Determinación estructural de cristales líquidos mediante difracción resonante de rayos x

Un documento de PDF de 36 paginas sin contar apéndices. En castellano.

Estudio de la corrosión atmosférica del acero al carbono y sus productos de corrosión mediante el empleo de técnicas electroquímicas, difracción de rayos x y microscopía electrónica

[ES] El problema de la corrosión en Canarias es un tema muy importante que no ha sido abordado hasta la actualidad. Dada la naturaleza de los ensayos necesarios para caracterizar el nivel de corrosividad de una atmósfera, ensayos muy costosos tanto en tiempo como en materiales, se pone énfasis en determinar la velocidad de corrosión mediante técnicas electroquímicas. En el presente artículo se desarrollan dichas técnicas, determinando el efecto relativo de los contaminantes en la velocidad de corrosión y caracterizando los productos de corrosión formados, concluyendo que el SO2 ejerce un efecto más acusado que los iones cloruros en la velocidad de corrosión del acero al carbono. La técnica de Espectroscopia de Impedancia electroquímica (EIE) se presenta como una herramienta válida para caracterizar la capa de productos de corrosión formados sobre el acero al carbono.

Identificación de minerales mediante difracción de rayos X utilizando bases de datos online de libre acceso

El artículo proporciona una metodología sencilla para la identificación de minerales mediante la técnica de difracción de rayos X de polvo utilizando bases de datos mineralógicos de libre acceso y online. Las bases de datos utilizadas son la base de datos mineralógicas webmineral y la base de datos de estructuras cristalinas de la American Mineralogist Crystal Structure Database, AMS. En el presente trabajo se han elaborado 3 actividades resueltas de estudios reales y en orden creciente de dificultad. Se ha pretendido hacer hincapié en puntos donde el profesor puede interactuar con el alumno y promover la capacidad de análisis, síntesis y razonamiento crítico del alumno ante un problema de investigación en geología. Finalmente se ha elaborado un Anexo donde se recogen recomendaciones para que el profesor desarrolle sus propias actividades.

Aplicación de los rayos X en la industria como prueba no-destructiva.

Tesis (Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Diseño Mecánico) UANL

Diseño de un monitoreo de la dispersión de rayos X en radiografía dental

Tesis (Maestro en Ciencias con especialidad en Metrología de la Radiación) U.A.N.L.

Análisis de la dispersión de rayos-X en el aire en radiografía dental [por] Guillermo Escobedo Valle

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Metrología de la Radiación) U.A.N.L.

Análisis químico de materiales silicoaluminosos por fluorescencia de rayos X

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Química Analítica) U.A.N.L.

Aplicación de estrategias constructivistas para la enseñanza del curso de Rayos X I

Tesis ( Maestría en Enseñanza Superior) U.A.N.L.

Efecto de la modificación en los parámetros de emisión de rayos x y la educación del médico sobre la dosis de radiación emitida durante los procedimientos de intervencionismo endovascular coronario.

Tesis (Doctorado en Medicina) UANL, 2012.

Espectroscopía de emisión de rayos x. Aplicación a la caracterización de materiales.

La idea principal del proyecto abarca el estudio de parámetros y fenómenos físicos. Los avances logrados se aplicarán al desarrollo de software y metodologías para cuantificación de materiales mediante microanálisis con sonda de electrones y microscopía electrónica de barrido. El microanálisis no es una técnica absoluta, sino que requiere de estándares de referencia, para obviar el uso de ciertos parámetros geométricos y atómicos difíciles de conocer con una precisión adecuada. Para contar con un método sin estándares debe abordarse la determinación de parámetros atómicos e instrumentales, que es uno de los aspectos que se desea encarar en este proyecto. Por otro lado, también se pretende incluir los parámetros estudiados en un software de cuantificación desarrollado por integrantes del proyecto. Otro de los propósitos del plan de trabajo es estudiar la potencialidad de la resolución espacial de una microsonda de electrones con el fin de desarrollar una metodología para caracterizar interfases, bordes de granos e inclusiones, con resolución submicrométrica, ya que los métodos tradicionales de cuantificación se restringen al caso de muestras planas y homogéneas dentro del volumen de interacción, pero la caracterización de inhomogeneidades a nivel micrométrico no ha sido desarrollada todavía, salvo algunas excepciones.

X-Ray powder diffraction laboratory @ University of Málaga (UMA)

X-Ray Powder Diffraction (XRPD) laboratory is a facility placed at Servicios Centrales de apoyo a la Investigación (SCAI) at University of Malaga (UMA) http://www.scai.uma.es/. This facility has three XRPD diffractometers and a diffractometer to measure high-resolution thin-films. X´Pert PRO MPD from PANalytical. This is a bragg-brentano (theta/2theta) with reflection geometry diffractometer which allows to obtain high resolution XRPD data with strictly monochromatic CuKα1 radiation (λ=1.54059Å) [Ge(111) primary monochromator] and an automatic sample charger. Moreover, it has parallel monochromatic CuKα1 radiation (λ=1.54059Å) with an hybrid Ge(220) monochromator for capillary and multiproposal (bulk samples up to 1 Kg) sample holders. The HTK1200N chamber from Anton Paar allows collecting high resolution high temperature patterns. EMPYREAN from PANalytical. This diffractometer works in reflection and transmission geometries with theta/theta goniometer, using CuKα1,2 radiation (λ=1.5418Å), a focusing X-ray mirror and a ultra-fast PIXCEL 3D detector with 1D and 2D collection data modes (microstructural and preferred orientation analysis). Moreover, the TTK450N chamber allows low temperature and up to 450ºC studies. A D8 ADVANCE (BRUKER) was installed in April 2014. It is the first diffractometer in Europe equipped with a Johansson Ge(111) primary monochromator, which gives a strictly monochromatic Mo radiation (λ=0.7093 Å) [1]. It works in transmission mode (with a sample charger) with this high resolution configuration. XRPD data suitable for PDF (Pair Distribution Function) analysis can be collected with a capillary sample holder, due to the high energy and high resolution capabilities of this diffractometer. Moreover, it has a humidity chamber MHC-trans from Anton Paar working on transmission mode with MoKα1 (measurements can be collected at 5 to 95% of relative humidity (from 20 to 80 ºC) and up to 150ºC [2]). Furthermore, this diffractometer also has a reaction chamber XRK900 from Anton Paar (which uses CuKα1,2 radiation in reflection mode), which allows data collection from room temperature to 900ºC with up to 10 bar of different gases. Finally, a D8 DISVOVER A25 from BRUKER was installed on December 2014. It has a five axis Euler cradler and optics devices suitable for high resolution thin film data collection collected in in-plane and out-of-plane modes. To sum up, high-resolution thin films, microstructural, rocking-curve, Small Angle X-ray Scattering (SAXS), Grazing incident SAXS (GISAXS), Ultra Grazing incident diffraction (Ultra-GID) and microdiffraction measurements can be performed with the appropriated optics and sample holders. [1] L. León-Reina, M. García-Maté, G. Álvarez-Pinazo, I. Santacruz, O. Vallcorba, A.G. De la Torre, M.A.G. Aranda “Accuracy in Rietveld quantitative phase analysis: a comparative study of strictly monochromatic Mo and Cu radiations” J. Appl. Crystallogr. 2016, 49, 722-735. [2] J. Aríñez-Soriano, J. Albalad, C. Vila-Parrondo, J. Pérez-Carvajal, S. Rodríguez-Hermida, A. Cabeza, F. Busqué, J. Juanhuix, I. Imaz, Daniel Maspoch “Single-crystal and humidity-controlled powder diffraction study of the breathing effect in a metal-organic framework upon water adsorption/desorption” Chem. Commun., 2016, DOI: 10.1039/C6CC02908F.

Simulador de escáner de rayos X: creación y análisis de imágenes

Actualmente cada vez son mayores las medidas de seguridad que nos rodean. Cada vez son más importantes y severas estas medidas de seguridad en infraestructuras y edificios públicos. Como consecuencia de estos hechos, cada vez se aumenta la necesidad de contar con personal de seguridad más cualificado y preparado. Esto ha provocado que aumente la demanda de formación en esta área, ya que las empresas de seguridad que operan en el aeropuerto deben formar a su personal para que puedan ejercer su trabajo con la mayor eficacia. Ante esta situación, hemos decidido desarrollar una aplicación para la formación de los alumnos en materia de seguridad aeroportuaria. Con esta aplicación, los usuarios pueden conseguir cualquiera de las tres certificaciones que emite AESA (Agencia Estatal de Seguridad Aérea). Cada certificación es distinta según la zona del aeropuerto en donde opere el alumno. Por tanto, el objetivo de este proyecto es la implementación de una herramienta de aprendizaje y evaluación por parte de alumnos, que está compuesta por dos aplicaciones que se relacionan mediante la arquitectura cliente-servidor.

Estudio de fases en los sistemas Li2O-SiO2-Ta2O5 y Li2O-SiO2-Nb2O5 por Bellanira Garza Montoya

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Química Analítica) U.A.N.L.

Microstructure-based numerical modeling of the mechanical behavior of Mg alloys

Dentro de los materiales estructurales, el magnesio y sus aleaciones están siendo el foco de una de profunda investigación. Esta investigación está dirigida a comprender la relación existente entre la microestructura de las aleaciones de Mg y su comportamiento mecánico. El objetivo es optimizar las aleaciones actuales de magnesio a partir de su microestructura y diseñar nuevas aleaciones. Sin embargo, el efecto de los factores microestructurales (como la forma, el tamaño, la orientación de los precipitados y la morfología de los granos) en el comportamiento mecánico de estas aleaciones está todavía por descubrir. Para conocer mejor de la relación entre la microestructura y el comportamiento mecánico, es necesaria la combinación de técnicas avanzadas de caracterización experimental como de simulación numérica, a diferentes longitudes de escala. En lo que respecta a las técnicas de simulación numérica, la homogeneización policristalina es una herramienta muy útil para predecir la respuesta macroscópica a partir de la microestructura de un policristal (caracterizada por el tamaño, la forma y la distribución de orientaciones de los granos) y el comportamiento del monocristal. La descripción de la microestructura se lleva a cabo mediante modernas técnicas de caracterización (difracción de rayos X, difracción de electrones retrodispersados, así como con microscopia óptica y electrónica). Sin embargo, el comportamiento del cristal sigue siendo difícil de medir, especialmente en aleaciones de Mg, donde es muy complicado conocer el valor de los parámetros que controlan el comportamiento mecánico de los diferentes modos de deslizamiento y maclado. En la presente tesis se ha desarrollado una estrategia de homogeneización computacional para predecir el comportamiento de aleaciones de magnesio. El comportamiento de los policristales ha sido obtenido mediante la simulación por elementos finitos de un volumen representativo (RVE) de la microestructura, considerando la distribución real de formas y orientaciones de los granos. El comportamiento del cristal se ha simulado mediante un modelo de plasticidad cristalina que tiene en cuenta los diferentes mecanismos físicos de deformación, como el deslizamiento y el maclado. Finalmente, la obtención de los parámetros que controlan el comportamiento del cristal (tensiones críticas resueltas (CRSS) así como las tasas de endurecimiento para todos los modos de maclado y deslizamiento) se ha resuelto mediante la implementación de una metodología de optimización inversa, una de las principales aportaciones originales de este trabajo. La metodología inversa pretende, por medio del algoritmo de optimización de Levenberg-Marquardt, obtener el conjunto de parámetros que definen el comportamiento del monocristal y que mejor ajustan a un conjunto de ensayos macroscópicos independientes. Además de la implementación de la técnica, se han estudiado tanto la objetividad del metodología como la unicidad de la solución en función de la información experimental. La estrategia de optimización inversa se usó inicialmente para obtener el comportamiento cristalino de la aleación AZ31 de Mg, obtenida por laminado. Esta aleación tiene una marcada textura basal y una gran anisotropía plástica. El comportamiento de cada grano incluyó cuatro mecanismos de deformación diferentes: deslizamiento en los planos basal, prismático, piramidal hc+ai, junto con el maclado en tracción. La validez de los parámetros resultantes se validó mediante la capacidad del modelo policristalino para predecir ensayos macroscópicos independientes en diferentes direcciones. En segundo lugar se estudió mediante la misma estrategia, la influencia del contenido de Neodimio (Nd) en las propiedades de una aleación de Mg-Mn-Nd, obtenida por extrusión. Se encontró que la adición de Nd produce una progresiva isotropización del comportamiento macroscópico. El modelo mostró que este incremento de la isotropía macroscópica era debido tanto a la aleatoriedad de la textura inicial como al incremento de la isotropía del comportamiento del cristal, con valores similares de las CRSSs de los diferentes modos de deformación. Finalmente, el modelo se empleó para analizar el efecto de la temperatura en el comportamiento del cristal de la aleación de Mg-Mn-Nd. La introducción en el modelo de los efectos non-Schmid sobre el modo de deslizamiento piramidal hc+ai permitió capturar el comportamiento mecánico a temperaturas superiores a 150_C. Esta es la primera vez, de acuerdo con el conocimiento del autor, que los efectos non-Schmid han sido observados en una aleación de Magnesio. The study of Magnesium and its alloys is a hot research topic in structural materials. In particular, special attention is being paid in understanding the relationship between microstructure and mechanical behavior in order to optimize the current alloy microstructures and guide the design of new alloys. However, the particular effect of several microstructural factors (precipitate shape, size and orientation, grain morphology distribution, etc.) in the mechanical performance of a Mg alloy is still under study. The combination of advanced characterization techniques and modeling at several length scales is necessary to improve the understanding of the relation microstructure and mechanical behavior. Respect to the simulation techniques, polycrystalline homogenization is a very useful tool to predict the macroscopic response from polycrystalline microstructure (grain size, shape and orientation distributions) and crystal behavior. The microstructure description is fully covered with modern characterization techniques (X-ray diffraction, EBSD, optical and electronic microscopy). However, the mechanical behaviour of single crystals is not well-known, especially in Mg alloys where the correct parameterization of the mechanical behavior of the different slip/twin modes is a very difficult task. A computational homogenization framework for predicting the behavior of Magnesium alloys has been developed in this thesis. The polycrystalline behavior was obtained by means of the finite element simulation of a representative volume element (RVE) of the microstructure including the actual grain shape and orientation distributions. The crystal behavior for the grains was accounted for a crystal plasticity model which took into account the physical deformation mechanisms, e.g. slip and twinning. Finally, the problem of the parametrization of the crystal behavior (critical resolved shear stresses (CRSS) and strain hardening rates of all the slip and twinning modes) was obtained by the development of an inverse optimization methodology, one of the main original contributions of this thesis. The inverse methodology aims at finding, by means of the Levenberg-Marquardt optimization algorithm, the set of parameters defining crystal behavior that best fit a set of independent macroscopic tests. The objectivity of the method and the uniqueness of solution as function of the input information has been numerically studied. The inverse optimization strategy was first used to obtain the crystal behavior of a rolled polycrystalline AZ31 Mg alloy that showed a marked basal texture and a strong plastic anisotropy. Four different deformation mechanisms: basal, prismatic and pyramidal hc+ai slip, together with tensile twinning were included to characterize the single crystal behavior. The validity of the resulting parameters was proved by the ability of the polycrystalline model to predict independent macroscopic tests on different directions. Secondly, the influence of Neodymium (Nd) content on an extruded polycrystalline Mg-Mn-Nd alloy was studied using the same homogenization and optimization framework. The effect of Nd addition was a progressive isotropization of the macroscopic behavior. The model showed that this increase in the macroscopic isotropy was due to a randomization of the initial texture and also to an increase of the crystal behavior isotropy (similar values of the CRSSs of the different modes). Finally, the model was used to analyze the effect of temperature on the crystal behaviour of a Mg-Mn-Nd alloy. The introduction in the model of non-Schmid effects on the pyramidal hc+ai slip allowed to capture the inverse strength differential that appeared, between the tension and compression, above 150_C. This is the first time, to the author's knowledge, that non-Schmid effects have been reported for Mg alloys.

Simulación del diagrama de difracción de un cristal polidominio

La estructura microscópica de una gran cantidad de materiales sólidos es cristalina. Es decir, sus moléculas, o grupos de moléculas, están ordenadas de forma regular en un espacio tridimensio- nal que se extiende a lo largo de distancias correspondientes a miles de dimensiones moleculares. Desde el punto de vista académico, los materiales cristalinos (o, simplemente, cristales ) son dis- tribuciones periódicas e infinitas de átomos. Es de esta periodicidad microscópica de la que se vale la Física del Estado Sólido y en particular, la Cristalografía, para simplificar el estudio de los materiales cristalinos. No obstante, ciertos materiales presentan una forma más compleja: están formados por dos o más cristales ( dominios ) de la misma especie que se juntan con una orientación relativa deter- minada. A estos cristales, objeto central del presente estudio, se les da el nombre de twins . Actualmente, los métodos más comunes para el análisis de estructuras cristalinas se basan en fenómenos de difracción causados por la interacción de la materia con un cierto tipo de haz, ya sea de rayos-X, de electrones o de neutrones. El diagrama de difracción revela, al menos en parte, la simetría del cristal y ayuda a clasificarlo debidamente. Por lo general, el diagrama de difracción de un solo cristal no suele ser difícil de interpretar. El problema llega cuando se quieren analizar los mencionados twins. En ese caso, dado que poseen más de un dominio, el diagrama de difracción que se observa es el resultado de la superposición de los diagramas individuales de cada uno de los cristales que conforman la muestra. Incluso conociendo el número de los dominios y su orientación relativa, entender el diagrama puede ser una tarea complicada