Influenza dei difetti sul comportamento a fatica della lega AlSi10Mg prodotta con Laser Powder Bed Fusion

La tesi in oggetto ha lo scopo di valutare la fattibilità di sviluppare, sulla base di dati sperimentali, un metodo previsionale per il comportamento a fatica della lega AlSi10Mg prodotta mediante Laser Powder Bed Fusion, adattabile a componenti di dimensioni qualsiasi. La lega è stata trattata con invecchiamento diretto (T5) ottimizzato per ottenere una parziale riduzione delle tensioni residue senza comprometterne la durezza. Partendo da prove di fatica a flessione rotante condotte seguendo il metodo statistico Stair-Case per la definizione della resistenza a fatica, si vuole correlare il difetto killer, ossia quello che innesca la rottura del provino, alla caratterizzazione dei difetti condotta pre-prova con tomografia computerizzata ad alta risoluzione (µCT). Il difetto killer, osservato sulle superfici di frattura, viene analizzato in termini di dimensione, posizione e forma. Contemporaneamente è stato sviluppato un metodo per l’analisi dei difetti ottenuta con µCT tale da poter identificare quelli considerati più pericolosi, sulla base dello stato tensionale del campione, di posizione e dimensione dei difetti. Inoltre, è stata eseguita una caratterizzazione microstrutturale sulle sezioni trasversali dei campioni per valutare la quantità, dimensione e forma dei difetti e confrontarla con i dati di µCT. Per mostrare la relazione tra le dimensioni del difetto killer e la resistenza a fatica è stato adottato il diagramma di Kitagawa-Takahashi, con il modello di El Haddad. Dal confronto tra le metodologie è stata riscontrata una buona correlazione tra i difetti individuati come pericolosi dai dati di µCT e quelli che hanno effettivamente portato a rottura il campione, osservati in frattografia, supportando quindi la possibilità di sviluppare un metodo previsionale del comportamento a fatica. Quantitativamente, le dimensioni dei difetti killer sono nell’intervallo 90-130 µm e si trovano ad una distanza massima dalla superficie di non oltre 250 µm.

Aspetti microstrutturali, proprietà meccaniche e ottimizzazione del trattamento termico di un acciaio inossidabile PH processato con laser powder bed fusion

L’attività di ricerca svolta in questa tesi ha riguardato gli aspetti microstrutturali, le proprietà meccaniche e l’ottimizzazione del trattamento termico di un acciaio inossidabile indurente per precipitazione processato mediante tecnologia additiva Laser Powder Bed Fusion (L-PBF). I provini, realizzati presso il competence center Bi-REX (Bologna) e lavorati presso il laboratorio di Metallurgia del DIN, sono stati oggetto di vari trattamenti termici sperimentali in cui è stata fatta variare la temperatura e la durata di mantenimento in forno, al fine di identificare la combinazione ottimale di temperatura e tempo sia per la fase di solubilizzazione che di invecchiamento. Nello specifico, la scelta dei parametri di solubilizzazione e invecchiamento è stata fatta solo sulla base dei trend di durezza. Da queste attività sono stati scelti i parametri di trattamento che garantissero elevata durezza, prossima alla massima ottenibile, senza durate di invecchiamento eccessive. L'esito della sperimentazione ha permesso di ridurre sensibilmente temperatura e durata di solubilizzazione rispetto al trattamento benchmark senza penalizzazione della durezza risultante. Dopodiché è stata eseguita una caratterizzazione microstrutturale e meccanica dell’acciaio, in termini di durezza, trazione e resilienza, per confrontare il trattamento termico ottimizzato con la condizione As-Built (AB) e con il trattamento termico standard indicato dal produttore. L’elevata durezza misurata dopo invecchiamento si deve alla presenza di precipitati di rinforzo in grado di ostacolare il moto delle dislocazioni. Le prove meccaniche hanno confermato l’ottenimento di elevata resistenza a snervamento e a trazione, superiore al benchmark, ma di un basso allungamento a rottura e bassissima resilienza a causa di difetti quali porosità, mancate fusioni e spattering. Infine, lo studio delle superfici di frattura ha permesso di analizzare i meccanismi di rottura dei campioni di trazione e resilienza.

Ossidazione anodica al plasma della lega di alluminio A357 prodotta mediante Laser - Powder Bed Fusion: microstruttura e comportamento tribologico

In questo elaborato è stato analizzato il comportamento tribologico della lega di alluminio A357 realizzata tramite Laser Powder Bed Fusion (L-PBF). In particolare, è stato studiato l’effetto del processo di anodizzazione ECO (ElectroChemical Oxidation) su tale lega, sia allo stato as-built che dopo trattamento termico T6R, in termini di attrito e usura a temperatura ambiente (i.e. 25°C) e a 200°C. Lo studio tribologico è stato svolto mediante prove di strisciamento non lubrificato in moto reciprocante (geometria ball-on-disc contro allumina). Nella prima parte del lavoro sono state effettuate prove a temperatura ambiente, su strati ECO a rugosità variabile, con carichi applicati nell’intervallo 1-8N. Nella seconda parte l’attività sperimentale si è invece rivolta al confronto nel comportamento tribologico della lega a 25°C e 200°C, mantenendo il carico invariato pari a 1 N e analizzando la risposta in termini di attrito e usura, sia per campioni rivestiti ECO che per campioni non rivestiti. Il rivestimento anodico ha mostrato a temperatura ambiente una maggiore resistenza ad usura quando applicato su superfici pre-lucidate, nonostante un maggiore coefficiente di attrito, dando luogo a cedimento completo ad un carico di 8 N (contro i 5 N del non lucidato). Dalla seconda fase di questo studio è invece risultato come il rivestimento ECO abbia notevolmente migliorato la resistenza ad usura rispetto al materiale non rivestito, sia a 25°C che a 200°C, mantenendo invariato il coefficiente d’attrito all’aumentare della temperatura, al contrario dei campioni A357 non rivestiti, che hanno invece manifestato un aumento del coefficiente di attrito di circa il doppio. Vale inoltre la pena notare come la pre-lucidatura ed il trattamento termico dei campioni A357 ECO siano risultati superflui in termini di comportamento tribologico; i campioni a superficie rugosa hanno dato luogo addirittura a minori coefficienti di attrito sia a 25°C che a 200°C, a parità di profondità d’usura.

Studio del comportamento meccanico e tribologico della lega AlSi10Mg prodotta mediante Laser-based Powder Bed Fusion sottoposta ad un ciclo tecnologico ottimizzato

AlSi10Mg alloy is one of the most widely used alloys for producing structural components by Laser-based Powder Fusion (L-PBF) technology due to the high mechanical and technological properties. The present work aims to characterize mechanically and tribologically the L-PBF AlSi10Mg alloy subjected to both heat treatment and surface modification cycles. Specifically, the effects of three heat treatments on the tribological and mechanical properties of the alloy were analyzed: T5 (artificial aging at 160 °C for 4 h), T6 rapid solution heat treatment (solution heat treatment at 510 °C for 1h and aging at 160 °C for 6 h), and T6 benchmark (solution heat treatment at 540 °C for 1h and aging at 160 °C for 4 h), the latter used as a benchmark. The study highlighted how the better balance between strength and ductility properties induced by the introduction of heat treatments leads to lower wear resistance and not significant variations in the friction coefficient of the alloy. The tribological and mechanical behavior of the alloy coated with two different coating structures, consisting of (i) chemical Ni (Ni-P) and (ii) Ni-P + DLC, was also evaluated. The goal was the identification of a deposition cycle such as to guarantee the optimization of the mechanical and tribological behavior of the alloy. The Ni-P coating provided good wear resistance but an increase in the coefficient of friction. In contrast, using the DLC top coating resulted in excellent tribological performance in wear resistance and friction coefficient. The samples characterized by the Ni-P + DLC multilayer coating were subsequently subjected to mechanical characterization. The results obtained highlighted problems of adhesion and incipient breaking of the material due to the different mechanical behavior of the coating, considerably reducing the mechanical performance of the alloy coated with Ni-P+DLC multilayer solution compared to the specimens in the un-coated condition.

Effetto della sabbiatura sul comportamento a fatica della lega AlSi10Mg prodotta con Laser Powder Bed Fusion e trattata termicamente

La tesi in oggetto ha lo scopo di determinare l’effetto della sabbiatura sul comportamento a fatica della lega AlSi10Mg prodotta mediante Laser Powder Bed Fusion e trattata termicamente. I parametri di processo e di trattamento termico (T5 e T6) sono stati precedentemente ottimizzati. Al fine di determinare l’effetto della sabbiatura su topografia superficiale e microstruttura dei campioni, si sono condotte molteplici analisi avvalendosi di strumenti quali profilometria, microscopia ottica ed in scansione, analisi di tensioni residue con diffrazione a raggi X e prove di durezza. Attraverso prove di fatica per flessione rotante, eseguite secondo il metodo Stair-Case per la determinazione della resistenza a fatica, e successiva caratterizzazione delle superfici di frattura si vuole correlare il difetto killer, ossia quello responsabile del cedimento per fatica, alle caratteristiche morfologiche e microstrutturali. Il difetto killer viene caratterizzato in termini di dimensione e distanza dalla superficie e per mostrare la relazione fra la dimensione del difetto killer e la resistenza a fatica si adotta il diagramma di Kitagawa-Takahashi con modellazione di Murakami ed EL Haddad. Si è evidenziato che tutti i difetti killer sono riconducibili a lack-of-fusion con dimensione superiore ai 100 μm ad una profondità compresa fra i 150 e i 200 μm, indipendentemente dal trattamento termico o meccanico applicato. In termini di fatica si osserva che il trattamento T6 conferisce al materiale migliori proprietà rispetto a quello T5. Il processo di sabbiatura, confrontato con quello di lucidatura superficiale, ha portato a miglioramenti in termini di durezza e tensioni residue di compressione, ma si è rivelato quasi ininfluente sulla resistenza a fatica. Sulla base di quanto sopra, si conferma la possibilità di applicazione della sabbiatura in ambito industriale a componenti meccanici, anche in sostituzione della lucidatura, ottenendo un beneficio anche economico.

Changes In Liver Cell Dna Methylation Status In Diabetic Mice Affect Its Ft-ir Characteristics.

Lower levels of cytosine methylation have been found in the liver cell DNA from non-obese diabetic (NOD) mice under hyperglycemic conditions. Because the Fourier transform-infrared (FT-IR) profiles of dry DNA samples are differently affected by DNA base composition, single-stranded form and histone binding, it is expected that the methylation status in the DNA could also affect its FT-IR profile. The DNA FT-IR signatures obtained from the liver cell nuclei of hyperglycemic and normoglycemic NOD mice of the same age were compared. Dried DNA samples were examined in an IR microspectroscope equipped with an all-reflecting objective (ARO) and adequate software. Changes in DNA cytosine methylation levels induced by hyperglycemia in mouse liver cells produced changes in the respective DNA FT-IR profiles, revealing modifications to the vibrational intensities and frequencies of several chemical markers, including νas -CH3 stretching vibrations in the 5-methylcytosine methyl group. A smaller band area reflecting lower energy absorbed in the DNA was found in the hyperglycemic mice and assumed to be related to the lower levels of -CH3 groups. Other spectral differences were found at 1700-1500 cm(-1) and in the fingerprint region, and a slight change in the DNA conformation at the lower DNA methylation levels was suggested for the hyperglycemic mice. The changes that affect cytosine methylation levels certainly affect the DNA-protein interactions and, consequently, gene expression in liver cells from the hyperglycemic NOD mice.

Endocytosis Of Tight Junctions Caveolin Nitrosylation Dependent Is Improved By Cocoa Via Opioid Receptor On Rpe Cells In Diabetic Conditions.

Retinal pigment epithelium cells, along with tight junction (TJ) proteins, constitute the outer blood retinal barrier (BRB). Contradictory findings suggest a role for the outer BRB in the pathogenesis of diabetic retinopathy (DR). The aim of this study was to investigate whether the mechanisms involved in these alterations are sensitive to nitrosative stress, and if cocoa or epicatechin (EC) protects from this damage under diabetic (DM) milieu conditions. Cells of a human RPE line (ARPE-19) were exposed to high-glucose (HG) conditions for 24 hours in the presence or absence of cocoa powder containing 0.5% or 60.5% polyphenol (low-polyphenol cocoa [LPC] and high-polyphenol cocoa [HPC], respectively). Exposure to HG decreased claudin-1 and occludin TJ expressions and increased extracellular matrix accumulation (ECM), whereas levels of TNF-α and inducible nitric oxide synthase (iNOS) were upregulated, accompanied by increased nitric oxide levels. This nitrosative stress resulted in S-nitrosylation of caveolin-1 (CAV-1), which in turn increased CAV-1 traffic and its interactions with claudin-1 and occludin. This cascade was inhibited by treatment with HPC or EC through δ-opioid receptor (DOR) binding and stimulation, thereby decreasing TNF-α-induced iNOS upregulation and CAV-1 endocytosis. The TJ functions were restored, leading to prevention of paracellular permeability, restoration of resistance of the ARPE-19 monolayer, and decreased ECM accumulation. The detrimental effects on TJs in ARPE-19 cells exposed to DM milieu occur through a CAV-1 S-nitrosylation-dependent endocytosis mechanism. High-polyphenol cocoa or EC exerts protective effects through DOR stimulation.

Effect Of Spray Drying On The Sensory And Physical Properties Of Hydrolysed Casein Using Gum Arabic As The Carrier.

This study was aimed at spray drying hydrolysed casein using gum Arabic as the carrier agent, in order to decrease the bitter taste. Three formulations with differing proportions of hydrolysed casein: gum Arabic (10:90, 20:80 and 30:70) were prepared and characterized. They were evaluated for their moisture content, water activity, hygroscopicity, dispersibility in water and in oil, particle size and distribution, particle morphology, thermal behaviour (DSC) and bitter taste by a trained sensory panel using a paired-comparison test (free samples vs. spray dried samples). The proportion of hydrolysed casein did not affect the morphology of the microspheres. The spray drying process increased product stability and modified the dissolution time, but had no effect on the ability of the material to dissolve in either water or oil. The sensory tests showed that the spray drying process using gum Arabic as the carrier was efficient in attenuating or masking the bitter taste of the hydrolysed casein.

Beam Energy Dependence Of Moments Of The Net-charge Multiplicity Distributions In Au+au Collisions At Rhic.

We report the first measurements of the moments--mean (M), variance (σ(2)), skewness (S), and kurtosis (κ)--of the net-charge multiplicity distributions at midrapidity in Au+Au collisions at seven energies, ranging from sqrt[sNN]=7.7 to 200 GeV, as a part of the Beam Energy Scan program at RHIC. The moments are related to the thermodynamic susceptibilities of net charge, and are sensitive to the location of the QCD critical point. We compare the products of the moments, σ(2)/M, Sσ, and κσ(2), with the expectations from Poisson and negative binomial distributions (NBDs). The Sσ values deviate from the Poisson baseline and are close to the NBD baseline, while the κσ(2) values tend to lie between the two. Within the present uncertainties, our data do not show nonmonotonic behavior as a function of collision energy. These measurements provide a valuable tool to extract the freeze-out parameters in heavy-ion collisions by comparing with theoretical models.

Measurement Of The Hydrodynamic Radius Of Quantum Dots By Fluorescence Correlation Spectroscopy Excluding Blinking.

One of the most important properties of quantum dots (QDs) is their size. Their size will determine optical properties and in a colloidal medium their range of interaction. The most common techniques used to measure QD size are transmission electron microscopy (TEM) and X-ray diffraction. However, these techniques demand the sample to be dried and under a vacuum. This way any hydrodynamic information is excluded and the preparation process may alter even the size of the QDs. Fluorescence correlation spectroscopy (FCS) is an optical technique with single molecule sensitivity capable of extracting the hydrodynamic radius (HR) of the QDs. The main drawback of FCS is the blinking phenomenon that alters the correlation function implicating in a QD apparent size smaller than it really is. In this work, we developed a method to exclude blinking of the FCS and measured the HR of colloidal QDs. We compared our results with TEM images, and the HR obtained by FCS is higher than the radius measured by TEM. We attribute this difference to the cap layer of the QD that cannot be seen in the TEM images.

A pilot study of topiramate in children with Lennox-Gastaut syndrome

We conducted an open, add-on study with topiramate (TPM) as adjunctive therapy in Lennox-Gastaut syndrome (LGS), to assess the long-term efficacy and safety and to evaluate quality of life (QL) measurements in the chronic use of TPM. We studied 19 patients (11 male; age ranging from 4 to 14 years) with uncontrolled seizures receiving 2-3 anti-epileptic drugs. Patients were followed up to 36 months of treatment. A questionnaire was used to query parents about QL. Seven patients completed the study at 36 months and seizure frequency was reduced > 75% in 4, and < 50% in 3 patients. Two children became seizure free for more than 24 months. Most side effects were CNS related, with the most frequent being somnolence and anorexia. These were generally transient. One patient dropped-out due to powder in the urine. None of the patients required hospitalization. At 36 months, patients' alertness (2/7), interaction with environment (5/7), ability to perform daily activities (5/7), and verbal performance (6/7) improved on TPM. We conclude that TPM may be useful as adjunctive therapy in the treatment of LGS. The efficacy of TPM was maintained in long-term treatment in more than 40% of patients, long term safety was confirmed and QL improved on TPM.

Avaliação econômica da elaboração de banana-passa proveniente de cultivo orgânico e convencional

This work reports an economic evaluation of the dried banana production from an agroindustry located in Guaraqueçaba - PR State, Brazil. The conventional and the organic banana processings were evaluated by comparing the economic viability pointers. The dried organic banana is exported to the Europe and the dried conventional banana is commercialized in the region of Curitiba - PR. Both processings presented positive economic viability, however the dried organic banana presented better indices (TIR 94%, VPL R$ 486,009.39 and benefit cost relation of 2.11) than the conventional dried banana (TIR 14%, VPL R$ 34,668.00 and benefit cost relation of 1.17). The dried organic banana presented a cost of production of R$ 3.64, being 50.1% relative to the expense with insumos and 27% with labour. The dried conventional banana presented a cost of R$ 3.21, being 45.3% for insumos and 31.2% for labour.

Influência do processo de secagem na qualidade do cogumelo shiitake

Edible mushroom are highly perishable foods. Drying is an alternative to provide safe storage. In this work, the effects of some drying parameters on the quality of Shiitake mushroom were investigated: geometry of the raw material (whole and sliced), drying temperature (50 °C and 70 ºC) and final moisture content (5% and 15% wb). Experimental kinetics of drying was built and color and texture analyses were done in fresh and in rehydrated dried product. The effect of parameters was evaluated by analysis of variance and test of multiple comparisons. Drying kinetics showed that drying happened in falling-rate period and sliced mushroom dried at 70 ºC required lesser drying time than other treatments. Mushroom dried at 70 ºC showed less darkening. Drying time affected mushroom quality, evaluated by great hardness, gummosis and darkening.

Reprodutibilidade das mensurações da espessura das tábuas ósseas na tomografia computadorizada Cone-Beam utilizando diferentes protocolos de aquisição de imagem

INTRODUÇÃO: quanto menor a dimensão do voxel, maior a nitidez da imagem de tomografia computadorizada Cone-Beam (TCCB), porém, maior a dose de radiação emitida. OBJETIVOS: avaliar e comparar a reprodutibilidade da mensuração da espessura das tábuas ósseas vestibular e lingual em imagens de TCCB, utilizando diferentes protocolos de aquisição de imagem com variação da dimensão do voxel. MÉTODOS: exames de TCCB foram tomados de 12 mandíbulas humanas secas, com dimensão do voxel de 0,2; 0,3 e 0,4mm, no aparelho i-CAT Cone-Beam 3-D Dental Imaging System. No software i-CAT Viewer, foi mensurada a espessura das tábuas ósseas vestibular e lingual, em um corte axial passando 12mm acima do forame mentoniano do lado direito. A reprodutibilidade intraexaminador foi avaliada por meio da aplicação do teste t pareado. Para a comparação interexaminadores, foi utilizado o teste t independente. Os resultados foram considerados com o nível de significância de 5%. RESULTADOS: observou-se uma excelente reprodutibilidade interexaminadores para os três protocolos avaliados. A reprodutibilidade intraexaminadores foi muito boa, com exceção de algumas regiões dos dentes anteriores, que mostraram diferenças estatisticamente significativas, independentemente da dimensão do voxel. CONCLUSÃO: a mensuração da espessura das tábuas ósseas vestibular e lingual em imagens de TCCB mostrou boa precisão para exames obtidos com voxel de 0,2; 0,3 ou 0,4mm. A reprodutibilidade das mensurações na região anterior da mandíbula foi mais crítica do que na região posterior.

Effect of repeated disinfections by microwave energy on the physical and mechanical properties of denture base acrylic resins

The present study evaluated the effect of repeated simulated microwave disinfection on physical and mechanical properties of Clássico, Onda-Cryl and QC-20 denture base acrylic resins. Aluminum patterns were included in metallic or plastic flasks with dental stone following the traditional packing method. The powder/liquid mixing ratio was established according to the manufacturer's instructions. After water-bath polymerization at 74ºC for 9 h, boiling water for 20 min or microwave energy at 900 W for 10 min, the specimens were deflasked after flask cooling and finished. Each specimen was immersed in 150 mL of distilled water and underwent 5 disinfection cycles in a microwave oven set at 650 W for 3 min. Non-disinfected and disinfected specimens were subjected to the following tets: Knoop hardness test was performed with 25 g load for 10 s, impact strength test was done using the Charpy system with 40 kpcm, and 3-point bending test (flexural strength) was performed at a crosshead speed of 0.5 mm/min until fracture. Data were analyzed statistically by ANOVA and Tukey's test (α= 0.05%). Repeated simulated microwave disinfections decreased the Knoop hardness of Clássico and Onda-Cryl resins and had no effect on the impact strength of QC-20. The flexural strength was similar for all tested resins.