AISI 316L carbocementato a bassa temperatura (su scala industriale vs. via plasma su scala di laboratorio): studio del comportamento tribologico in condizioni di strisciamento a secco

La cementazione a bassa temperatura (LTC, Low Temperature Carburising) consente di incrementare ladurezza superficiale degli acciai inossidabili austenitici senza comprometterne significativamente la resistenzaa corrosione. Questa tipologia di trattamento è applicata con successo su scala industriale a tale importantecategoria di materiali; tuttavia, i lunghi tempi di processo, conseguenti alla bassa temperatura di trattamento,comportano alti costi e quindi bassa competitività rispetto ai trattamenti superficiali più tradizionali. Nel tentativodi superare queste limitazioni, è stato messo a punto, su scala di laboratorio, un trattamento di cementazione abassa temperatura assistito da plasma, in cui l’attivazione della superficie è effettuata tramite processi basatisull’utilizzo di una miscela di H2/CH4 ad alta densità di energia. Il trattamento su scala di laboratorio, eseguitocon miscela al 2% di CH4, è risultato idoneo a formare uno strato di austenite espansa, con spessori compresitra 18 e 35 ?m e durezze variabili da 450 a 850 HV. Durezze più elevate (fino a circa 1100 HV) e sostanzialmenteriproducibili sono state invece rilevate sui campioni sottoposti a trattamento industriale. Sui campioni trattatimediante LTC sono state eseguite prove di strisciamento a secco, con un tribometro “pattino-su-cilindro” (pattinistazionari: AISI 316L cementato; cilindro rotante: AISI 316L non trattato). I coefficienti d’attrito sono risultaticonfrontabili per i campioni industriali e su scala di laboratorio; maggiori criticità si sono rilevate rispetto alcomportamento ad usura per i campioni trattatati su scala di laboratorio, a causa della disuniformità nei valoridi durezza. In ogni caso, il trattamento su scala di laboratorio ha dato luogo a un apprezzabile incrementodella resistenza usura dell’AISI316L rispetto all’acciaio non trattato. Al carico massimo preso in esame (10 N),i volumi di usura dei campioni a più elevata durezza sono risultati confrontabili con quelli dei provini trattatiindustrialmente. In conclusione, il trattamento al plasma su scala di laboratorio ha dimostrato la sua efficacia,anche se l’apparato prototipale impiegato per la sperimentazione non permette di ottenere un effetto omogeneosu tutta la superficie dei provini, pur di dimensioni ridotte. Si ritiene tuttavia che il problema possa esseresuperabile operando con una camera di maggiori dimensioni, dove gli effetti locali legati a variazioni di curvaturadei campioni, tipici del trattamento al plasma, possono essere meno critici

Status of light weight cassette design of SOFC

Lightweight SOFC stacks are currently being developed especially for automotive applications such as APU and for portable devices. Within the EU funded project MMLCR=SOFC the Jülich lightweight so-called CS-design was improved concerning better suitability for glass sealing, reduced manufacturing effort and increased power. Based on modelling in combination with manufacturing experience, test results, and post-test analysis substantial changes of the previous CS-design were made. The manufacturing of single parts, particularly due to the improved design of sheet metal interconnects, as well as the assembling processes are suitable for low-cost mass manufacturing. The novel decal concept of glass-ceramic sealant screen printed on foil in order to produce green tapes is used for joining the stack layers offering an enormous potential for cost savings in industrial assembly process. First stack tests with the new CSV–design showed a comparable electrochemical performance to the previous CSIV design having at the same time a better thermo-mechanical behavior.</jats:p

Modellazione di processo, previsione di microstruttura e proprietà meccaniche di ghise sferoidali colate in sabbia

Questo lavoro presenta i risultati di un’attività di caratterizzazione numerico-sperimentale di un processo dicolata in sabbia di una ghisa sferoidale ferritico-perlitica. L’indagine si è avvalsa di un’attrezzatura di colataopportunamente progettata e realizzata per fornire moduli termici differenziati, tali da sottoporre il materiale adiverse condizioni di raffreddamento e solidificazione. Il sistema di colata è stato studiato mediante simulazionenumerica, che ha permesso di replicare con adeguata accuratezza le condizioni di processo poi monitorate.Le caratteristiche microstrutturali sono state stimate attraverso modelli numerici implementati nel codice dicalcolo PROCAST™ v.2011 per la previsione delle diverse microstrutture ottenute al variare delle condizionilocali di raffreddamento. La validazione delle simulazioni è stata effettuata comparando i dati ottenuti, conquelli ricavati da un accurato studio microstrutturale svolto su oltre 2000 micrografie ottiche, avvalendosi diun software di analisi d’immagine. Sono stati in particolare valutati: porosità percentuale, numero di noduli digrafite per unità di superficie, area media dei noduli, morfologia media dei noduli, frazioni grafitica, ferritica eperlitica. Sono state quindi sviluppate relazioni empiriche in grado di permettere la valutazione delle proprietà atrazione del materiale noti i soli parametri microstrutturali ottenibili dalla simulazione numerica

Monte-Carlo simulations of the recombination dynamics in porous silicon

A simple lattice model describing the recombination dynamics in visible light emitting porous Silicon is presented. In the model, each occupied lattice site represents a Si crystal of nanometer size. The disordered structure of porous Silicon is modeled by modified random percolation networks in two and three dimensions. Both correlated (excitons) and uncorrelated electron-hole pairs have been studied. Radiative and non-radiative processes as well as hopping between nearest neighbor occupied sites are taken into account. By means of extensive Monte-Carlo simulations, we show that the recombination dynamics in porous Silicon is due to a dispersive diffusion of excitons in a disordered arrangement of interconnected Si quantum dots. The simulated luminescence decay for the excitons shows a stretched exponential lineshape while for uncorrelated electron-hole pairs a power law decay is suggested. Our results successfully account for the recombination dynamics recently observed in the experiments. The present model is a prototype for a larger class of models describing diffusion of particles in a complex disordered system.Comment: 33 pages, RevTeX, 19 figures available on request to [email protected]