls the magnitude and direction of the threshold voltage shift (Δ VT), while under light stress, VT consistently shifts negatively. In all cases, there was no significant change in field-effect mobility. Light stress gives rise to a PPC with wavelength-dependent recovery on time scale of days. We observe that the PPC becomes more pronounced at shorter wavelengths. © 2010 American Institute of Physics.

Dislocations And Twins In Nanocrystalline Ni After Severe Plastic Deformation: The Effects Of Grain Size

Deformation microstructures have been investigated in nanocrystalline (nc) Ni with grain sizes in the 50-100 nm range. It was found that deformation twinning started to occur in grains of similar to 90 nm, and its propensity increased with decreasing grain size. In most of the nc grains dislocations were observed as well, in the form of individual dislocations and dipoles. It is concluded that dislocation-mediated plasticity dominates for grain sizes in the upper half, i.e. 50-100 nm, of the nanocrystalline regime. (C) 2007 Published by Elsevier B.V.

Size-Dependent Elastic Properties Of Ni Nanofilms By Molecular Dynamics Simulation

Size-dependent elastic properties of Ni nanofilms are investigated by molecular dynamics ( MD) simulations with embedded atom method (EAM). The surface effects are considered by calculating the surface relaxation, surface energy, and surface stress. The Young's modulus and yield stress are obtained as functions of thickness and crystallographic orientation. It is shown that the surface relaxation has important effects on the the elastic properties at nanoscale. When the surface relaxation is outward, the Young's modulus decreases with the film thickness decreasing, and vice versa. The results also show that the yield stresses of the films increase with the films becoming thinner. With the thickness of the nanofilms decreasing, the surface effects on the elastic properties become dominant.

Evaluación agronómica con enfoque agroecológico en un sistema diversificado de guayaba (Psidium guajava L.), nopal (Opuntia ficus L.), piña (Ananas comosus L.) y papaya (carica papaya L.) utilizando vermicompost, Managua, Nicaragua, 2009-2011

Con el propósito de responder a preguntas de orden nutricional y biológico del suelo con un enfoque agroecológico se desarrolló el presente trabajo, en un terreno calcáreo, no salino, que permaneció en barbecho cinco años antes de iniciado el estudio. Se evaluó la implementación de una diversificación de cultivos (guayaba, nopal, piña y papaya) y tres dosis de vermicompost (a 1 :10, a 2 :15 y a 3 :20 t (ha año) - 1 . La investigación se inició en mayo del 2009 hasta diciembre del 2011 y el diseño usado fue cuasiexperimental en franjas pareadas. Las características físicas - químicas de suelo analizadas fueron: pH en H 2 O, materia orgánica , N, arena, limo y arcilla en %; P disponible, Fe, Cu, Mn y Zn en ppm; K disponible, Ca y Mg en meq, conductividad eléctrica en μS/cm y la relación C/N. Desde el punto de vista biológico del suelo se determinaron presencia de hongos, bacterias y actinomicetos. Antes de iniciar el estudio en 2009, y durante el ensayo, se determinaron las variables físicas, químicas y biológicas del suelo. Para la interpretación agronómica de la nutrición para cada cultivo se hizo un análisis combinado entre los resultados de las propiedades físico - químicas y los rangos definidos para cada cultivo por la metodología propuesta por Quintana (1983) . La diversificación de cultivos, influyó sobre las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo. En el cultivo de guayaba si se aplica 20 t (ha año) - 1 hay que realizar aplicaciones suplementarias de Cu. Aplicaciones de a 1 y a 2 en nopal y papaya respectivamente, además de aplicaciones complementarias de Cu, también necesitan suplemento de P. Sin efecto antropogénico los microorganismos que predominaron fueron bacterias del género Bacillus y esporádicamente Pseudomona y Sarcina . Con la diversificación de cultivos y aplicaciones de vermicompost se incrementó la diversidad de géneros de microorganismos. El total de géneros de microorganismos, al concluir el estudio fueron 13; de éstos 10 fueron diferentes (Cinco hongos: Curvularia, A spergillus, Pestalotia, Fusarium, Penicillium ; cuatro bacterias: Serratia, Erwinia, Sporolactobacillus y Caryophanon y un actinomiceto: Streptomyces). Variables del crecimiento en el cultivo de guayaba demostraron que con un mayor número de ramas terciarias existe un 70 % de probabilidad de tener más frutos comerciales. En nopal, el tratamiento con los mejores resultados para variables del crecimiento es 15 t (ha año) - 1 cosechado cada 90 días. Para piña, se encontró resultados superiores con 10 t (ha año) - 1 . Papaya obtuvo los mejores resultados con 20 t (ha año) - 1 . Con el cultivo de guayaba el mejor rendimiento se alcanzó utilizando 20 t (ha año) - 1 . En nopal un mayor número de cladodios se alcanza aplicando 15 t (ha año) - 1 cosechado cada 30 días. Un mayor peso en el cladodio se obtiene al aplicar 20 t (ha año) - 1 , cosechado cada 90 días. La piña obtiene mayor número de frutos aplicando 15 t (ha año) - 1 . En el cultivo de papaya un mayor número de frutos cosechados fue alcanzado con 15 - 20 t (ha año) - 1.

Toughness Of Ni/Al2O3 Interfaces As Dependent On Micron-Scale Plasticity And Atomistic-Scale Separation

Ceramic/metal interfaces were studied that fail by atomistic separation accompanied by plastic dissipation in the metal. The macroscopic toughness of the specific Ni alloy/Al2O3 interface considered is typically on the order of ten times the atomistic work of separation in mode I and even higher if combinations of mode I and mode II act on the interface. Inputs to the computational model of interface toughness are: (i) strain gradient plasticity applied to the Ni alloy with a length parameter determined by an indentation test, and (ii) a potential characterizing mixed mode separation of the interface fit to atomistic results. The roles of the several length parameters in the strain gradient plasticity are determined for indentation and crack growth. One of the parameters is shown to be of dominant importance, thus establishing that indentation can be used to measure the relevant length parameter. Recent results for separation of Ni/Al2O3 interfaces computed by atomistic methods are reviewed, including a set of results computed for mixed mode separation. An approximate potential fit to these results is characterized by the work of separation, the peak separation stress for normal separation and the traction-displacement relation in pure shearing of the interface. With these inputs, the model for steady-state crack growth is used to compute the toughness of the interface under mode I and under the full range of mode mix. The effect of interface strength and the work of separation on macroscopic toughness is computed. Fundamental implications for plasticity-enhanced toughness emerge.

Transmission Electron Microscopy Characterization of Laser Welding Cast Ni-Based Superalloy K418 Turbo Disk And Alloy Steel 42Crmo Shaft

Microstructure characterization is important for controlling the quality of laser welding. In the present work, a detailed microstructure characterization by transmission electron microscopy was carried out on the laser welding cast Ni-based superalloy K418 turbo disk and alloy steel 42CrMo shaft and an unambiguous identification of phases in the weldment was accomplished. It was found that there are gamma-FeCrNiC austenite solid solution dendrites as the matrix, (Nb, Ti) C type MC carbides, fine and dispersed Ni-3 Al gamma' phase as well as Laves particles in the interdendritic region of the seam zone. A brief discussion was given for their existence based on both kinetic and thermodynamic principles. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Deformation Twin Formed By Self-Thickening, Cross-Slip Mechanism In Nanocrystalline Ni

We report the observation of a deformation twin formed by a recently proposed self-thickening, cross-slip twinning mechanism. This observation verifies one more twinning mechanism, in addition to those reported before, in nanocrystalline face-centered-cubic metals. In this mechanism, once the first Shockley partial is emitted from a grain boundary, and cross slips onto another slip plane, a deformation twin could nucleate and grow in both the primary and cross-slip planes without requiring the nucleation of additional Shockley partials from the grain boundary.

Inverse Grain-Size Effect On Twinning In Nanocrystalline Ni

A long-standing controversy exists between molecular dynamics simulations and experiments on the twinning propensity of nanocrystalline (NC) face-centered-cubic metals. For example, three-dimensional molecular dynamics simulations rarely observed twins in NC Ni, whereas experiments readily observed them. Here this discrepancy is resolved by experimental observation of an inverse grain-size effect on twinning. Specifically, decreasing the grain size first promotes twinning in NC Ni and then hinders twinning due to the inverse grain-size effect. Interestingly, no inverse grain-size effect exists on stacking fault formation. These observations are explained by generalized planar fault energies and grain-size effect on partial emissions.

Comparative Study Of The Influence Of Natural Convection On Directional Solidification Of Al-3.5 Wt% Ni And Al-7 Wt% Si Alloys

We present numerical simulations of thermosolutal convection for directional solidification of Al-3.5 wt% Ni and Al-7 wt% Si. Numerical results predict that fragmentation of dendrite arms resulting from dissolution could be favored in Al-7 wt% Si, but not in Al-3.5 wt% Ni. Corresponding experiments are in qualitative agreement with the numerical predictions. Distinguishing the two fragmentation mechanisms, namely dissolution and remelting, is critical during experiments on earth, when fluid flow is dominant. (C) 2007 COSPAR. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.