Investigation on thermal stability of TiO2 films for application at high temperature

The thermal stability of electron beam deposited TiO2 monolayers and TiO2/SiO2 high reflectors (HR) during 300 to 1100 degrees C annealing is studied. It is found that the optical loss of film increases with the increase in annealing temperature, due to the phase change, crystallisation and deoxidising of film. Scattering loss dominates the optical property degradation of film below 900 degrees C, while the absorption is another factor at 1100 degrees C. The increase in refractive index and decrease in physical thickness of TiO2 layer shift the spectra of HR above 900 degrees C. The possible crack mechanism on the surface of HR during annealing is discussed. Guidance for application on high temperature stable optical coatings is given.

Thermal-mechanical modeling of nodular defect embedded within multilayer coatings

The initiation of laser damage within optical coatings can be better understood by thermal-mechanical modeling of coating defects. The result of this modeling shows that a high-temperature rise and thermal stress can be seen just inside the nodular defect compared to surrounding coating layers. The temperature rise and thermal stress tend to increase with seed diameter. Shallower seed tend to cause higher temperature rise and greater thermal stress. There is a critical seed depth at which thermal stress is largest. The composition of the seed resulting from different coating-material emission during evaporation can affect the temperature rise and thermal stress distribution.

Postrelease survival, vertical and horizontal movements, and thermal habitats of five species of pelagic sharks in the central Pacific Ocean

From 2001 to 2006, 71 pop-up satellite archival tags (PSATs) were deployed on five species of pelagic shark (blue shark [Prionace glauca]; shortfin mako [Isurus oxyrinchus]; silky shark [Carcharhinus falciformis]; oceanic whitetip shark [C. longimanus]; and bigeye thresher [Alopias superciliosus]) in the central Pacific Ocean to determine species-specific movement patterns and survival rates after release from longline fishing gear. Only a single postrelease mortality could be unequivocally documented: a male blue shark which succumbed seven days after release. Meta-analysis of published reports and the current study (n=78 reporting PSATs) indicated that the summary effect of postrelease mortality for blue sharks was 15% (95% CI, 8.5–25.1%) and suggested that catch-and-release in longline fisheries can be a viable management tool to protect parental biomass in shark populations. Pelagic sharks displayed species-specific depth and temperature ranges, although with significant individual temporal and spatial variability in vertical movement patterns, which were also punctuated by stochastic events (e.g., El Niño-Southern Oscillation). Pelagic species can be separated into three broad groups based on daytime temperature preferences by using the unweighted pair-group method with arithmetic averaging clustering on a Kolmogorov-Smirnov Dmax distance matrix: 1) epipelagic species (silky and oceanic whitetip sharks), which spent >95% of their time at temperatures within 2°C of sea surface temperature; 2) mesopelagic-I species (blue sharks and shortfin makos, which spent 95% of their time at temperatures from 9.7° to 26.9°C and from 9.4° to 25.0°C, respectively; and 3) mesopelagic-II species (bigeye threshers), which spent 95% of their time at temperatures from 6.7° to 21.2°C. Distinct thermal niche partitioning based on body size and latitude was also evident within epipelagic species.

Estudo de pirólise catalítica de biomassa em escala piloto para melhoramento da qualidade do bio-óleo

A pirólise rápida é um processo para conversão térmica de uma biomassa sólida em altos rendimentos de um produto líquido chamado de bio-óleo. Uma das alternativas para geração de um bio-óleo com menor teor de oxigênio é uso de catalisadores nos reatores de pirólise, ao invés de um inerte, num processo chamado de pirólise catalítica. O objetivo deste trabalho foi testar catalisadores comerciais, um ácido e outro básico, em uma unidade piloto de leito fluidizado circulante. O catalisador ácido utilizado foi o Ecat, proveniente de uma unidade industrial de craqueamento catalítico fluido (FCC), e como catalisador básico foi utilizado uma hidrotalcita. Os resultados foram comparados com testes utilizando um material inerte, no caso uma sílica. Uma unidade piloto de FCC do CENPES foi adaptada para realizar os testes de pirólise catalítica. Após fase de modificação e testes de condicionamento, foi comprovada a viabilidade na utilização da unidade piloto adaptada. Contudo, devido a limitações operacionais, maiores tempos de residência tiveram que ser aplicados no reator, configurando o processo como pirólise intermediária. Foram então realizados testes com os três materiais nas temperaturas de 450C e 550C. Os resultados mostraram que o aumento do tempo de residência dos vapores de pirólise teve um impacto significativo nos rendimentos dos produtos quando comparada com o perfil encontrado na literatura para pirólise rápida, pois devido ao incremento das reações secundárias, produziu maiores rendimentos de coque e água, e menores rendimentos de bio-óleo. O Ecat e a hidrotalcita se apresentaram mais efetivos em termos de desoxigenação. O primeiro apresentou maiores taxas de desoxigenação via desidratação e a hidrotalcita apresentou maior capacidade para descarboxilação. Contudo, o uso de Ecat e hidrotalcita não se mostrou adequado para uso em reatores de pirólise intermediária, pois acentuou ainda mais as reações secundárias, gerando um produto com alto teor de água e baixo teor de compostos orgânicos no bio-óleo, além de produzirem mais coque. À temperatura de 450C estes efeitos foram mais pronunciados. Em termos de caracterização química, a condição de pirólise intermediária apontou para a produção de bio-óleos com perfil fenólico, sendo a sílica o que proporcionou os melhores rendimentos, principalmente a temperatura de 550C, sendo superiores aos encontrados na literatura. Analisando as composições dos bio-óleos sob a ótica da produção de biocombustíveis, nenhum dos materiais testados apresentou rendimentos consideráveis em hidrocarbonetos. De maneira geral, a sílica foi o que proporcionou os melhores resultados em termos de rendimento e qualidade do bio-óleo. Sua menor área superficial e sua característica de inerte se mostraram mais adequados para o processo de pirólise intermediária, onde a contribuição das reações secundárias em fase gasosa é elevada em função do tempo de residência no reator