Structural, Optical, and Piezoelectric Response of Lead-Free Ba0.95Mg0.05Zr0.1Ti0.9O3 Nanocrystalline Powder

Nanocrystalline powders of Ba1-xMgxZr0.1Ti0.9O3 (x = 0.025-0.1) were synthesized via citrate assisted sol-gel method. Interestingly, the one with x = 0.05 in the system Ba1-xMgxZr0.1Ti0.9O3 exhibited fairly good piezoelectric response aside from the other physical properties. The phase and structural confirmation of synthesized powder was established by X-ray powder diffraction (XRD) and Raman Spectroscopic techniques. Two distinct Raman bands i.e., 303 and 723 cm(-1) characteristic of tetragonal phase were observed. Thermogravimetric analysis (TGA) was performed to evaluate the phase decomposition of the as-synthesized Ba0.95Mg0.05Zr0.1Ti0.9O3 sample as a function of temperature. The average crystallite size associated with Ba0.95Mg0.05Zr0.1Ti0.9O3 was calculated using Scherrer formula based on the XRD data and was found to be 25 nm. However, Scanning and Transmission Electron Microscopy studies revealed the average crystallite size to be in the range of 30-40 nm, respectively. Kubelka-Munk function was employed to determine the optical band gap of these nanocrystallites. A piezoelectric response of 26 pm/V was observed for Ba0.95Mg0.05Zr0.1Ti0.9O3 nanocrystal by Piezoresponse Force Microscopy (PFM) technique. Photoluminescence (PL) study carried out on these nanocrystals exhibited a blue emission (470 nm) at room temperature.

Dislocation theory of the fracture criterion for anisotropic solids

A dislocation theory of fracture criterion for the mixed dislocation emission and cleavage process in an anisotropic solid is developed in this paper. The complicated cases involving mixed-mode loading are considered here. The explicit formula for dislocations interaction with a semi-infinite crack is obtained. The governing equation for the critical condition of crack cleavage in an anisotropic solid after a number dislocation emissions is established. The effects of elastic anisotropy, crack geometry and load phase angle on the critical energy release rate and the total number of the emitted dislocations at the onset of cleavage are analysed in detail. The analyses revealed that the critical energy release rates can increase to one or two magnitudes larger than the surface energy because of the dislocation emission. It is also found elastic anisotropy and crystal orientation have significant effects on the critical energy release rates. The anisotropic values can be several times the isotropic value in one crack orientation. The values may be as much as 40% less than the isotropic value in another crack orientation and another anisotropy parameter. Then the theory is applied to a fee single crystal. An edge dislocation can emit from the crack tip along the most highly shear stressed slip plane. Crack cleavage can occur along the most highly stressed slip plane after a number of dislocation emissions. Calculation is carried out step by step. Each step we should judge by which slip system is the most highly shear stressed slip system and which slip system has the largest energy release rate. The calculation clearly shows that the crack orientation and the load phase angle have significant effects on the crystal brittle-ductile behaviours.

Environmental Mechanics Research in China

By recalling mankind's path during past 50 years in the present article, we mainly highlight the significance of environmental issues today. In particular, two major factors leading to environment deterioration in China such as water resources and coal burning are stressed on. Present-day environmental issues are obviously interdisciplinary, of multiple scales and multi-composition in nature. Therefore, a process-based approach for environment research is absolutely necessarily. A series of sub-processes, either physical, chemical or biological, are subsequently analyzed in order to established reasonable parameterization scheme and credible comprehensive model. And we are now in a position to answer questions still open to us, improve existing somewhat empirical engineering approaches and enhance quantitative accuracy in prediction. To illustrate this process-based research approach, three typical examples associated with the Yangtze River Estuary, Loess Plateau and Tenggeli Desert environments have been dealt with respectively. A theoretical model of vertical flow field accounting for runoff and tide interaction has been established to delineate salinity and sediment motion which are responsible for the formation of mouth bar at the outlet and the ecological evolution there. A kinematic wave theory combined with the revised Green-Ampt infiltration formula is applied to the prediction of runoff generation and erosion in three types of erosion region on the Loess Plateau. Three approaches describing water motion in SPAC system in arid areas at different levels have been improved by introducing vegetation sub-models. However, we have found that the formation of a dry sandy layer and biological crust skin are additional primary causes leading to deterioration of water supply and succession of ecological system.

A Generalized Soft-Sphere for Monte Carlo Simulation

A new collision model, called the generalized soft-sphere (GSS) model, is introduced. It has the same total cross section as the generalized hard-sphere model [Phys. Fluids A 5, 738 (1993)], whereas the deflection angle is calculated by the soft-sphere scattering model [Phys. Fluids A 3, 2459 (1991)]. In virtue of a two-term formula given to fit the numerical solutions of the collision integrals for the Lennard-Jones (6-12) potential and for the Stockmayer potential, the parameters involved in the GSS model are determined explicitly that may fully reproduce the transport coefficients under these potentials. Coefficients of viscosity, self-diffusion and diffusion for both polar and nonpolar molecules given by the GSS model and experiment are in excellent agreement over a wide range of temperature from low to high.

Laboratory Study on Sediment Diffusion and Deposition into Blind Channels

Any waterway with one end closed and the other open is generally called a blind channel. The main flow tends to expand, separate, and cause circulation at the mouth of blind channels. The main flow continuously transfers momentum and sediment into the circulation region through the turbulent mixing region (TMR) between them, thus leading to a large amount of sediment deposition in the blind channels. This paper experimentally investigated the properties of the water flow and sediment diffusion in TMR, demonstrating that both water flow and sediment motion in TMR approximately coincide with a similar structure as in the free mixing layer induced by a jet. The similarity functions of flow velocity and sediment concentration are then assumed, based on observation, and the resulting calculation of these functions is substantially facilitated. For the kind of low velocity flow system of blind channels with a finite width, a simple formula for the sediment deposition rate in blind channels is established by analyzing the gradient of crosswise velocity and sediment concentration in TMR.

A new model for the energy release rate of fibre/matrix interfacial fracture

On the basis of the well-known shear-lag analysis of fibre/matrix interface stresses and the assumption of identical axial strains in the fibre and matrix, a new model for predicting the energy release rate of interfacial fracture of the fibre pull-out test model is attempted. The expressions for stresses in the fibre, matrix and interface are derived. The formula for interfacial debonding energy release rate is given. Numerical calculations are conducted and the results obtained are compared with those of the existing models.

Thermal Residual Stresses in Particulate Composites and Its Toughening Effect

In this paper, an accurate formula for calculating the thermal residual stress field in a particle-reinforced composite are presented. Numerical examples are given to show r-variations of the thermal residual stresses. The increase in fracture toughness of matrix predicted by the thermal residual stress field is compared well with the experimentally measured increase.

Elastic-plastic constitutive relation of particle reinforced composites

In this paper, a systematic approach is proposed to obtain the macroscopic elastic-plastic constitutive relation of particle reinforced composites (PRC). The strain energy density of PRC is analyzed based on the cell model, and Che analytical formula for the macro-constitutive relation of PRC is obtained. The strength effects of volume fraction of the particle and the strain hardening exponent of matrix material on the macro-constitutive relation are investigated, the relation curve of strain versus stress of PRC is calculated in detail. The present results are consistent; with the results given in the existing references.

Molecular dynamics simulation of hydrogen enhancing dislocation emission

The interactive pair potential between Al and H is obtained based on the ab initio calculation and the Chen-Mobius 3D lattice inversion formula. By utilizing the pair potentials calculated, the effects of hydrogen on the dislocation emission from crack tip have been studied. The simulated result shows that hydrogen can reduce the cohesive strength for Al single crystal, and then the critical stress intensity factor for partial dislocation emission decreases from 0.11 MPa root m (C-H = 0) to 0.075 MPa root m (C-H=0.72%) and 0.06 MPa root m (C-H = 1.44%). This indicates thar hydrogen can enhance the dislocation emission. The simulation also shows that atoms of hydrogen can gather and turn into small bubbles, resulting in enhancement of the equilibrium vacancy concentration.

Analytical Study of Idealized Two-Dimensional Cellular Detonations

In this study, the idealized two-dimensional detonation cells were decomposed into the primary units referred to as sub-cells. Based on the theory of oblique shock waves, an analytical formula was derived to describe the relation between the Mach number ratio through triple-shock collision and the geometric properties of the cell. By applying a modified blast wave theory, an analytical model was developed to predict the propagation of detonation waves along the cell. The calculated results show that detonation wave is, first, strengthened at the beginning of the cell after triple-shock collision, and then decays till reaching the cell end. The analytical results were compared with experimental data and previous numerical results; the agreement between them appears to be good, in general.

Estudio epidemiológico de la prevalencia de tórsalo (Dermatobia hominis) en bovinos en San Pedro de Lóvago, Chontales, Nicaragua

El presente estudio se realizó con el objetivo de determinar la prevalencia del tórsalo (Dermatobia hominis) en fincas de las diferentes comarcas ubicadas en el Municipio de San Pedro de Lóvago, departamento de Chontales. El municipio se localiza entre las coordenadas 12º 07 ́ latitud norte y 85º07 ́ latitud oeste. La altitud promedio es de 340msnm. El clima es semi húmedo conocido como de sabana tropical. La temperatura promedio anual oscila entre los 25 y 26ºC; su precipitación pluvial varía entre los 1 200 y 1 400mm, caracterizándose por una buena distribución de las lluvias durante todo el año. En el trabajo de muestreo se utilizó un estudio observacional de tipo transversal, utilizándose un muestreo sin reemplazo. Para determinar el tamaño de la muestra se utilizó la formula de Martin et al. (1987) y Trusfield, (1995) donde plantean que N = 1,962* p *q / L 2,donde p es la prevalencia, q = 1 – p y L especifica el límite deseado de error de la prevalencia. Se espera que la prevalencia (p) de 50% sea usada en combinación con él límite deseado de error de 14%, si la prevalencia en la población entera es desconocida. Y cuando la población de bovinos está comprendida entre los rangos de 2 807 a 7 480 individuos de la población. El tamaño requerido de la muestra de este trabajo fue de 52 fincas en producción de toda la zona en estudio. Los resultados obtenidos en el municipio de San Pedro de Lóvago en relación a la Prevalencia de tórsalo en bovinos, de un total de 52 fincas estudiadas, de los cuales se examinaron un total 1 317 animales, de los cuales 1 068 resultaron positivos representando el 81% de prevalencia y 249 animales negativos para un 19%. Al realizar el análisis estadístico se encontró diferencia significativa (p <0.05) entre las regiones anatómicas, siendo las regiones Laterales Toráxico-abdominal derecha, la más afectada. Al relacionar la intensidad de invasión del tórsalo de acuerdo al color de la piel, se observó que existe mayor presentación del mismo en los animales de color Negro, seguido del color Osca, Blanco y color Pardo.

Estudio epidemiólogico de la prevalencia e identificación de garrapatas en el ganado bovino del municipio de San Pedro de Lóvago - Chontales

El presente estudio se realizó con el objetivo determinar la prevalencia e identificación de las principales especies de garrapatas que afectan el ganado bovino en las fincas del Municipio de San Pedro de Lóvago –Chontales, El municipio se localiza entre las coordenadas 12º 07 ́ latitud norte y 85º07 ́ latitud oeste. La altitud promedio es de 340 msnm. La temperatura promedio anual oscila entre los 25 y 26ºC; su precipitación pluvial varía entre los 1,200 y 1,400mm al año. Se realizó un estudio observacional de tipo transversal. Para determinar el tamaño de la muestra se utilizó la formula de Martin et al. (1987) y Trusfield, (1995) donde plantean que N = 1,962* p*q / L2, donde p es la prevalencia, q = 1 – p y L especifica el límite deseado de error de la prevalencia. Se espera que la prevalencia (p) de 50% sea usada en combinación con él límite deseado de error de 14%, si la prevalencia en la población entera es desconocida. Y cuando la población de bovinos está comprendida entre los rangos de 2,807 a 7,480 individuos de la población. El tamaño requerido de la muestra de éste trabajo, fue de 2,958 animales de 52 fincas en producción de toda la zona en estudio distribuida en 16 comarcas. Los resultados obtenidos con relación a la prevalencia de garrapatas en bovinos de un total de 2,958 animales, 1,088 animales resultaron positivos representando el 37 % y 1,870 negativos para un 63%. Las garrapatas identificadas son de la familia Ixodidae de las especies Boophilus microplus Canestrini, (1887) y Amblyoma canjennense Fabricius (1787). El área anatómica de predilección de las garrapatas en el cuerpo del animal fue la región inguinal, seguida por la vulva, la tabla del cuello y la región toráxica.

Estudio epidemiológico de la prevalencia e identificación de parásitos gastrointestinales en terneros de 2 a 6 meses de edad del municipio de San Pedro de Lóvago - Chontales

El presente estudio se realizó con el objetivo determinar la prevalencia e identificación de los principales parásitos gastrointestinales en terneros de 2 a 6 meses de edad en las fincas del Municipio de San Pedro de Lóvago – Chontales, El municipio se localiza entre las coordenadas 12º 07 ́ latitud norte y 85º07 ́ latitud oeste. La altitud promedio es de 340 msnm. La temperatura promedio anual oscila entre los 25 y 26ºC; su precipitación pluvial varía entre los 1,200 y 1,400mm al año. Para determinar el tamaño de la muestra se utilizó la formula de Martinet al.(1987) y Trusfield, (1995) donde plantean que N = 1,962* p *q / L 2, donde p es la prevalencia, q = 1–p y L especifica el límite deseado de error de la prevalencia. Se espera que la prevalencia (p) de 50% sea usada en combinación con él límite deseado de error de 14%, si la prevalencia en la población entera es desconocida. El tamaño requerido de la muestra de éste trabajo, fue de 84 fincas examinando el 20% de los terneros de cada población de toda la zona en estudio. Los resultados obtenidos, se identificaron dos géneros de parásitos. De los cuales 1 es de La Clase Protozoario y 1 de La Clase Nematodo, entre ellos se encontró al género Strongyloides spp y Coccideas spp, por orden de importancia y presentación. De un total de 84 fincas estudiadas, se examinaron 646 animales, obteniéndose 183 animales positivos representando el 28.3 % de prevalencia y 463 negativos para un 71.7% respectivamente. De los 183 animales que resultaron positivos se encontró que 27 animales presentaban el género Coccideas spp representando un nivel medio de infestacion 405 hpg y 156 animales con el género Strongyloides spp representando un nivel medio de infestacion de 385hpg.

Estudio de la implementación del plan de bioseguridad en granjas de engorde de cuatro empresas avícolas de Nicaragua

El estudio del plan de bioseguridad de granjas de engorde de las cuatro empresas avícolas de engorde de Nicaragua se realizó con el objetivo de evaluar las medidas de bioseguridad, permitiéndonos: conocer las fortalezas y debilidades, desarrollo tecnológico y distribución de las cuatro empresas por departamento. La información se recopiló en el formato de encuesta de medidas de bioseguridad del MAGFOR, que consiste en un stop de 86 preguntas dirigidas a investigar su cumplimiento, las respuestas se analizaron mediante incorporación de datos en hoja electrónica en Excel y procesadas en Acces para estudiarlas con la formula V/TP x 100; El nivel tecnológico se calculó agregando un valor a cada pregunta con un puntaje de 2 a 5 para dar un peso o ponderación especifica, 2 las de menor tecnología y 5 las de mayor nivel ténológico. Encontrándose que el 78% de la encuestas del plan de bioseguridad es aprobado con rango de 98 a 60% de cumplimiento, estas son consideradas fortalezas para las granjas y el 22% tienen un menor nivel de aceptación considerándose las debilidades de las mismas. En el nivel tecnológico 26 de 44 granjas poseen la categoría alta que es mayor o igual al 80% de tecnología, 13 tienen una categoría media del 60% a 79% y 4 poseen un nivel bajo menor al 59%. Todas ellas ubicadas en los departamentos de Carazo, Estelí, Granada, León, Madríz, Managua. Masaya, Matagalpa y nueva Segovia, siendo Masaya la que presenta mayor cantidad de granjas.

Evaluación de siete variedades de frijol común (Phaseolus vulgaris L.) y su respuesta a dosis creciente de fertilizantes (N-P)

El experimento fue conducido en la Estación Experimental "La Compañía" Carazo, en época de postrera (octubre diciembre de 1991), en suelos jóvenes de origen volcánico, con altos contenidos de carbono orgánico y alto porcentaje de saturación de bases, ricos en potasio y en algunos sectores deficiente en fósforo (1.5 ppm). Su textura es franca, moderadamente profundos, bien drenados y medianamente ácido a neutro. El experimento se estableció con el objetivo de evaluar la respuesta diferencial de siete variedades de frijol común (Phaseolus vulgaris L.) a dosis creciente de fertilizantes (N+P) utilizando como fuente la formula completa 18-48-0 El diseño utilizado fue Bloque Complete al Azar (BCA) con arreglo bifactorial con tres repeticiones, la parcelas las constituyeron seis surcos separados a 5O cm y con una longitud de 5 m., las parcelas útiles fueron los cuatro surcos centrales de cuatro metros de largo y las evaluaciones realizadas fueron: altura de planta, diámetro del tallo, número de plantas cosechadas por parcela útil, número de vaina por planta, número de grano por vaina peso de 100 granos, rendimiento de granos 14% de humedad y análisis foliar. Los resultados indican que el rendimiento de grano no mostró diferencias estadísticas significativas tanto para variedades como para los niveles de fertilizantes (N+P), sin embargo, podemos señalar que todas las variedades superaron numéricamente al testigo Rev-79, presentando el mayor promedio la DOR-391. En cuanto a los niveles, también presentaron diferencias numéricas obteniendo el mayor promedio el testigo (cero aplicación), lo cual indica que en el suelo se encontraban suficiente nutrientes para satisfacer la demanda de la planta.