Material properties and tribological performance of rf-PECVD deposited DLC coatings

Diamond-like carbon (DLC) coatings were deposited on to silicon, glass and metal substrates, using an rf-plasma enhanced chemical vapour deposition (rf-PECVD) process. The resultant film properties were evaluated in respect of material and interfacial property control, based on bias voltage variation and the introduction of inert (He and Ar) and reactive (N2) diluting gases in a CH4 plasma. The analysis techniques used to assess the material properties of the films included AFM, EELS, RBS/ERDA, spectroscopic, electrical, stress, microhardness, and adhesion. These were correlated to the tribological performance of the coatings using wear measurements. The most important observation is that He dilution (>90%) promotes enhanced adhesion with respect to all substrate material studies. Coatings typically exhibit a microhardness of the order of 10-20 GPa in films 0.1deposited on to silicon, glass and metal substrates, using an rf-plasma enhanced chemical vapour deposition (rf-PECVD) process. The resultant film properties were evaluated in respect of material and interfacial property control, based on bias voltage variation and the introduction of inert (He and Ar) and reactive (N2) diluting gases in a CH4 plasma. The analysis techniques used to assess the material properties of the films included AFM, EELS, RBS/ERDA, spectroscopic, electrical, stress, microhardness, and adhesion. These were correlated to the tribological performance of the coatings using wear measurements. The most important observation is that He dilution (>90%) promotes enhanced adhesion with respect to all substrate materials studied. Coatings typically exhibit a microhardness of the order of 10-20 GPa in films 0.1 < d < 2 μm thick, with associated electrical resistivity in the range 108 < ρ < 1012 Ω·cm, coefficient of friction <0.1 and surface RMS roughness as low as 2 A. The results are discussed with respect to surface pre-treatment, ion surface bombardment, interfacial reactivity and changes in plasma gas breakdown processes.

Estudio de tratamientos en semilla de Teocintle anual de Nicaragua (Zea nicaraguensis Iltis y Benz) recolectada en diferentes momentos, comportamiento radicular en dos sustratos en etapa de crecimiento

El teocintle anual de Nicaragua (Zea nicaragüensis Iltis & Benz), es una especie silvestre endémica de Nicaragua, y pariente muy cercano del maíz, sus semillas presentan un alto porcentaje de latencia, por lo que los estudios fuera de su hábitat natural son escasos. Tomando en consideración esta limitante, en el área experimental del Programa Recursos Genéticos Nicaragüenses (REGEN) se estableció un estudio en laboratorio y canteros para identificar tratamientos que inhibieran en un mayor porcentaje la latencia de la semilla. El experimento se agrupó en dos fases: Fase I (ensayo de germinación), Fase II ensayo de la evaluación de los sustratos para medir el crecimiento del (sistema radicular). El diseño empleado para ambas fases fue un Diseño Completo al Azar (DCA) en un arreglo bifactorial con cuatro repeticiones. En la Fase I se evaluaron fechas de recolección de semillas (1991, 1992, 2005 y 2006), y tratamientos para inhibir latencia (ácido giberélico, un testigo, agua oxigenada al 20% y agua oxigenada al 50%. En la Fase II, se evaluó el período de recolección de semillas (1991-1992 y 2005-2006) y sustratos (50% arena + 50% tierra y 100% lombrihumus) sobre variables de crecimiento y del (sistema radicular). Se realizó un análisis de varianza (ANDEVA) y separación de medias por Duncan (a=0.05). El ANDEVA determinó efecto significativo en los factores evaluados e interacción para los dos ensayos. Los resultados obtenidos mostraron que en la Fase I el tratamiento agua oxigenada al 50% presentó un mayor número de semillas germinadas, y se encontró que las semillas de teocintle con un mayor período de envejecimiento mostraron los más altos valores de germinación. De igual manera, los pesos secos provenientes de los tallos de plantas jóvenes, así como las raíces de las mismas, presentaron los mayores valores promedios en peso.

Influence of stochastic mesoscopic structure on macroscopic mechanical behavior of brittle material

A newly developed numerical code, MFPA(2D) (Material Failure Process Analysis), is applied to study the influence of stochastic mesoscopic structure on macroscopic mechanical behavior of rock-like materials. A set of uniaxial compression tests has been numerically studied with numerical specimens containing pre-existing crack-like flaw. The numerical results reveal the influence of random mesoscopic structure on failure process of brittle material, which indicates that the variation of failure mode is strongly sensitive to the local disorder feature of the specimen. And the patterns of the crack evolution in the specimens are very different from each other due to the random mesoscopic structure in material. The results give a good explanation for various kinds of fracture modes and peak strength variation observed in laboratory studies with specimens made from the same rock block being statistically homogenous in macro scale. In addition, the evolution of crack is more complicated in heterogeneous cases than in homogeneous cases.

Micro-scale Mechanics of the Surface-Nanocrystalline Al-Alloy Material

Based on the microscopic observations and measurements, the mechanical behavior of the surface-nanocrystallized Al-alloy material at microscale is investigated experimentally and theoretically. In the experimental research, the compressive stress-strain curves and the hardness depth curves are measured. In the theoretical simulation, based on the material microstructure characteristics and the experimental features of the compression and indentation, the microstructure cell models are developed and the strain gradient plasticity theory is adopted. The material compressive stress-strain curves and the hardness depth curves-are predicted and simulated. Through comparison of the experimental results with the simulation results, the material and model parameters are determined.

Effect of Surface Condition of Electrode on the Surface Melting of Material by Laser-Guided Micro-Arc Discharge

This paper studies the surface melting in the atmosphere by YAG laser-guided micro-arc discharge. In three kinds of surface conditions (free, oiled, and polyethylene covered), we try to control the diameter and the power density of discharge pit. It is found that the power density of 3 x 10(6) W/cm(2) of discharge pit on the oiled surface is moderate to form the melted layer thicker than that of the others, adapting to strengthen the surface of material, and the power density of 1.07 x 10(7) W/cm(2) of discharge pit on the polyethylene-covered surface is highest to form the deepest discharge pit among them, adapting to remove the material.

Crack propagation in the power-law nonlinear viscoelastic material

An analysis on crack creep propagation problem of power-law nonlinear viscoelastic materials is presented. The creep incompressilility assumption is used. To simulate fracture behavior of craze region, it is assumed that in the fracture process zone near the crack tip, the cohesive stress sigma(f) acts upon the crack surfaces and resists crack opening. Through a perturbation method, i. e., by superposing the Mode-I applied force onto a referential uniform stress state, which has a trivial solution and gives no effect on the solution of the original problem, the nonlinear viscoelastic problem is reduced to linear problem. For weak nonlinear materials, for which the power-law index n similar or equal to 1, the expressions of stress and crack surface displacement are derived. Then, the fracture process zone local energy criterion is proposed and based on which the formulas of cracking incubation time t

Torsional impact response of a penny-shaped interface crack in bonded materials with a graded material interlayer

In this paper, the dynamic response of a penny-shaped interface crack in bonded dissimilar homogeneous half-spaces is studied. It is assumed that the two materials are bonded together with such a inhomogeneous interlayer that makes the elastic modulus in the direction perpendicular to the crack surface is continuous throughout the space. The crack surfaces art assumed to be subjected to torsional impact loading. Laplace and Hankel integral transforms are applied combining with a dislocation density,function to reduce the mixed boundary value problem into a singular integral equation with a generalized Cauchy kernel in Laplace domain. By solving the singular integral equation numerically, and using a numerical Laplace inversion technique, the dynamic stress intensity factors art obtained. The influences of material properties and interlayer thickness on the dynamic stress intensity factor are investigated.

Evaluación de pentacloronitrobenceno (PCNB) en el control de la pudrición radicular causada por Rhizoctonia solani kuhn en frijol común (Phaseolus vulgaris L.)

Este experimento fue conducido en La Compañía, Estación Experimental del Instituto Superior de Ciencias Agropecuarias (ISCA), ubicado en el departamento de Carazo, Nicaragua, Fue realizado en época de primera (junio a septiembre), 1987), con los siguientes objetivos: Determinar la dosis más adecuada de PCNB contra R solani en frijol. Evaluar el efecto de la mezcla de PCNB + Metalaxyl sobre el rendimiento del frijol. Determinar el porcentaje de pérdidas causadas por R. Solani en frijol. Seleccionar la mejor variedad de frijol en este experimento. Los resultados mostraron que la dosis de 6.81kg/ha de PCNB fue la mejor produciendo un rendimiento de 3. % más que el control y un 12% más que la mayor dosis de PCNB usada (11.36 kg/ha) la variedad Revolución 84 produjo el más alto rendimiento.

Comportamiento de dos poblaciones de Moringa oleifera (material acriollado y mejorado PKM1) en sus primeras etapas de crecimiento en condiciones de vivero, UNA, Managua, 2013

El presente trabajo de investigación se estableció entre los meses de Abril- Junio, 2013, en el vivero de la Facultad de Recursos Naturales de la Universidad Nacional Agraria, con la finalidad de evaluar germinación y sobrevivencia de las plántulas, afectaciones por plagas y enfermedades, altura de la planta, diámetro basal del tallo, número de hojas, tasa de crecimiento en función de la altura, longitud de la raíz principal, numero de raíces, diámetro de la raíz principal, peso fresco y seco de la parte aérea de la planta y su raíz de dos poblaciones de Moringa oleifera: acriollada y mejorada PKM1. Se utilizó un Diseño Completamente Aleatorizado con 20 repeticiones para las primeras 8 variables y 8 repeticiones para las 5 últimas variables en ambos tratamientos. Durante el periodo experimental, M. oleifera acriollada presentó un porcentaje de germinación de 98.33% mientras que PKM1 de 78.30%, en cuanto a la sobrevivencia para acriollada fue de 99.43% y la PKM1 de 97.16%. Las dos poblaciones fueron afectadas por Zompopo (Atta. spp) siendo la más afectada PKM1 con él 90% consideradas como susceptibles. Al final de la evaluación se observaron diferencias estadísticas (P <0.05) a favor de Moringa acriollada en: altura de la planta, diámetro basal del tallo, numero de hojas, tasa de crecimiento en función de la altura, longitud de la raíz principal, número de raíces, diámetro de la raíz principal, peso seco de la raíz. El peso seco de la parte aérea no mostró diferencias estadísticas (P <0.05) entre tratamientos. Mediante el análisis se demostró que existe comportamiento diferente de crecimiento entre los tratamientos evaluados, aun cuando el material acriollado exhibió mejores resultados en la mayoría de las variables medidas ambos presentaron un buen comportamiento en la fase de vivero.