963 resultados para plasma spraying, surface modification, sphene, osteoblasts, titanium alloy


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New bone chars for fluoride adsorption from drinking water have been synthetized via metallic doping using aluminum and iron salts. A detailed statistical analysis of the metal doping process using the signal-to-noise ratios from Taguchi's experimental designs and its impact on the fluoride adsorption properties of modified bone chars have been performed. The best conditions, including the proper metallic salt, for metal doping were identified to improve the fluoride uptakes of modified bone chars. Results showed that the fluoride adsorption properties of bone chars can be enhanced up to 600% using aluminum sulfate for the surface modification. This aluminum-based adsorbent showed an adsorption capacity of 31 mg/g, which outperformed the fluoride uptakes reported for several adsorbents. Surface interactions involved in the defluoridation process were established using FTIR, DRX and XPS analysis. Defluoridation using the metal-doped bone chars occurred via an ion exchange process between fluoride ions and the hydroxyl groups on the adsorbent surface, whereas the Al(OH)xFy, FexFy, and CaF2 interactions could play also an important role in the removal process. These metal-doped adsorbents anticipate a promising behavior in water treatment, especially in developing countries where the efficiency – cost tradeoff is crucial for implementing new defluoridation technologies.

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A non-oxidative method based on thiol-ene click chemistry for functionalization of multi-walled carbon nanotube (CNT) was performed in order to improve the interfacial interactions between epoxy matrix and CNT. In this way, the CNT was aminated using 2-aminoethanethiol hydrochloride radicals thermally produced by a peroxide radical initiator. The aminated CNT (CNT-NH2) was characterized by FTIR, TGA, and solubility evaluations, confirming that thiol radicals are successfully grafted onto the CNT surface with a proper yield. Various percentages of pure CNT (p-CNT) and CNT-NH2 were then incorporated into epoxy matrix to evaluate the effect of the functionalization of CNT on thermal, mechanical, and morphological properties. The nanocomposites were characterized by DMA, tensile testing, and TGA. Results showed that glass transition temperature, tensile properties and thermal stability of epoxy nanocomposites containing CNT-NH2 improves significantly compared to those containing unmodified CNT. These results prove the role of amino-functionalization in improving the interfacial adhesion between epoxy and CNT, which was further confirmed by morphological observations of fracture surfaces of the nanocomposites.

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 Inter-bonded three-dimensional fibrous scaffolds were fabricated using a template-aided melt bonding method. A high-throughput bioreactor was developed for dynamic cell culture of Myoblasts. The scaffolds after surface modification with a conducting polymer, polypyrrole, showed greatly enhanced cell viability, proliferation and differentiation especially under an electrical stimulation.

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Les zéolithes étant des matériaux cristallins microporeux ont démontré leurs potentiels et leur polyvalence dans un nombre très important d’applications. Les propriétés uniques des zéolithes ont poussé les chercheurs à leur trouver constamment de nouvelles utilités pour tirer le meilleur parti de ces matériaux extraordinaires. Modifier les caractéristiques des zéolithes classiques ou les combiner en synergie avec d’autres matériaux se trouvent être deux approches viables pour trouver encore de nouvelles applications. Dans ce travail de doctorat, ces deux approches ont été utilisées séparément, premièrement avec la modification morphologique de la ZSM-12 et deuxièmement lors de la formation des matériaux de type coeur/coquille (silice mésoporeuses@silicalite-1). La ZSM-12 est une zéolithe à haute teneur en silice qui a récemment attiré beaucoup l’attention par ses performances supérieures dans les domaines de l’adsorption et de la catalyse. Afin de synthétiser la ZSM-12 avec une pureté élevée et une morphologie contrôlée, la cristallisation de la zéolithe ZSM-12 a été étudiée en détail en fonction des différents réactifs chimiques disponibles (agent directeur de structure, types de silicium et source d’aluminium) et des paramètres réactionnels (l’alcalinité, ratio entre Na, Al et eau). Les résultats présentés dans cette étude ont montré que, contrairement à l’utilisation du structurant organique TEAOH, en utilisant un autre structurant, le MTEAOH, ainsi que le Al(o-i-Pr)3, cela a permis la formation de monocristaux ZSM-12 monodisperses dans un temps plus court. L’alcalinité et la teneur en Na jouent également des rôles déterminants lors de ces synthèses. Les structures de types coeur/coquille avec une zéolithe polycristalline silicalite-1 en tant que coquille, entourant un coeur formé par une microsphère de silice mésoporeuse (tailles de particules de 1,5, 3 et 20-45 μm) ont été synthétisés soit sous forme pure ou chargée avec des espèces hôtes métalliques. Des techniques de nucléations de la zéolithe sur le noyau ont été utilisées pour faire croitre la coquille de façon fiable et arriver à former ces matériaux. C’est la qualité des produits finaux en termes de connectivité des réseaux poreux et d’intégrité de la coquille, qui permet d’obtenir une stéréosélectivité. Ceci a été étudié en faisant varier les paramètres de synthèse, par exemple, lors de prétraitements qui comprennent ; la modification de surface, la nucléation, la calcination et le nombre d’étapes secondaires de cristallisation hydrothermale. En fonction de la taille du noyau mésoporeux et des espèces hôtes incorporées, l’efficacité de la nucléation se révèle être influencée par la technique de modification de surface choisie. En effet, les microsphères de silice mésoporeuses contenant des espèces métalliques nécessitent un traitement supplémentaire de fonctionnalisation chimique sur leur surface externe avec des précurseurs tels que le (3-aminopropyl) triéthoxysilane (APTES), plutôt que d’utiliser une modification de surface avec des polymères ioniques. Nous avons également montré que, selon la taille du noyau, de deux à quatre traitements hydrothermaux rapides sont nécessaires pour envelopper totalement le noyau sans aucune agrégation et sans dissoudre le noyau. De tels matériaux avec une enveloppe de tamis moléculaire cristallin peuvent être utilisés dans une grande variété d’applications, en particulier pour de l’adsorption et de la catalyse stéréo-sélective. Ce type de matériaux a été étudié lors d’une série d’expériences sur l’adsorption sélective du glycérol provenant de biodiesel brut avec des compositions différentes et à des températures différentes. Les résultats obtenus ont été comparés à ceux utilisant des adsorbants classiques comme par exemple du gel de sphères de silice mésoporeux, des zéolithes classiques, silicalite-1, Si-BEA et ZSM-5(H+), sous forment de cristaux, ainsi que le mélange physique de ces matériaux références, à savoir un mélange silicalite-1 et le gel de silice sphères. Bien que le gel de sphères de silice mésoporeux ait montré une capacité d’adsorption de glycérol un peu plus élevée, l’étude a révélé que les adsorbants mésoporeux ont tendance à piéger une quantité importante de molécules plus volumineuses, telles que les « fatty acid methyl ester » (FAME), dans leur vaste réseau de pores. Cependant, dans l’adsorbant à porosité hiérarchisée, la fine couche de zéolite silicalite-1 microporeuse joue un rôle de membrane empêchant la diffusion des molécules de FAME dans les mésopores composant le noyau/coeur de l’adsorbant composite, tandis que le volume des mésopores du noyau permet l’adsorption du glycérol sous forme de multicouches. Finalement, cette caractéristique du matériau coeur/coquille a sensiblement amélioré les performances en termes de rendement de purification et de capacité d’adsorption, par rapport à d’autres adsorbants classiques, y compris le gel de silice mésoporeuse et les zéolithes.

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Hypo-eutectic Ti-6.5 wt % Si alloy modified by separate additions of misch metal and low surface tension elements (Na, Sr, Se and Bi) has been examined by microscopic study and thermal analysis. Addition of third element led to modification of microstructure with apparently no significant enhancement of tensile ductility, with the exception of bismuth. Bismuth enhanced the ductility of the alloy by a factor of two and elastic-plastic fracture toughness to 9 MPa m–1/2 from a value of almost zero. The improved ductility of bismuth modified alloy is attributed to the reduced interconnectivity of the eutectic suicide, absence of significant suicide precipitation in the eutectic region and increase in the volume fraction of uniformly distributed dendrites. These changes are accompanied by a decrease in the temperature of eutectic solidification.

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The surface of aromatic polyamide reverse osmosis composite membrane was modified by oxygen and argon plasma. The water permeability of oxygen-plasma-modified membrane increases, and the chlorine resistance of argon-plasma-modified membrane increases. The spectra of the attenuated total reflection-Fourier transform infrared and X-ray photoelectron spectroscopy and the contact angle of the water were analyzed to explain the improvement of the two performances of the composite membrane. The carboxyl groups were introduced when modified by oxygen plasma, and cross-linking occurred when modified by argon plasma. (C) 1997 John Wiley & Sons, Inc.

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TiO2 photocatalysis is a promising technology for the destruction of organic pollutants in both waste and potable waters with the mineralisation of a wide range of compounds having been reported. TiO 2 has many advantages over other semiconductors, it is highly photoreactive, cheap, non-toxic, chemically and biologically inert, and photostable. The photocatalytic activity of TiO2 has been shown to depend upon many criteria including the ratio of anatase/rutile crystal phase, particle size and oxidation state. This paper reports the use of optical surface second harmonic generation (SSHG) to monitor modifications in TiO 2 powder induced following laser treatment. SSHG is a non-contact, non-destructive technique, which is highly sensitive to both surface chemical and physical changes. Results show that three different SSH intensities were observable as the TiO2 samples were irradiated with the laser light. These regions were related to changes in chemical characteristics and particle size of the TiO2 powder

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The effects of high power pulsed laser light on a TiO2 photocatalyst have been investigated using a surface second harmonic generation (SSHG) sensor. When TiO2 is irradiated with a laser at 355mm a visible change in colour from white to dark blue crystals was observed. X-ray diffraction studies indicate that the crystal structure of the TiO2 developed a more rutile form following laser exposure.

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This thesis examined the behavior of osteoblast cells in response to material surfaces. Cell behavior at the cellular and molecular level on Ti and two Ti alloys (TiZr and TiNb) in response to their material surface properties were evaluated at different stages of cell-material interactions namely adhesion, proliferation and differentiation.

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The influence of nanosecond laser pulses applied by laser shock peening without absorbent coating (LSPwC) with a Q-switched Nd:YAG laser operating at a wavelength of λ = 1064 nm on 6082-T651 Al alloy has been investigated. The first portion of the present study assesses laser shock peening effect at two pulse densities on three-dimensional (3D) surface topography characteristics. In the second part of the study, the peening effect on surface texture orientation and micro-structure modification, i.e. the effect of surface craters due to plasma and shock waves, were investigated in both longitudinal (L) and transverse (T) directions of the laser-beam movement. In the final portion of the study, the changes of mechanical properties were evaluated with a residual stress profile and Vickers micro-hardness through depth variation in the near surface layer, whereas factorial design with a response surface methodology (RSM) was applied. The surface topographic and micro-structural effect of laser shock peening were characterised with optical microscopy, InfiniteFocus® microscopy and scanning electron microscopy (SEM). Residual stress evaluation based on a hole-drilling integral method confirmed higher compression at the near surface layer (33 μm) in the transverse direction (σmin) of laser-beam movement, i.e. − 407 ± 81 MPa and − 346 ± 124 MPa, after 900 and 2500 pulses/cm2, respectively. Moreover, RSM analysis of micro-hardness through depth distribution confirmed an increase at both pulse densities, whereas LSPwC-generated shock waves showed the impact effect of up to 800 μm below the surface. Furthermore, ANOVA results confirmed the insignificant influence of LSPwC treatment direction on micro-hardness distribution indicating essentially homogeneous conditions, in both L and T directions.