Metrologia de instrumentos endodônticos por microscopia eletrônica de varredura e análise digital de imagens: uma proposta metodológica

A padronização para a fabricação de instrumentos endodônticos em aço inoxidável contribuiu para o desenvolvimento de novos aspectos geométricos. Surgiram propostas de alterações no desenho da haste helicoidal, da seção reta transversal, da ponta, da conicidade e do diâmetro na extremidade (D0). Concomitantemente, o emprego de ligas em Níquel-Titânio possibilitou a produção de instrumentos acionados a motor, largamente empregados hoje. A cada ano a indústria lança instrumentos com diversas modificações, sem, contudo, disponibilizar informações suficientes quanto às implicações clínicas destas modificações. Existe um crescente interesse no estudo dos diferentes aspectos geométricos e sua precisa metrologia. Tradicionalmente, a aferição de aspectos geométricos de instrumentos endodônticos é realizada visualmente através de microscopia ótica. Entretanto, esse procedimento visual é lento e subjetivo. Este trabalho propõe um novo método para a metrologia de instrumentos endodônticos baseado no microscópio eletrônico de varredura e na análise digital das imagens. A profundidade de campo do MEV permite obter a imagem de todo o relevo do instrumento endodôntico a uma distância de trabalho constante. Além disso, as imagens obtidas pelo detector de elétrons retro-espalhados possuem menos artefatos e sombras, tornando a obtenção e análise das imagens mais fáceis. Adicionalmente a análise das imagens permite formas de mensuração mais eficientes, com maior velocidade e qualidade. Um porta-amostras específico foi adaptado para obtenção das imagens dos instrumentos endodônticos. Ele é composto de um conector elétrico múltiplo com terminais parafusados de 12 pólos com 4 mm de diâmetro, numa base de alumínio coberta por discos de ouro. Os nichos do conector (terminais fêmeas) têm diâmetro apropriado (2,5 mm) para o encaixe dos instrumentos endodônticos. Outrossim, o posicionamento ordenado dos referidos instrumentos no conector elétrico permite a aquisição automatizada das imagens no MEV. Os alvos de ouro produzem, nas imagens de elétrons retro-espalhados, melhor contraste de número atômico entre o fundo em ouro e os instrumentos. No porta-amostras desenvolvido, os discos que compõem o fundo em ouro são na verdade, alvos do aparelho metalizador, comumente encontrados em laboratórios de MEV. Para cada instrumento, imagens de quatro a seis campos adjacentes de 100X de aumento são automaticamente obtidas para cobrir todo o comprimento do instrumento com a magnificação e resolução requeridas (3,12 m/pixel). As imagens obtidas são processadas e analisadas pelos programas Axiovision e KS400. Primeiro elas são dispostas num campo único estendido de cada instrumento por um procedimento de alinhamento semi-automático baseado na inter-relação com o Axiovision. Então a imagem de cada instrumento passa por uma rotina automatizada de análise de imagens no KS400. A rotina segue uma sequência padrão: pré-processamento, segmentação, pós-processamento e mensuração dos aspectos geométricos.

Heteroepitaxy of Group IV and Group III-V semiconductor alloys for photovoltaic applications

Photovoltaic energy conversion represents a economically viable technology for realizing collection of the largest energy resource known to the Earth -- the sun. Energy conversion efficiency is the most leveraging factor in the price of energy derived from this process. This thesis focuses on two routes for high efficiency, low cost devices: first, to use Group IV semiconductor alloy wire array bottom cells and epitaxially grown Group III-V compound semiconductor alloy top cells in a tandem configuration, and second, GaP growth on planar Si for heterojunction and tandem cell applications.

Metal catalyzed vapor-liquid-solid grown microwire arrays are an intriguing alternative for wafer-free Si and SiGe materials which can be removed as flexible membranes. Selected area Cu-catalyzed vapor-liquid solid growth of SiGe microwires is achieved using chlorosilane and chlorogermane precursors. The composition can be tuned up to 12% Ge with a simultaneous decrease in the growth rate from 7 to 1 μm/min^-1. Significant changes to the morphology were observed, including tapering and faceting on the sidewalls and along the lengths of the wires. Characterization of axial and radial cross sections with transmission electron microscopy revealed no evidence of defects at facet corners and edges, and the tapering is shown to be due to in-situ removal of catalyst material during growth. X-ray diffraction and transmission electron microscopy reveal a Ge-rich crystal at the tip of the wires, strongly suggesting that the Ge incorporation is limited by the crystallization rate.

Tandem Ga_1-xIn_xP/Si microwire array solar cells are a route towards a high efficiency, low cost, flexible, wafer-free solar technology. Realizing tandem Group III-V compound semiconductor/Si wire array devices requires optimization of materials growth and device performance. GaP and Ga_1-xIn_xP layers were grown heteroepitaxially with metalorganic chemical vapor deposition on Si microwire array substrates. The layer morphology and crystalline quality have been studied with scanning electron microscopy and transmission electron microscopy, and they provide a baseline for the growth and characterization of a full device stack. Ultimately, the complexity of the substrates and the prevalence of defects resulted in material without detectable photoluminescence, unsuitable for optoelectronic applications.

Coupled full-field optical and device physics simulations of a Ga_0.51In_0.49P/Si wire array tandem are used to predict device performance. A 500 nm thick, highly doped "buffer" layer between the bottom cell and tunnel junction is assumed to harbor a high density of lattice mismatch and heteroepitaxial defects. Under simulated AM1.5G illumination, the device structure explored in this work has a simulated efficiency of 23.84% with realistic top cell SRH lifetimes and surface recombination velocities. The relative insensitivity to surface recombination is likely due to optical generation further away from the free surfaces and interfaces of the device structure.

Finally, GaP has been grown free of antiphase domains on Si (112) oriented substrates using metalorganic chemical vapor deposition. Low temperature pulsed nucleation is followed by high temperature continuous growth, yielding smooth, specular thin films. Atomic force microscopy topography mapping showed very smooth surfaces (4-6 Å RMS roughness) with small depressions in the surface. Thin films (~ 50 nm) were pseudomorphic, as confirmed by high resolution x-ray diffraction reciprocal space mapping, and 200 nm thick films showed full relaxation. Transmission electron microscopy showed no evidence of antiphase domain formation, but there is a population of microtwin and stacking fault defects.

Desarrollo de composites de base de nanoparticulas de FeNi obtenidas por el metodo de explosion de hilo para alas aplicaciones de altas frecuencias

Actualmente ningún área científica es ajena a la revolución de la nanociencia; las nanopartículas atraen el interés de muchos investigadores desde el punto de vista de la ciencia fundamental y para sus aplicaciones tecnológicas. Las nanopartículas ofrecen la posibilidad de fabricar sensores que sean capaces de detectar desde un virus hasta concentraciones de substancias patógenas que no pueden ser detectadas por los métodos convencionales. Hoy en día existes 82 tratamientos contra el cáncer basadas en la utilización de nanopartículas y los materiales composite con nanopartículas se utilizan como medio de protección frente a la radiación del rango de microondas. En la rama de ciencias ambientales, las nanopartículas metálicas sirven como materiales anticontaminantes. En la primera etapa de este trabajo, se ha estudiado la estructura cristalina y las propiedades magnéticas de las nanopartículas de FeNi, obtenidas por el método EEW, compactadas en forma de toroide. Para el aprendizaje del difractometro utilizado para este trabajo y el método de difracción de Rayos-X, se ha asistido al curso “Caracterización de materiales mediante DRX-P” impartido por SGIker de la UPV/EHU. Con la técnica de Rayos-X se ha determinado que el toroide consiste en dos fases: el FeNi metálico y el NiFe2O4. Ambos se cristalizan en un sistema cúbico FCC. Se ha determinado un valor de 50 nm del tamaño de dominio coherente de difracción en la superficie del toroide y aproximadamente el doble en el interior. Se han empleado los microscopios electrónicos SEM y TEM para obtener imágenes de gran resolución de la muestra y analizar su contenido elemental. Se puede apreciar que el toroide, efectivamente, es el fruto de la compactación de nanopartículas de alrededor de 60 nm. Para la caracterización magnética se ha utilizado el “trazador de ciclos” y el magnetómetro de muestra vibrante. Consiguiendo un valor de saturación, en uno de los toroides, de 140 emu/g con la aplicación de un campo magnético de 0.15 kOe. Estos valores dependen de los tratamientos recibidos. En la segunda etapa, se han realizado distintas mezclas de polímetro y nanopartículas para obtener los composites en forma de lámina y analizar su capacidad de absorción frente a la radiación en el rango de microondas. Todas las medidas de absorción en función del campo magnético externo muestran una absorción pronunciada en el campo cero y un desplazamiento a la izquierda del pico de resonancia respecto a la posición esperada para partículas esféricas. Dicho desplazamiento se interpreta, aparte de otros mecanismos, como el resultado de la existencia de la estructura cristalina tipo “gemelos” en algunas nanopartículas. La absorción en campo cero y el ensanchamiento de la línea de resonancia ferromagnética de los composites tipo polímero/nanopartículas de FeNi forman una solida base de las posibles aplicaciones de estos materiales como absorbentes en el rango de microondas.

A Continuum Model for Slip-Twinning Interactions in Magnesium and Magnesium Alloys

Due to their high specific strength and low density, magnesium and magnesium-based alloys have gained great technological importance in recent years. However, their underlying hexagonal crystal structure furnishes Mg and its alloys with a complex mechanical behavior because of their comparably smaller number of energetically favorable slip systems. Besides the commonly studied slip mechanism, another way to accomplish general deformation is through the additional mechanism of deformation-induced twinning. The main aim of this thesis research is to develop an efficient continuum model to understand and ultimately predict the material response resulting from the interaction between these two mechanisms.

The constitutive model we present is based on variational constitutive updates of plastic slips and twin volume fractions and accounts for the related lattice reorientation mechanisms. The model is applied to single- and polycrystalline pure magnesium. We outline the finite-deformation plasticity model combining basal, pyramidal, and prismatic dislocation activity as well as a convexification based approach for deformation twinning. A comparison with experimental data from single-crystal tension-compression experiments validates the model and serves for parameter identification. The extension to polycrystals via both Taylor-type modeling and finite element simulations shows a characteristic stress-strain response that agrees well with experimental observations for polycrystalline magnesium. The presented continuum model does not aim to represent the full details of individual twin-dislocation interactions, yet it is sufficiently efficient to allow for finite element simulations while qualitatively capturing the underlying microstructural deformation mechanisms.

Produção de biodiesel pela rota heterogênea empregando catalisadores a base de Zn e Al

Nos últimos anos, a busca por fontes de energia renováveis e o desenvolvimento de novas tecnologias para a produção de biocombustíveis têm sido objeto de intensa investigação. O biodiesel é um combustível biodegradável, derivado de fontes renováveis e é obtido em escala industrial principalmente através da reação de transesterificação de óleos vegetais e/ou gorduras animais com metanol na presença de catalisadores homogêneos, como NaOH. Entretanto, a utilização de catalisadores heterogêneos tem sido sugerida por diversos autores, por apresentar vantagens como a eliminação dos problemas de separação e purificação dos produtos obtidos. No presente trabalho foi investigada a produção de biodiesel a partir da transesterificação do óleo de soja com metanol utilizando óxidos mistos de Zn e Al como catalisadores sólidos básicos. A influência das variáveis: temperatura, concentração de catalisador e relação molar metanol/óleo de soja na produção de biodiesel foi avaliada. Os catalisadores preparados apresentaram predominantemente sítios básicos e foram ativos frente à reação estudada, sendo os resultados mais promissores apresentados pelo óxido misto com relação molar Al/(Al+Zn)=0,50, obtido por tratamento térmico à 450C, que apresentou rendimentos em ésteres metílicos de até 98,5% sob condições específicas. A metodologia da superfície de resposta foi utilizada visando estabelecer as condições ótimas para maximizar o rendimento em ésteres metílicos, tendo sido encontradas a temperatura de 165oC e a concentração de catalisador de 5,8% m/m em relação massa de óleo, no caso da relação molar metanol/óleo de soja limitada em 15. Essa limitação teve como objetivo garantir um processo viável em escala comercial

Síntese e caracterização de nanocompósitos à base de poliuretano dispersos em água com argilas hidrofílica e organofílica

A área de pesquisa de materiais nanoestruturados tem recebido destacada atenção nos últimos anos por parte da comunidade científica, ressaltando-se os nanocompósitos à base de polímero e argila. Nesta Dissertação foram sintetizados nanocompósitos à base de poliuretano (NWPUs) com argilas do tipo montmorilonita (MMT), hidrofóbicas (organofílicas) e hidrofílica. Os monômeros empregados na síntese foram poli(glicol propilênico) (PPG); polibutadieno líquido hidroxilado (HTPB); ácido dimetilolpropiônico (DMPA), diisocianato de isoforona (IPDI) e hidrazina (HYD), como extensor de cadeia. Nas formulações, foram variadas as proporções de HTPB e o teor das argilas. As argilas organofílica Cloisite 30B e hidrofílica Cloisite Na+ foram incorporadas em 1, 3 e 5 %, enquanto que a organofílica Cloisite 15A foi incorporada no teor de 1%. As dispersões foram caracterizadas quanto ao teor de sólidos totais, tamanho médio de partículas e viscosidade. Os filmes vazados a partir das dispersões foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), difração de raios-x (XDR), microscopia eletrônica de varredura (SEM) e microscopia de força atômica (AFM). A resistência térmica e a transição vítrea dos materiais foram determinadas por termogravimetria (TG) e calorimetria diferencial de varredura (DSC), respectivamente. O teor de absorção de água e o comportamento mecânico dos filmes foram avaliados. Foi verificada, por XRD, a ausência do pico de cristalinidade, característico das argilas puras e não-deslaminadas. As micrografias obtidas por SEM confirmam uma dispersão homogênea das argilas na matriz poliuretânica. Os filmes à base de nanocompósitos (NWPUs) apresentaram propriedades mecânicas superiores às apresentadas por aqueles obtidos a partir das dispersões sem a presença de argila (WPUs). A adesão dos revestimentos formados, pela aplicação das dispersões em diversos substratos, também foi verificada visualmente. Os resultados das análises mostraram que houve a formação de nanocompósitos à base de água, formados tanto a partir da argila hidrofílica quanto das organofílicas

In situ surface topography measurement method of granite base in scanning wafer stage with laser interferometer

Topography of a granite surface has an effect on the vertical positioning of a wafer stage in a lithographic tool, when the wafer stage moves on the granite. The inaccurate measurement of the topography results in a bad leveling and focusing performance. In this paper, an in situ method to measure the topography of a granite surface with high accuracy is present. In this method, a high-order polynomial is set up to express the topography of the granite surface. Two double-frequency laser interferometers are used to measure the tilts of the wafer stage in the X- and Y-directions. From the sampling tilts information, the coefficients of the high-order polynomial can be obtained by a special algorithm. Experiment results shows that the measurement reproducibility of the method is better than 10 nm. (c) 2006 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Lattice anomalies and magnetic states in Fe_5Si_3-Mn_5Si_3 alloys

The lattice anomalies and magnetic states in the (Fe_100-xMn_x)₅Si₃ alloys have been investigated. Contrary to what was previously reported, results of x-ray diffraction show a second phase (α') present in Fe-rich alloys and therefore strictly speaking a complete solid solution does not exist. Mössbauer spectra, measured as a function of composition and temperature, indicate the presence of two inequivalent sites, namely 6(g) site (designated as site I) and 4(d) (site II). A two-site model (TSM) has been introduced to interpret the experimental findings. The compositional variation of lattice parameters a and c, determined from the x-ray analysis, exhibits anomalies at x = 22.5 and x = 50, respectively. The former can be attributed to the effect of a ferromagnetic transition; while the latter is due to the effect of preferential substitution between Fe and Mn atoms according to TSM.

The reduced magnetization of these alloys deduced from magnetic hyperfine splittings has been correlated with the magnetic transition temperatures in terms of the molecular field theory. It has been found from both the Mössbauer effect and magnetization measurements that for composition 0 ≤ x ˂ 50 both sites I and II are ferromagnetic at liquid-nitrogen temperature and possess moments parallel to each other. In the composition range 50 ˂ x ≤ 100 , the site II is antiferromagnetic whereas site I is paramagnetic even at a temperature below the bulk Néel temperatures. In the vicinity of x = 50 however, site II is in a state of transition between ferromagnetism and antiferromagnetism. The present study also suggests that only Mn in site II are responsible for the antiferromagnetism in Mn₅Si₃ contrary to a previous report.

Electrical resistance has also been measured as a function of temperature and composition. The resistive anomalies observed in the Mn-rich alloys are believed to result from the effect of the antiferromagnetic Brillouin zone on the mobility of conduction electrons.

Interpretación litoestratigráfica y paleogeográfica del Jurásico marino del este Cantabria-oeste de Vizcaya en base a diagrafías de sondeo y su correlación con series tipo

Este trabajo se centra en el estudio del Jurásico marino (Lías y Dogger) de un área de la parte central de La Cuenca Vasco-Cantábrica situada en el este de Cantabria y oeste de Vizcaya donde sus afloramientos son muy escasos pero se dispone de datos de sondeos de exploración petrolífera (Fig 1A y B), poniendo especial interés en la localización y distribución lateral de los niveles de rocas madre de hidrocarburos (black shales) y de potenciales almacenes (unidades carbonatadas fracturadas o dolomitizadas). La sucesión del Jurásico de la Cuenca Vasco-Cantábrica (CVC) está formada por dos unidades diferenciadas por edad y ambiente sedimentario. Por una parte tenemos los materiales del “Jurásico marino” (Robles et al., 1989) que representan la mayor parte de la sucesión (Lías y Dogger) y por otro lado, tenemos los materiales del “Jurásico continental” pertenecientes exclusivamente al Tithoniense Superior y que se engloban en las facies Purbeck que abarcan hasta el Berriasiense (Rat 1962).

NANOPARTICLE REINFORCEMENT OF FERROUS ALLOYS: WETTABILITY AND MECHANICAL PROPERTIES

El refuerzo de matrices férricascon una fina dispersión de partículas nanométricas permite mejorar la dureza, resistencia mecánica e incluso permitiría mejorar la tenacidad del material al afinar el tamaño de grano.

Diseño, creación y explotación de una base de datos en el ámbito de la gestión empresarial

Duración (en horas): Más de 50 horas Destinatario: Estudiante y Docente

A leitura crítica de textos multimodais nas aulas de inglês: uma proposta de letramento com base na linguística sistêmico-funcional

Segundo os PCN, o ensino de Inglês deve contribuir para a formação de indivíduos questionadores e autônomos, que sejam capazes de fazer uso da linguagem como prática social. Este trabalho tem como objetivo apresentar uma proposta para desenvolver o letramento crítico através da leitura (KLEIMAN, 1995; SOARES, 2006), de forma a atender essa necessidade. Para tanto, indico, nesta dissertação, formas de abordar textos multimodais didaticamente, através da Análise Crítica do Discurso (FAIRCLOUGH, 2003) usando os pressupostos teórico-metodológicos e as categorias analíticas oferecidas pela Linguística Sistêmico-Funcional. A relevância do estudo de textos com imagens na escola está na possibilidade de trazer para esse ambiente a discussão de como essas semioses expressam diferentes modos de acesso ao conhecimento. Além disso, apesar da existência de trabalhos dedicados à habilidade de leitura em Inglês (RAMOS, 2004; BAMBIRRA, 2007; VIAN JR., 2009) e, por outro lado, de pesquisas acerca da leitura de imagens e ensino (SARDELICH, 2006: OLIVEIRA, 2006), poucos são os trabalhos que contemplam a leitura crítica em língua estrangeira no que diz respeito à integração da linguagem verbal e visual para a produção de sentidos. Para investigar as escolhas linguísticas e imagéticas e sua relação, responsáveis pela mensagem a ser negociada com o leitor, foram estudados dezessete textos, separados em quatro grupos representando quatro gêneros textuais compostos pelo verbal e pelo visual: cinco artigos de revista, três resenhas, cinco tirinhas e quatro anúncios publicitários. Eles foram examinados separadamente através de algumas das seguintes categorias dentro das três metafunções: a ideacional, principalmente pela análise dos Processos (HALLIDAY & MATTHIESSEN, 2004; KRESS & VAN LEEUWEN, 2006) e da Representação dos Atores Sociais (VAN LEEUWEN, 1997 e 2008); a interpessoal, pela Valoração (MARTIN e WHITE, 2005) e as instâncias de Contato, Distância Social e Atitude no visual (KRESS & VAN LEEUWEN, 2006); a textual, somente na imagem, quanto à Saliência, ao Valor Informacional e à Moldura (KRESS & VAN LEEUWEN, 2006). A partir da descrição e discussão dos resultados das análises de cada gênero, proponho algumas atividades para exemplificar a aplicação da LSF em contexto escolar. A construção dos exercícios baseou-se principalmente no artigo de Ramos (2004) sobre a implementação de gêneros em sala de aula. Assim, o trabalho com os corpora se dividiu em três momentos, usando cada gênero de uma vez: 1) descrição do gênero em seu contexto situacional e considerações sobre o contexto cultural; 2) análise do corpus aplicando a LSF e 3) exemplificação de atividades a partir da análise. Os resultados indicam que verbal e visual tendem a se complementar nos gêneros estudados e os ferramentais teóricos utilizados se mostraram como um generoso ponto de partida para o desenvolvimento de atividades de leitura crítica