Strength, Deformation and Fracture in Metallic Nanostructures

An understanding of the mechanics of nanoscale metals and semiconductors is necessary for the safe and prolonged operation of nanostructured devices from transistors to nanowire- based solar cells to miniaturized electrodes. This is a fascinating but challenging pursuit because mechanical properties that are size-invariant in conventional materials, such as strength, ductility and fracture behavior, can depend critically on sample size when materials are reduced to sub- micron dimensions. In this thesis, the effect of nanoscale sample size, microstructure and structural geometry on mechanical strength, deformation and fracture are explored for several classes of solid materials. Nanocrystalline platinum nano-cylinders with diameters of 60 nm to 1 μm and 12 nm sized grains are fabricated and tested in compression. We find that nano-sized metals containing few grains weaken as sample diameter is reduced relative to grain size due to a change from deformation governed by internal grains to surface grain governed deformation. Fracture at the nanoscale is explored by performing in-situ SEM tension tests on nanocrystalline platinum and amorphous, metallic glass nano-cylinders containing purposely introduced structural flaws. It is found that failure location, mechanism and strength are determined by the stress concentration with the highest local stress whether this is at the structural flaw or a microstructural feature. Principles of nano-mechanics are used to design and test mechanically robust hierarchical nanostructures with structural and electrochemical applications. 2-photon lithography and electroplating are used to fabricate 3D solid Cu octet meso-lattices with micron- scale features that exhibit strength higher than that of bulk Cu. An in-situ SEM lithiation stage is developed and used to simultaneously examine morphological and electrochemical changes in Si-coated Cu meso-lattices that are of interest as high energy capacity electrodes for Li-ion batteries.

Stress and load calculation for unknown building

Not available.

Temperature and stress tuning characteristics of long-period gratings imprinted in Panda fiber

Temperature and stress tunabilities of long-period Bragg gratings imprinted in Panda fiber are presented in this letter. It is shown that the temperature and strain response of the resonance peaks for fast and slow axes are different not only in their magnitudes but also in the signs of the slope. Furthermore, the characteristics for different order modes are different both in magnitudes and signs. The complicated phenomena are discussed by using a simplified model.

Avaliação da biodegradabilidade de compósitos à base de poliéster e amido com fibra de coco verde

Os materiais poliméricos tem sido uma das causas dos problemas ambientais discutidos em todo mundo nos últimos tempos. Como uma das soluções para esse problema, estão os polímeros biodegradáveis que são materiais que se degradam pela ação de microorganismos. Uma Indústria sediada no Brasil lançou recentemente um poliéster biodegradável que surge boa alternativa para o crescimento no mercado dos polímeros biodegradáveis, principalmente por possuir em sua composição matéria prima de fonte renovável. Neste trabalho foram preparados compósitos com matriz de poliéster biodegradável e fibra de coco verde com e sem modificação química por acetilação em misturador interno Haake. Foi estudada a biodegradabilidade em solo simulado do polímero puro e de seus compósitos e foram avaliadas as propriedades térmicas, morfológicas e mecânicas do polímero puro e de alguns de seus compósitos. O teste de biodegradabilidade foi feito pelo enterro das amostras em solo simulado por períodos distintos, variando de duas a dezessete semanas, seguindo a Norma ASTM G 160 03. Após cada período de teste, as amostras foram retiradas do solo e analisadas por microscopia ótica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (TGA), calorimetria diferencial de varredura (DSC), espectroscopia na região do infravermelho (FTIR) e análise mecânica de tração. Os resultados obtidos indicaram que tanto o polímero puro quanto os seus compósitos sofreram biodegradação, a presença da fibra apenas atrasa o processo de biodegradação, as fibras de coco tiveram uma boa afinidade com a matriz polimérica, a incorporação de 5% fibra de coco na matriz torna o compósito mais rígido e a incorporação da fibra e o processo de biodegradação alteram as características da fase cristalina no material polimérico.

Towards a standard methodology to evaluate internal cluster validity indices

The evaluation and comparison of internal cluster validity indices is a critical problem in the clustering area. The methodology used in most of the evaluations assumes that the clustering algorithms work correctly. We propose an alternative methodology that does not make this often false assumption. We compared 7 internal cluster validity indices with both methodologies and concluded that the results obtained with the proposed methodology are more representative of the actual capabilities of the compared indices.

Impacto solvencia II en un seguro de vida

La actividad aseguradora supone la transferencia de riesgos del asegurado al asegurador. El asegurador se compromete al pago de una prestación si el riesgo se realiza. Se produce un cambio en el ciclo productivo. El asegurador vende una cobertura sin conocer el momento y el coste exacto de dicha cobertura. Esta particularidad de la actividad aseguradora explica la necesidad para una entidad aseguradora de ser solvente en cada momento y ante cualquier imprevisto. Por ello, la solvencia de las entidades aseguradoras es un aspecto que se ha ido recogiendo en las distintas normativas que han regulado la actividad aseguradora y al que se ha ido dando cada vez más importancia. Actualmente la legislación vigente en materia de solvencia de las aseguradoras esta regulada por la directiva europea Solvencia I. Esta directiva establece dos conceptos para garantizar la solvencia: las provisiones técnicas y el margen de solvencia. Las provisiones técnicas son las calculadas para garantizar la solvencia estática de la compañía, es decir aquella que hace frente, en un instante temporal determinado, a los compromisos asumidos por la entidad. El margen de solvencia se destina a cubrir la solvencia dinámica, aquella que hace referencia a eventos futuros que puedan afectar la capacidad del asegurador. Sin embargo en una corriente de gestión global del riesgo en la que el sector bancario ya se había adelantado al sector asegurador con la normativa Basilea II, se decidió iniciar un proyecto europeo de reforma de Solvencia I y en noviembre del 2009 se adoptó la directiva 2009/138/CE del parlamento europeo y del consejo, sobre el seguro de vida, el acceso a la actividad de seguro y de reaseguro y su ejercicio mas conocida como Solvencia II. Esta directiva supone un profundo cambio en las reglas actuales de solvencia para las entidades aseguradoras. Este cambio persigue el objetivo de establecer un marco regulador común a nivel europeo que sea más adaptado al perfil de riesgo de cada entidad aseguradora. Esta nueva directiva define dos niveles distintos de capital: el SCR (requerimiento estándar de capital de solvencia) y el MCR (requerimiento mínimo de capital). Para el calculo del SCR se ha establecido que el asegurador tendrá la libertad de elegir entre dos modelos. Un modelo estándar propuesto por la Autoridad Europea de Seguros y Pensiones de Jubilación (EIOPA por sus siglas en inglés), que permitirá un calculo simple, y un modelo interno desarrollado por la propia entidad que deberá ser aprobado por las autoridades competentes. También se contempla la posibilidad de utilizar un modelo mixto que combine ambos, el estándar y el interno. Para el desarrollo del modelo estándar se han realizado una serie de estudios de impacto cuantitativos (QIS). El último estudio (QIS 5) ha sido el que ha planteado de forma más precisa el cálculo del SCR. Plantea unos shocks que se deberán de aplicar al balance de la entidad con el objetivo de estresarlo, y en base a los resultados obtenidos constituir el SCR. El objetivo de este trabajo es realizar una síntesis de las especificaciones técnicas del QIS5 para los seguros de vida y realizar una aplicación práctica para un seguro de vida mixto puro. En la aplicación práctica se determinarán los flujos de caja asociados a este producto para calcular su mejor estimación (Best estimate). Posteriormente se determinará el SCR aplicando los shocks para los riesgos de mortalidad, rescates y gastos. Por último, calcularemos el margen de riesgo asociado al SCR. Terminaremos el presente TFG con unas conclusiones, la bibliografía empleada así como un anexo con las tablas empleadas.

Anomalous electric dipole internal conversion

Electric dipole internal conversion has been experimentally studied for several nuclei in the rare earth region. Anomalies in the conversion process have been interpreted in terms of nuclear structure effects. It was found that all the experimental results could be interpreted in terms of the j ∙ r type of penetration matrix element; the j ∙ ∇ type of penetration matrix element was not important. The ratio λ of the El j ∙ r penetration matrix element to the El gamma-ray matrix element was determined from the experiments to be:

Lu¹⁷⁵,396 keV, λ = - 1000 ± 100;

282 keV, λ = 500 ± 100;

144 keV, λ = 500 ± 250;

Hf¹⁷⁷, 321 keV λ = - 1400 ± 200;

208 keV λ = - 90 ± 40;

72 keV |λ| ≤ 650;

Gd¹⁵⁵, 86 keV λ = - 150 ± 100;

Tm¹⁶⁹, 63 keV λ = - 100 ± 100;

W¹⁸², 152 keV, λ = - 160 ±80;

67 keV, λ = - 100 ± 100.

Predictions for λ are made using the unified nuclear model.

Nuclear structure effects in internal conversion

Experimental studies of nuclear effects in internal conversion in Ta¹⁸¹ and Lu¹⁷⁵ have been performed. Nuclear structure effects (“penetration” effects), in internal conversion are described in general. Calculation of theoretical conversion coefficients are outlined. Comparisons with the theoretical conversion coefficient tables of Rose and Sliv and Band are made. Discrepancies between our results and those of Rose and Sliv are noted. The theoretical conversion coefficients of Sliv and Band are in substantially better agreement with our results than are those of Rose. The ratio of the M1 penetration matrix element to the M1 gamma-ray matrix element, called λ, is equal to + 175 ± 25 for the 482 keV transition in Ta¹⁸¹ . The results for the 343 keV transition in Lu¹⁷⁵ indicate that λ may be as large as – 8 ± 5. These transitions are discussed in terms of the unified collective model. Precision L subshell measurements in Tm¹⁶⁹ (130keV), W¹⁸² (100 keV), and Ta¹⁸¹ (133 keV) show definite systematic deviations from the theoretical conversion coefficients. The possibility of explaining these deviations by penetration effects is investigated and is shown to be excluded. Other explanations of these anomalies are discussed.