Estudio de la intercara en materiales compuestos tipo cermet para el diseño de matrices metálicas alternativas

La ponencia presentada en: XI Congreso Nacional de Materiales Compuestos, celebrado los días 6, 7 y 8 de julio de 2015, en Móstoles (España).Uno de los grandes temas de investigación actual en el campo de los materiales compuestos tipo cermet base TiCN es la búsqueda de matrices metálicas alternativas a las convencionales las cuales cuentan en su composición Ni y/o Co de manera mayoritaria. El objetivo principal que debe cumplir el cermet con una matriz metálica alternativa es alcanzar propiedades similares e incluso superiores a las obtenidas con matrices convencionales utilizando materiales más económicos e inocuos. Además, siendo un material compuesto, a la hora de diseñar la composición de una nueva matriz metálica se debe tener en cuenta cómo es su interacción con el refuerzo cerámico. Este concepto cobra una mayor importancia en este tipo de materiales debido a que su fabricación se lleva a cabo mediante sinterización en fase líquida y las propiedades finales del material compuesto dependerán de la mojabilidad y solubilidad entre ambas fases. Algunas investigaciones sobre cermets reforzados con partículas de TiCN y matriz convencional han concluido que carburos como WC ó Mo2C tienen una gran influencia en la sinterabilidad de estos materiales compuestos porque mejoran la mojabilidad de la matriz metálica sobre el refuerzo cerámico. El objetivo principal de este trabajo es el estudio sistemático de la influencia de estos carburos en la sinterabilidad de un cermet base TiCN con Fe como matriz metálica. Para ello se ha estudiado la solubilidad entre ambas fases estudiando su intercara tanto de forma experimental como mediante herramientas de simulación termodinámica y cinética utilizando el software Dictra. Gracias a los resultados obtenidos se crea una metodología de trabajo que permite conocer la influencia de la composición en la solubilidad entre las dos fases siendo una herramienta útil en el diseño de nuevas matrices metálicas alternativas en cermets.Los autores agradecen la financiación recibida para la realización de este trabajo al MINECO (proyecto MAT2012-38650-C02-01) y a la Comunidad de Madrid por el programa MULTIMAT-CHALLENGE, ref. S2013/MIT-2862.Publicad

In-situ mechanical and microstructural characterization of miniaturized Al-Mg-Sc-Zr and AlSi10Mg specimens processed by laser powder-bed fusion (PBF-LB)

Manufacturing through powder-bed fusion laser-beam (PBF-LB) enables innovative part design strategies, facilitating weight reduction, and capitalizing on the metallurgical conditions developed during the manufacturing of designed alloys. Consequently, Al-based light alloys hold enormous potential for reducing fuel consumption in the transport industry. Fabricating such small features has a significant impact on heat dissipation, thereby affecting microstructure, porosity, and, consequently, mechanical properties. This study proposesthe use of near-net shape miniaturized tensile specimens in both horizontal and vertical orientations to characterize Al-Mg-Sc-Zr, commercially known as Scalmalloy®, and AlSi10Mg, two aluminum alloys typicallyemployed in PBF-LB. The size and distribution of both grains and pores were analyzed and compared, with Al-Mg-Sc-Zr exhibiting a more competitive set of properties compared to AlSi10Mg. This difference also influences mechanical properties. Al-Mg-Sc-Zr demonstrated double the Ultimate Tensile Strength (UTS) of AlSi10Mg (450MPa versus 225 MPa) and higher hardness values (142 HV30 versus 75 HV30), with similar elongation in both alloys (approximately 12–16%), owing to its fine microstructure and low porosity of the near-net shape miniaturized tensile specimens. Neither material exhibited any form of anisotropy. In-situ SEM tensile tests were conducted to monitor damage evolution, allowing continuous observation of crack nucleation and propagation through imperfections typically encountered in PBF-LB. Despite differences in static strength, the fracture sur-faces of the samples displayed a ductile behavior in both materials

Effect of mechanical alloying on the microstructural evolution of a ferritic ODS steel with (Y-Ti-Al-Zr) addition processed by Spark Plasma Sintering (SPS)

The high-energy milling is one of the most extended techniques to produce Oxide dispersion strengthened (ODS) powder steels for nuclear applications. The consequences of the high energy mill process on the final powders can be measured by means of deformation level, size, morphology and alloying degree. In this work, an ODS ferritic steel, Fe-14Cr-5Al-3W-0.4Ti-0.25Y2O3-0.6Zr, was fabricated using two different mechanical alloying (MA) conditions (Mstd and Mact) and subsequently consolidated by Spark Plasma Sintering (SPS). Milling conditions were set to evidence the effectivity of milling by changing the revolutions per minute (rpm) and dwell milling time. Differences on the particle size distribution as well as on the stored plastic deformation were observed, determining the consolidation ability of the material and the achieved microstructure. Since recrystallization depends on the plastic deformation degree, the composition of each particle and the promoted oxide dispersion, a dual grain size distribution was attained after SPS consolidation. Mact showed the highest areas of ultrafine regions when the material is consolidated at 1100 degrees C. Microhardness and small punch tests were used to evaluate the material under room temperature and up to 500 degrees C. The produced materials have attained remarkable mechanical properties under high temperature conditions.Authors want to acknowledge Ferro-Ness project and Ferro- Genesys project funded by MINECO under National I + D + I program MAT2016-80875-C3-3-R and MAT2013-47460-C5-5-P

Effect of small variations in Zr content on the microstructure and properties of ferritic ODS steels consolidated by SPS

Two different zirconium contents (0.45 and 0.60 wt.%) have been incorporated into a Fe-14Cr-5Al-3W-0.4Ti-0.25Y2O3 oxide dispersion-strengthened (ODS) steel in order to evaluate their effect on the final microstructure and mechanical properties. The powders with the targeted compositions were obtained by mechanical alloying (MA), and subsequently processed by spark plasma sintering (SPS) at two different heating rates: 100 and 400 °C·min-1. Non-textured bimodal microstructures composed of micrometric and ultrafine grains were obtained. The increase in Zr content led to a higher percentage of Zr nano-oxides and larger regions of ultrafine grains. These ultrafine grains also seem to be promoted by higher heating rates. The effective pinning of the dislocations by the Zr dispersoids, and the refining of the microstructure, have significantly increased the strength exhibited by the ODS steels during the small punch tests, even at high temperatures (500 °C)This research was funded by Ministerio de Economía y Competitividad, Gobierno de España (grant numbers MAT2013-47460-C5-5-P and MAT2016-80875-C3-3-R). The authors would like to express their gratitude to Daniel Plaza for his kind help during the small punch tests

Taking the pulse of Earth's tropical forests using networks of highly distributed plots

Tropical forests are the most diverse and productive ecosystems on Earth. While better understanding of these forests is critical for our collective future, until quite recently efforts to measure and monitor them have been largely disconnected. Networking is essential to discover the answers to questions that transcend borders and the horizons of funding agencies. Here we show how a global community is responding to the challenges of tropical ecosystem research with diverse teams measuring forests tree-by-tree in thousands of long-term plots. We review the major scientific discoveries of this work and show how this process is changing tropical forest science. Our core approach involves linking long-term grassroots initiatives with standardized protocols and data management to generate robust scaled-up results. By connecting tropical researchers and elevating their status, our Social Research Network model recognises the key role of the data originator in scientific discovery. Conceived in 1999 with RAINFOR (South America), our permanent plot networks have been adapted to Africa (AfriTRON) and Southeast Asia (T-FORCES) and widely emulated worldwide. Now these multiple initiatives are integrated via ForestPlots.net cyber-infrastructure, linking colleagues from 54 countries across 24 plot networks. Collectively these are transforming understanding of tropical forests and their biospheric role. Together we have discovered how, where and why forest carbon and biodiversity are responding to climate change, and how they feedback on it. This long-term pan-tropical collaboration has revealed a large long-term carbon sink and its trends, as well as making clear which drivers are most important, which forest processes are affected, where they are changing, what the lags are, and the likely future responses of tropical forests as the climate continues to change. By leveraging a remarkably old technology, plot networks are sparking a very modern revolution in tropical forest science. In the future, humanity can benefit greatly by nurturing the grassroots communities now collectively capable of generating unique, long-term understanding of Earth's most precious forests. Resumen Los bosques tropicales son los ecosistemas más diversos y productivos del mundo y entender su funcionamiento es crítico para nuestro futuro colectivo. Sin embargo, hasta hace muy poco, los esfuerzos para medirlos y monitorearlos han estado muy desconectados. El trabajo en redes es esencial para descubrir las respuestas a preguntas que trascienden las fronteras y los plazos de las agencias de financiamiento. Aquí mostramos cómo una comunidad global está respondiendo a los desafíos de la investigación en ecosistemas tropicales a través de diversos equipos realizando mediciones árbol por árbol en miles de parcelas permanentes de largo plazo. Revisamos los descubrimientos más importantes de este trabajo y discutimos cómo este proceso está cambiando la ciencia relacionada a los bosques tropicales. El enfoque central de nuestro esfuerzo implica la conexión de iniciativas locales de largo plazo con protocolos estandarizados y manejo de datos para producir resultados que se puedan trasladar a múltiples escalas. Conectando investigadores tropicales, elevando su posición y estatus, nuestro modelo de Red Social de Investigación reconoce el rol fundamental que tienen, para el descubrimiento científico, quienes generan o producen los datos. Concebida en 1999 con RAINFOR (Suramérica), nuestras redes de parcelas permanentes han sido adaptadas en África (AfriTRON) y el sureste asiático (T-FORCES) y ampliamente replicadas en el mundo. Actualmente todas estas iniciativas están integradas a través de la ciber-infraestructura de ForestPlots.net, conectando colegas de 54 países en 24 redes diferentes de parcelas. Colectivamente, estas redes están transformando nuestro conocimiento sobre los bosques tropicales y el rol de éstos en la biósfera. Juntos hemos descubierto cómo, dónde y porqué el carbono y la biodiversidad de los bosques tropicales está respondiendo al cambio climático y cómo se retroalimentan. Esta colaboración pan-tropical de largo plazo ha expuesto un gran sumidero de carbono y sus tendencias, mostrando claramente cuáles son los factores más importantes, qué procesos se ven afectados, dónde ocurren los cambios, los tiempos de reacción y las probables respuestas futuras mientras el clima continúa cambiando. Apalancando lo que realmente es una tecnología antigua, las redes de parcelas están generando una verdadera y moderna revolución en la ciencia tropical. En el futuro, la humanidad puede beneficiarse enormemente si se nutren y cultivan comunidades de investigadores de base, actualmente con la capacidad de generar información única y de largo plazo para entender los que probablemente son los bosques más preciados de la tierra. Resumo Florestas tropicais são os ecossistemas mais diversos e produtivos da Terra. Embora uma boa compreensão destas florestas seja crucial para o nosso futuro coletivo, até muito recentemente os esforços de medições e monitoramento foram amplamente desconexos. É essencial formarmos redes para obtermos respostas que transcendem fronteiras e horizontes de agências financiadoras. Neste estudo nós mostramos como uma comunidade global está respondendo aos desafios da pesquisa de ecossistemas tropicais, com equipes diversas medindo florestas, árvore por árvore, em milhares de parcelas monitoradas à longo prazo. Nós revisamos as maiores descobertas científicas deste trabalho, e mostramos também como este processo está mudando a ciência de florestas tropicais. Nossa abordagem principal envolve unir iniciativas de base a protocolos padronizados e gerenciamento de dados a fim de gerar resultados robustos em escalas ampliadas. Ao conectar pesquisadores tropicais e elevar seus status, nosso modelo de Rede de Pesquisa Social reconhece o papel-chave do produtor dos dados na descoberta científica. Concebida em 1999 com o RAINFOR (América do Sul), nossa rede de parcelas permanentes foi adaptada para África (AfriTRON) e Sudeste asiático (T-FORCES), e tem sido extensamente reproduzida em todo o mundo. Agora estas múltiplas iniciativas estão integradas através de uma infraestrutura cibernética do ForestPlots.net, conectando colegas de 54 países de 24 redes de parcelas. Estas iniciativas estão transformando coletivamente o entendimento das florestas tropicais e seus papéis na biosfera. Juntos nós descobrimos como, onde e por que o carbono e a biodiversidade da floresta estão respondendo às mudanças climáticas, e seus efeitos de retroalimentação. Esta duradoura colaboração pantropical revelou um grande sumidouro de carbono persistente e suas tendências, assim como tem evidenciado quais direcionadores são mais importantes, quais processos florestais são mais afetados, onde eles estão mudando, seus atrasos no tempo de resposta, e as prováveis respostas das florestas tropicais conforme o clima continua a mudar. Dessa forma, aproveitando uma notável tecnologia antiga, redes de parcelas acendem faíscas de uma moderna revolução na ciência das florestas tropicais. No futuro a humanidade pode se beneficiar incentivando estas comunidades basais que agora são coletivamente capazes de gerar conhecimentos únicos e duradouros sobre as florestas mais preciosas da Terra. Résume Les forêts tropicales sont les écosystèmes les plus diversifiés et les plus productifs de la planète. Si une meilleure compréhension de ces forêts est essentielle pour notre avenir collectif, jusqu'à tout récemment, les efforts déployés pour les mesurer et les surveiller ont été largement déconnectés. La mise en réseau est essentielle pour découvrir les réponses à des questions qui dépassent les frontières et les horizons des organismes de financement. Nous montrons ici comment une communauté mondiale relève les défis de la recherche sur les écosystèmes tropicaux avec diverses équipes qui mesurent les forêts arbre après arbre dans de milliers de parcelles permanentes. Nous passons en revue les principales découvertes scientifiques de ces travaux et montrons comment ce processus modifie la science des forêts tropicales. Notre approche principale consiste à relier les initiatives de base à long terme à des protocoles standardisés et une gestion de données afin de générer des résultats solides à grande échelle. En reliant les chercheurs tropicaux et en élevant leur statut, notre modèle de réseau de recherche sociale reconnaît le rôle clé de l'auteur des données dans la découverte scientifique. Conçus en 1999 avec RAINFOR (Amérique du Sud), nos réseaux de parcelles permanentes ont été adaptés à l'Afrique (AfriTRON) et à l'Asie du Sud-Est (T-FORCES) et largement imités dans le monde entier. Ces multiples initiatives sont désormais intégrées via l'infrastructure ForestPlots.net, qui relie des collègues de 54 pays à travers 24 réseaux de parcelles. Ensemble, elles transforment la compréhension des forêts tropicales et de leur rôle biosphérique. Ensemble, nous avons découvert comment, où et pourquoi le carbone forestier et la biodiversité réagissent au changement climatique, et comment ils y réagissent. Cette collaboration pan-tropicale à long terme a révélé un important puits de carbone à long terme et ses tendances, tout en mettant en évidence les facteurs les plus importants, les processus forestiers qui sont affectés, les endroits où ils changent, les décalages et les réactions futures probables des forêts tropicales à mesure que le climat continue de changer. En tirant parti d'une technologie remarquablement ancienne, les réseaux de parcelles déclenchent une révolution très moderne dans la science des forêts tropicales. À l'avenir, l'humanité pourra grandement bénéficier du soutien des communautés de base qui sont maintenant collectivement capables de générer une compréhension unique et à long terme des forêts les plus précieuses de la Terre. Abstrak Hutan tropika adalah di antara ekosistem yang paling produktif dan mempunyai kepelbagaian biodiversiti yang tinggi di seluruh dunia. Walaupun pemahaman mengenai hutan tropika amat penting untuk masa depan kita, usaha-usaha untuk mengkaji dan mengawas hutah-hutan tersebut baru sekarang menjadi lebih diperhubungkan. Perangkaian adalah sangat penting untuk mencari jawapan kepada soalan-soalan yang menjangkaui sempadan dan batasan agensi pendanaan. Di sini kami menunjukkan bagaimana sebuah komuniti global bertindak balas terhadap cabaran penyelidikan ekosistem tropika melalui penglibatan pelbagai kumpulan yang mengukur hutan secara pokok demi pokok dalam beribu-ribu plot jangka panjang. Kami meninjau semula penemuan saintifik utama daripada kerja ini dan menunjukkan bagaimana proses ini sedang mengubah bidang sains hutan tropika. Teras pendekatan kami memberi tumpuan terhadap penghubungan inisiatif akar umbi jangka panjang dengan protokol standar serta pengurusan data untuk mendapatkan hasil skala besar yang kukuh. Dengan menghubungkan penyelidik-penyelidik tropika dan meningkatkan status mereka, model Rangkaian Penyelidikan Sosial kami mengiktiraf kepentingan peranan pengasas data dalam penemuan saintifik. Bermula dengan pengasasan RAINFOR (Amerika Selatan) pada tahun 1999, rangkaian-rangkaian plot kekal kami kemudian disesuaikan untuk Afrika (AfriTRON) dan Asia Tenggara (T-FORCES) dan selanjutnya telah banyak dicontohi di seluruh dunia. Kini, inisiatif-inisiatif tersebut disepadukan melalui infrastruktur siber ForestPlots.net yang menghubungkan rakan sekerja dari 54 negara di 24 buah rangkaian plot. Secara kolektif, rangkaian ini sedang mengubah pemahaman tentang hutan tropika dan peranannya dalam biosfera. Kami telah bekerjasama untuk menemukan bagaimana, di mana dan mengapa karbon serta biodiversiti hutan bertindak balas terhadap perubahan iklim dan juga bagaimana mereka saling bermaklum balas. Kolaborasi pan-tropika jangka panjang ini telah mendedahkan sebuah sinki karbon jangka panjang serta arah alirannya dan juga menjelaskan pemandu-pemandu perubahan yang terpenting, di mana dan bagaimana proses hutan terjejas, masa susul yang ada dan kemungkinan tindakbalas hutan tropika pada perubahan iklim secara berterusan di masa depan. Dengan memanfaatkan pendekatan lama, rangkaian plot sedang menyalakan revolusi yang amat moden dalam sains hutan tropika. Pada masa akan datang, manusia sejagat akan banyak mendapat manfaat jika memupuk komuniti-komuniti akar umbi yang kini berkemampuan secara kolektif menghasilkan pemahaman unik dan jangka panjang mengenai hutan-hutan yang paling berharga di dunia

Development of new ferritic 14 Cr ODS steels with four oxides formers (Y, Ti, Zr, Al) for nuclear applications

Mención Internacional en el título de doctorThroughout the last decades, the population is globally growing, demanding more energy to persevere the required lifestyle. Investigations are focused on several sources of energy (renewable, thermal…), nevertheless, nuclear power plants are postulated as an important alternative due to their huge electrical productivity. Contemporary ideas lead the energetic industry to low emission highly efficient design systems. Therefore, raising the service operated temperature leads to higher energetic productions. However, safety and durability are the main conditioning and limitation factors on the development of nuclear materials. On this complex scenery, the new GEN IV reactors project has emerged. As it is well known, regarding nuclear reactors, phenomena such as irradiation, corrosion or high temperature environments are faced. Consequently, designing the structural material has to be prioritized to ensure safe and productive power plants. Along with, oxide dispersion strengthened (ODS) ferritic steels are one of the main candidates for nuclear cladding and tubes. During the last years, researchers were especially focused on the evolution of the alloy design. Therefore, the high potential resistance under extreme temperature and neutron exposure environments is provided by BCC crystal structure together with an explicit material composition. In this work, Cr and W allow to improve the final service temperature, thanks to their solid solution strengthening. Besides, Cr and Al are selected to improve the corrosion properties. Developing stable nano-oxides dispersed into the ferritic matrix is provided by Y2O3, Ti, and Zr addition. These nano-precipitates block the movement of dislocations, improving the mechanical behaviour under high temperatures conditions. Traditionally, Y2O3 was the main compound used to produce nano-oxides. However, during the last years, Ti was employed to provide a particle size refinement, developing non-stoichiometric Y-Ti-O nanoclusters whose nature and size increased the performance of the ODS alloy. The objective of this Thesis is to develop an ODS ferritic steel alloyed with Al, whose microstructure has greater mechanical properties stability than current microstructures. To achieve this, the Zr addition has been considered as an element that would refine the dispersion and prevent the incorporation of Al into the nano-oxides. Therefore, Zr will improve the creep behaviour thanks to the formation of high thermal stable Y-Zr-O. However, facing Al, the precipitates composition varies forming: Y-Al-O, Y-Ti-O, Y-Zr-Al-O, Y-Zr-Al-Ti-O, Y-Zr-Ti-O, W-Ti-Zr, Zr-Ti . Trying to avoid the competition established between the different oxide formers and to control the oxides species formation, a unique nano-oxide (YTiZrO), synthesized by co-precipitation, is used. Indeed, the processed steels developed in this Thesis are divided in F-ODS-I, in which the different oxides formers are inserted as Y2O3, Zr and Ti and in F-ODS-II where the oxides formers are added as a complex nano-oxide YTiZrO. Traditionally, ODS steels are manufactured by mechanical alloying following by hot isostatic pressing (HIP) or hot extrusion (HE) whose thermal activation could lead to a noticeable grain growth. Therefore, the use of field assisted sintering techniques (FAST), including spark plasma sintering (SPS) is postulated as an alternative on the densification of ferritic ODS steel. In this research, it has been demonstrated how the use of faster heating rate together with short sintering times, allows to achieve accurate density values without losing some microstructure features reached during the milling step. Moreover, the nano-precipitate nature was studied by transmission electron microscopy (TEM). The nano-precipitates thermal stability was evaluated by In-situ TEM annealing. This study allows to assess the microstructure stability under high temperature conditions. The mechanical behaviour at room temperature was analysed by microhardness and microtensile tests, comparing the response with the same material without Zr. To analyse the material response at high temperature, small punch tests were carried out. Eventually, the different strengthening mechanisms were studied through a mathematical model, to estimate a theoretical value of the Yield strength (YS). The produced materials (F-ODS-I and F-ODS-II) presented an interesting stability at high temperature along with highlighted mechanical properties, being consequently an interesting candidate for its final application on GENIV reactors.El crecimiento mundial de la población durante las últimas décadas ha provocado un fuerte aumento en la demanda energética. Las energías renovables han ocupado un lugar destacado en la investigación, sin embargo, las centrales nucleares mantienen un gran protagonismo en la producción energética y se postulan como principales candidatas para sufragar la elevada demanda de electricidad. De entre los principales retos, la industria energética se mueve hacia un incremento de la eficiencia. Por ende, se pretende alcanzar una mayor temperatura de operación acrecentando la productividad eléctrica y reduciendo las emisiones. Sin embargo, seguridad y durabilidad son los principales condicionantes y limitantes en el desarrollo de materiales nucleares. Precisamente, en este escenario, surge un nuevo proyecto mundial enfocado a la nueva generación de reactores nucleares (GENIV). Como es bien sabido, los reactores nucleares se enfrentan a fenómenos como la irradiación, la corrosión o a entornos de alta temperatura. En consecuencia, para garantizar plantas de energía seguras y productivas el diseño del material estructural debe priorizarse. En las últimas décadas los aceros ferríticos ODS, debido a su extraordinario comportamiento a alta temperatura y bajo irradiación, han sido considerados uno de los principales candidatos para el revestimiento y los tubos nucleares. Todo ello es fruto de años de investigación en los cuales se puso especial énfasis en el diseño de la aleación. Para empezar, se desarrolló el acero con una estructura de tipo BCC para aprovechar su buen comportamiento frente a la irradiación. Por otro lado, el Cr y W fueron elegidos para incrementar la temperatura de servicio del material (endurecimiento por solución sólida). Además, el Cr y el Al fueron seleccionados para mejorar el comportamiento bajo corrosión. Por último, el comportamiento mecánico se alcanzó gracias a una distribución de óxidos de tamaño nanométrico promovido por la introducción de Zr, Y2O3 y Ti en la aleación. Dichos óxidos se encargan de anclar el movimiento de las dislocaciones dando lugar a un óptimo comportamiento bajo fluencia. Tradicionalmente, la Y2O3 era el óxido usado para generar la distribución homogénea de los mismos. Sin embargo, durante los últimos años se han llevado a cabo distintas evoluciones con la idea de reducir su tamaño e incrementar la densidad de precipitados obtenida. En consecuencia, se añadió primero Ti, cuyo precipitado Y-Ti-O permitió incrementar la capacidad de anclaje y mejorar el comportamiento mecánico. El objetivo de esta tesis se centra en desarrollar aceros ferríticos aleados con Al y endurecidos mediante dispersión de óxidos, cuyas microestructuras posean una mayor estabilidad en las propiedades mecánicas que las microestructuras de los aceros actuales. Para lograr esto, se ha considerado la adición de Zr como elemento que refine la dispersión y evite la incorporación del Al en los nano-óxidos. Esto se debe a que el Zr produce óxidos del tipo Y-Zr-O cuya naturaleza proporciona una alta estabilidad a alta temperatura. Con la presencia de Aluminio la naturaleza de los distintos tipos de precipitados es muy variable formando muchas especies: Y-Al-O, Y-Ti-O, Y-Zr-Al-O, Y-Zr-Al-Ti-O, Y-Zr-Ti-O, W-Ti-Zr, Zr-Ti. Para evitar la competitividad entre los formadores de óxidos y establecer un control en la naturaleza de los precipitados en esta tesis, se ha desarrollado un nano-oxido estable por medio de co-precipitación del compuesto Y-Ti-Zr-O. De esta forma, se ha procesado la familia “F-ODS-I” incorporando en la molienda la Y2O3, el Zr y el Ti como elementos puros formadores de óxidos y por otro lado a través del óxido complejo Y-Ti-Zr-O, (familia “F-ODS-II”). Convencionalmente, estos materiales se fabrican partiendo de molienda mecánica y consolidándolo mediante HIP o HE cuya elevada activación térmica puede dar lugar a un crecimiento excesivo del grano final. En este trabajo se hizo uso de una técnica novedosa basada en el pulso eléctrico y la presión conocida como SPS (Spark Plasma Sintering). Se ha comprobado en esta investigación como las altas velocidades de calentamiento unidas a los tiempos cortos de sinterización permite alcanzar altos grados de densificación sin perder parte de las características de la microestructura lograda durante la molienda mecánica. La naturaleza de los precipitados se estudió mediante microscopía electrónica de transmisión TEM, incluyendo también el estudio de la estabilidad térmica realizando recocidos simultáneos a la observación con TEM, In-situ. Este estudio ha permitido corroborar la estabilidad microestructural de los aceros desarrollados. Además, el comportamiento del material a temperatura ambiente se evaluó con ensayos de microdureza y micro-tracción, comparando la respuesta con el mismo acero ferrítico sin adición de Zr. Para analizar su comportamiento a alta temperatura se ha recurrido al ensayo Small Punch Test. Finalmente, se explican a través de un modelo matemático teórico, los distintos sistemas de endurecimiento y su aporte al límite elástico. Los materiales desarrollados en esta tesis (F-ODS-I y F-ODS-II) presentan un gran comportamiento, así como una alta estabilidad térmica. Son por lo tanto interesantes candidatos de cara a su uso en futuros reactores de GEN IV.This work have been developed in the frame of two coordinated projects awarded by the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness MAT2013-47460-C5-5-P (Procesado pulvimetalúrgico de nuevas aleaciones ferríticas ODS (FEAL (CRZR) para condiciones severas de utilización) and MAT2016-80875-C3-3-R (Estabilidad microestructural de aceros ferríticos ODS para futuros sistemas de energía) and thanks to the financial support of the competitive grant FPI BES-2014-070836.Programa de Doctorado en Ciencia e Ingeniería de Materiales por la Universidad Carlos III de MadridPresidente: Carlos Capdevilla Montes.- Secretario: María Teresa Pérez Prado.- Vocal: Eberhard Altstad

Effect of the heating rate on the microstructure of a ferritic ODS steel with four oxide formers (Y-Ti-Al-Zr) consolidated by spark plasma sintering (SPS)

The proposed ODS ferritic steel alloyed with (Y-Ti-Zr-Al) was produced by mechanical alloying (MA) and spark plasma sintering (SPS) to obtain a complex nanostructure. To densify the material, a sintering cycle by SPS was performed at 1100 degrees C using fast heating rates (from 100 to 600 degrees C/min). During the attrition of MA powders, the uneven distribution of deformation level and of alloying elements has produced an inhomogeneous recrystallization during the consolidation step. Influence of processing condition was studied by modifying the heating rate of SPS to promote a heterogeneous material with bimodal grain size distribution. The final microstructures were characterized by X-ray diffraction and electron microscopy (SEM and TEM). The mechanical behaviour at R.T. was characterized by means of the Vickers microhardness and micro tensile tests. The good balance obtained between ductility (similar to 22-26%) and yield stress (800-910 MPa) at room temperature is provided by the bimodal grain size distribution. To predict the experimental values depending on the processing conditions, a yield strength model is presented. This model covers the contribution of different strengthening mechanism from solid solution, grain size, dislocation density and oxides precipitation. The model indicates the dislocation density as the major strengthening contribution. In addition, small punch (SP) tests were performed to analyse the response of the material at high temperatures where remarkable properties have been achieved.Authors want to acknowledge Ferro-Ness project and Ferro-Genesys project funded by MINECO under National I+D+I program MAT2016-80875-C3-3-R and MAT2013-47460-C5-5-P.Publicad

Estudio de la evolución microestructural de un acero ferrítico ODS de grupo cuatro (Y-Al-Ti-Zr) consolidado por consolidación SPARK Plasma Sintering (SPS)

Trabajo presentado al VI Congreso Nacional de Pulvimetalurgia y I Congreso Iberoamericano de Pulvimetalurgia, Ciudad Real (España), 7, 8 y 9 Junio de 2017Los aceros ferríticos ODS son extraordinarios candidatos para su uso en los nuevos reactores nucleares de tipo IV debido a su buen comportamiento a fluencia y bajo irradiación. El uso de elementos de aleaciones como el Ti, Al, Y favorecen la aparición de nanoclusters y nanoprecipitados que limitan el movimiento de dislocaciones, endureciéndolos y mejorando así su comportamiento a fluencia. Con la incorporación del Zr se pretende mejorar la estabilidad térmica de los óxidos precipitados y con ello la temperatura de trabajo. En este caso, el acero ferrítico ODS se ha desarrollado por molienda mecánica de alta energía. Este método proporciona estructuras cristalinas con una gran cantidad de energía almacenada que, al encontrarse heterogéneamente distribuida, produce una recristalización no homogénea durante la etapa de consolidación. La microestructura final obtenida por consiguiente, presenta un tamaño de grano heterogéneo. Con el fin de estudiar este fenómeno, se consolidaron las piezas por SPS haciendo uso de distintas condiciones de consolidación. Se seleccionó una temperatura de sinterización, 1373 K y distintas velocidades de calentamiento (de 100 a 600 °C/min). La estructura obtenida se ha caracterizado mediante difracción de rayos x y microscopía electrónica. Además, con el fin de analizar las propiedades mecánicas del material, se han llevado a cabo ensayos de dureza Vickers y de tracción en probetas subdimensionadas a temperatura ambiente.La financiación obtenida por el proyecto MAT2013-47460-C5-S-P ha posibilitado esta investigación

Taking the pulse of Earth's tropical forests using networks of highly distributed plots

Tropical forests are the most diverse and productive ecosystems on Earth. While better understanding of these forests is critical for our collective future, until quite recently efforts to measure and monitor them have been largely disconnected. Networking is essential to discover the answers to questions that transcend borders and the horizons of funding agencies. Here we show how a global community is responding to the challenges of tropical ecosystem research with diverse teams measuring forests tree-by-tree in thousands of long-term plots. We review the major scientific discoveries of this work and show how this process is changing tropical forest science. Our core approach involves linking long-term grassroots initiatives with standardized protocols and data management to generate robust scaled-up results. By connecting tropical researchers and elevating their status, our Social Research Network model recognises the key role of the data originator in scientific discovery. Conceived in 1999 with RAINFOR (South America), our permanent plot networks have been adapted to Africa (AfriTRON) and Southeast Asia (T-FORCES) and widely emulated worldwide. Now these multiple initiatives are integrated via ForestPlots.net cyber-infrastructure, linking colleagues from 54 countries across 24 plot networks. Collectively these are transforming understanding of tropical forests and their biospheric role. Together we have discovered how, where and why forest carbon and biodiversity are responding to climate change, and how they feedback on it. This long-term pan-tropical collaboration has revealed a large long-term carbon sink and its trends, as well as making clear which drivers are most important, which forest processes are affected, where they are changing, what the lags are, and the likely future responses of tropical forests as the climate continues to change. By leveraging a remarkably old technology, plot networks are sparking a very modern revolution in tropical forest science. In the future, humanity can benefit greatly by nurturing the grassroots communities now collectively capable of generating unique, long-term understanding of Earth's most precious forests. Resumen: Los bosques tropicales son los ecosistemas más diversos y productivos del mundo y entender su funcionamiento es crítico para nuestro futuro colectivo. Sin embargo, hasta hace muy poco, los esfuerzos para medirlos y monitorearlos han estado muy desconectados. El trabajo en redes es esencial para descubrir las respuestas a preguntas que trascienden las fronteras y los plazos de las agencias de financiamiento. Aquí mostramos cómo una comunidad global está respondiendo a los desafíos de la investigación en ecosistemas tropicales a través de diversos equipos realizando mediciones árbol por árbol en miles de parcelas permanentes de largo plazo. Revisamos los descubrimientos más importantes de este trabajo y discutimos cómo este proceso está cambiando la ciencia relacionada a los bosques tropicales. El enfoque central de nuestro esfuerzo implica la conexión de iniciativas locales de largo plazo con protocolos estandarizados y manejo de datos para producir resultados que se puedan trasladar a múltiples escalas. Conectando investigadores tropicales, elevando su posición y estatus, nuestro modelo de Red Social de Investigación reconoce el rol fundamental que tienen, para el descubrimiento científico, quienes generan o producen los datos. Concebida en 1999 con RAINFOR (Suramérica), nuestras redes de parcelas permanentes han sido adaptadas en África (AfriTRON) y el sureste asiático (T-FORCES) y ampliamente replicadas en el mundo. Actualmente todas estas iniciativas están integradas a través de la ciber-infraestructura de ForestPlots.net, conectando colegas de 54 países en 24 redes diferentes de parcelas. Colectivamente, estas redes están transformando nuestro conocimiento sobre los bosques tropicales y el rol de éstos en la biósfera. Juntos hemos descubierto cómo, dónde y porqué el carbono y la biodiversidad de los bosques tropicales está respondiendo al cambio climático y cómo se retroalimentan. Esta colaboración pan-tropical de largo plazo ha expuesto un gran sumidero de carbono y sus tendencias, mostrando claramente cuáles son los factores más importantes, qué procesos se ven afectados, dónde ocurren los cambios, los tiempos de reacción y las probables respuestas futuras mientras el clima continúa cambiando. Apalancando lo que realmente es una tecnología antigua, las redes de parcelas están generando una verdadera y moderna revolución en la ciencia tropical. En el futuro, la humanidad puede beneficiarse enormemente si se nutren y cultivan comunidades de investigadores de base, actualmente con la capacidad de generar información única y de largo plazo para entender los que probablemente son los bosques más preciados de la tierra. Resumo: Florestas tropicais são os ecossistemas mais diversos e produtivos da Terra. Embora uma boa compreensão destas florestas seja crucial para o nosso futuro coletivo, até muito recentemente os esforços de medições e monitoramento tem sido amplamente desconexos. É essencial formarmos redes para obtermos respostas que transcendam as fronteiras e horizontes das agências financiadoras. Neste estudo nós mostramos como uma comunidade global está respondendo aos desafios da pesquisa de ecossistemas tropicais, com equipes diversas medindo florestas, árvore por árvore, em milhares de parcelas monitoradas a longo prazo. Nós revisamos as maiores descobertas científicas deste esforço global, e mostramos também como este processo vem mudando a ciência de florestas tropicais. Nossa abordagem principal envolve unir iniciativas de base a protocolos padronizados e gerenciamento de dados a fim de gerar resultados robustos em grandes escalas. Ao conectar pesquisadores tropicais e elevar seus status, nosso modelo de Rede de Pesquisa Social reconhece o papel chave do produtor dos dados na descoberta científica. Concebida em 1999 com o RAINFOR (América do Sul), nossa rede de parcelas permanentes foi adaptada para África (AfriTRON) e Sudeste Asiático (T-FORCES), e tem sido extensamente reproduzida em todo o mundo. Agora estas múltiplas iniciativas estão integradas através da infraestrutura cibernética do ForestPlots.net, conectando colegas de 54 países e 24 redes de parcelas. Estas iniciativas estão transformando coletivamente o entendimento das florestas tropicais e seus papéis na biosfera. Juntos nós descobrimos como, onde e por que o carbono e a biodiversidade da floresta estão respondendo às mudanças climáticas, e seus efeitos de retroalimentação. Esta duradoura colaboração pantropical revelou um grande sumidouro de carbono persistente e suas tendências, assim como tem evidenciado quais os fatores que influenciam essas tendências, quais processos florestais são mais afetados, onde eles estão mudando, seus atrasos no tempo de resposta, e as prováveis respostas das florestas tropicais conforme o clima continua a mudar. Dessa forma, aproveitando uma notável tecnologia antiga, redes de parcelas acendem as faíscas de uma moderna revolução na ciência das florestas tropicais. No futuro a humanidade pode se beneficiar incentivando estas comunidades locais que agora são coletivamente capazes de gerar conhecimentos únicos e duradouros sobre as florestas mais preciosas da Terra. Résume: Les forêts tropicales sont les écosystèmes les plus diversifiés et les plus productifs de la planète. Si une meilleure compréhension de ces forêts est essentielle pour notre avenir collectif, jusqu'à tout récemment, les efforts déployés pour les mesurer et les surveiller ont été largement déconnectés. La mise en réseau est essentielle pour découvrir les réponses à des questions qui dépassent les frontières et les horizons des organismes de financement. Nous montrons ici comment une communauté mondiale relève les défis de la recherche sur les écosystèmes tropicaux avec diverses équipes qui mesurent les forêts arbre après arbre dans de milliers de parcelles permanentes. Nous passons en revue les principales découvertes scientifiques de ces travaux et montrons comment ce processus modifie la science des forêts tropicales. Notre approche principale consiste à relier les initiatives de base à long terme à des protocoles standardisés et une gestion de données afin de générer des résultats solides à grande échelle. En reliant les chercheurs tropicaux et en élevant leur statut, notre modèle de réseau de recherche sociale reconnaît le rôle clé de l'auteur des données dans la découverte scientifique. Conçus en 1999 avec RAINFOR (Amérique du Sud), nos réseaux de parcelles permanentes ont été adaptés à l'Afrique (AfriTRON) et à l'Asie du Sud-Est (T-FORCES) et largement imités dans le monde entier. Ces multiples initiatives sont désormais intégrées via l'infrastructure ForestPlots.net, qui relie des collègues de 54 pays à travers 24 réseaux de parcelles. Ensemble, elles transforment la compréhension des forêts tropicales et de leur rôle biosphérique. Ensemble, nous avons découvert comment, où et pourquoi le carbone forestier et la biodiversité réagissent au changement climatique, et comment ils y réagissent. Cette collaboration pan-tropicale à long terme a révélé un important puits de carbone à long terme et ses tendances, tout en mettant en évidence les facteurs les plus importants, les processus forestiers qui sont affectés, les endroits où ils changent, les décalages et les réactions futures probables des forêts tropicales à mesure que le climat continue de changer. En tirant parti d'une technologie remarquablement ancienne, les réseaux de parcelles déclenchent une révolution très moderne dans la science des forêts tropicales. À l'avenir, l'humanité pourra grandement bénéficier du soutien des communautés de base qui sont maintenant collectivement capables de générer une compréhension unique et à long terme des forêts les plus précieuses de la Terre. Abstrak: Hutan tropika adalah di antara ekosistem yang paling produktif dan mempunyai kepelbagaian biodiversiti yang tinggi di seluruh dunia. Walaupun pemahaman mengenai hutan tropika amat penting untuk masa depan kita, usaha-usaha untuk mengkaji dan mengawas hutah-hutan tersebut baru sekarang menjadi lebih diperhubungkan. Perangkaian adalah sangat penting untuk mencari jawapan kepada soalan-soalan yang menjangkaui sempadan dan batasan agensi pendanaan. Di sini kami menunjukkan bagaimana sebuah komuniti global bertindak balas terhadap cabaran penyelidikan ekosistem tropika melalui penglibatan pelbagai kumpulan yang mengukur hutan secara pokok demi pokok dalam beribu-ribu plot jangka panjang. Kami meninjau semula penemuan saintifik utama daripada kerja ini dan menunjukkan bagaimana proses ini sedang mengubah bidang sains hutan tropika. Teras pendekatan kami memberi tumpuan terhadap penghubungan inisiatif akar umbi jangka panjang dengan protokol standar serta pengurusan data untuk mendapatkan hasil skala besar yang kukuh. Dengan menghubungkan penyelidik-penyelidik tropika dan meningkatkan status mereka, model Rangkaian Penyelidikan Sosial kami mengiktiraf kepentingan peranan pengasas data dalam penemuan saintifik. Bermula dengan pengasasan RAINFOR (Amerika Selatan) pada tahun 1999, rangkaian-rangkaian plot kekal kami kemudian disesuaikan untuk Afrika (AfriTRON) dan Asia Tenggara (T-FORCES) dan selanjutnya telah banyak dicontohi di seluruh dunia. Kini, inisiatif-inisiatif tersebut disepadukan melalui infrastruktur siber ForestPlots.net yang menghubungkan rakan sekerja dari 54 negara di 24 buah rangkaian plot. Secara kolektif, rangkaian ini sedang mengubah pemahaman tentang hutan tropika dan peranannya dalam biosfera. Kami telah bekerjasama untuk menemukan bagaimana, di mana dan mengapa karbon serta biodiversiti hutan bertindak balas terhadap perubahan iklim dan juga bagaimana mereka saling bermaklum balas. Kolaborasi pan-tropika jangka panjang ini telah mendedahkan sebuah sinki karbon jangka panjang serta arah alirannya dan juga menjelaskan pemandu-pemandu perubahan yang terpenting, di mana dan bagaimana proses hutan terjejas, masa susul yang ada dan kemungkinan tindakbalas hutan tropika pada perubahan iklim secara berterusan di masa depan. Dengan memanfaatkan pendekatan lama, rangkaian plot sedang menyalakan revolusi yang amat moden dalam sains hutan tropika. Pada masa akan datang, manusia sejagat akan banyak mendapat manfaat jika memupuk komuniti-komuniti akar umbi yang kini berkemampuan secara kolektif menghasilkan pemahaman unik dan jangka panjang mengenai hutan-hutan yang paling berharga di dunia

Taking the pulse of Earth's tropical forests using networks of highly distributed plots

Tropical forests are the most diverse and productive ecosystems on Earth. While better understanding of these forests is critical for our collective future, until quite recently efforts to measure and monitor them have been largely disconnected. Networking is essential to discover the answers to questions that transcend borders and the horizons of funding agencies. Here we show how a global community is responding to the challenges of tropical ecosystem research with diverse teams measuring forests tree-by-tree in thousands of long-term plots. We review the major scientific discoveries of this work and show how this process is changing tropical forest science. Our core approach involves linking long-term grassroots initiatives with standardized protocols and data management to generate robust scaled-up results. By connecting tropical researchers and elevating their status, our Social Research Network model recognises the key role of the data originator in scientific discovery. Conceived in 1999 with RAINFOR (South America), our permanent plot networks have been adapted to Africa (AfriTRON) and Southeast Asia (T-FORCES) and widely emulated worldwide. Now these multiple initiatives are integrated via ForestPlots.net cyber-infrastructure, linking colleagues from 54 countries across 24 plot networks. Collectively these are transforming understanding of tropical forests and their biospheric role. Together we have discovered how, where and why forest carbon and biodiversity are responding to climate change, and how they feedback on it. This long-term pan-tropical collaboration has revealed a large long-term carbon sink and its trends, as well as making clear which drivers are most important, which forest processes are affected, where they are changing, what the lags are, and the likely future responses of tropical forests as the climate continues to change. By leveraging a remarkably old technology, plot networks are sparking a very modern revolution in tropical forest science. In the future, humanity can benefit greatly by nurturing the grassroots communities now collectively capable of generating unique, long-term understanding of Earth's most precious forests. Resumen: Los bosques tropicales son los ecosistemas más diversos y productivos del mundo y entender su funcionamiento es crítico para nuestro futuro colectivo. Sin embargo, hasta hace muy poco, los esfuerzos para medirlos y monitorearlos han estado muy desconectados. El trabajo en redes es esencial para descubrir las respuestas a preguntas que trascienden las fronteras y los plazos de las agencias de financiamiento. Aquí mostramos cómo una comunidad global está respondiendo a los desafíos de la investigación en ecosistemas tropicales a través de diversos equipos realizando mediciones árbol por árbol en miles de parcelas permanentes de largo plazo. Revisamos los descubrimientos más importantes de este trabajo y discutimos cómo este proceso está cambiando la ciencia relacionada a los bosques tropicales. El enfoque central de nuestro esfuerzo implica la conexión de iniciativas locales de largo plazo con protocolos estandarizados y manejo de datos para producir resultados que se puedan trasladar a múltiples escalas. Conectando investigadores tropicales, elevando su posición y estatus, nuestro modelo de Red Social de Investigación reconoce el rol fundamental que tienen, para el descubrimiento científico, quienes generan o producen los datos. Concebida en 1999 con RAINFOR (Suramérica), nuestras redes de parcelas permanentes han sido adaptadas en África (AfriTRON) y el sureste asiático (T-FORCES) y ampliamente replicadas en el mundo. Actualmente todas estas iniciativas están integradas a través de la ciber-infraestructura de ForestPlots.net, conectando colegas de 54 países en 24 redes diferentes de parcelas. Colectivamente, estas redes están transformando nuestro conocimiento sobre los bosques tropicales y el rol de éstos en la biósfera. Juntos hemos descubierto cómo, dónde y porqué el carbono y la biodiversidad de los bosques tropicales está respondiendo al cambio climático y cómo se retroalimentan. Esta colaboración pan-tropical de largo plazo ha expuesto un gran sumidero de carbono y sus tendencias, mostrando claramente cuáles son los factores más importantes, qué procesos se ven afectados, dónde ocurren los cambios, los tiempos de reacción y las probables respuestas futuras mientras el clima continúa cambiando. Apalancando lo que realmente es una tecnología antigua, las redes de parcelas están generando una verdadera y moderna revolución en la ciencia tropical. En el futuro, la humanidad puede beneficiarse enormemente si se nutren y cultivan comunidades de investigadores de base, actualmente con la capacidad de generar información única y de largo plazo para entender los que probablemente son los bosques más preciados de la tierra. Resumo: Florestas tropicais são os ecossistemas mais diversos e produtivos da Terra. Embora uma boa compreensão destas florestas seja crucial para o nosso futuro coletivo, até muito recentemente os esforços de medições e monitoramento tem sido amplamente desconexos. É essencial formarmos redes para obtermos respostas que transcendam as fronteiras e horizontes das agências financiadoras. Neste estudo nós mostramos como uma comunidade global está respondendo aos desafios da pesquisa de ecossistemas tropicais, com equipes diversas medindo florestas, árvore por árvore, em milhares de parcelas monitoradas a longo prazo. Nós revisamos as maiores descobertas científicas deste esforço global, e mostramos também como este processo vem mudando a ciência de florestas tropicais. Nossa abordagem principal envolve unir iniciativas de base a protocolos padronizados e gerenciamento de dados a fim de gerar resultados robustos em grandes escalas. Ao conectar pesquisadores tropicais e elevar seus status, nosso modelo de Rede de Pesquisa Social reconhece o papel chave do produtor dos dados na descoberta científica. Concebida em 1999 com o RAINFOR (América do Sul), nossa rede de parcelas permanentes foi adaptada para África (AfriTRON) e Sudeste Asiático (T-FORCES), e tem sido extensamente reproduzida em todo o mundo. Agora estas múltiplas iniciativas estão integradas através da infraestrutura cibernética do ForestPlots.net, conectando colegas de 54 países e 24 redes de parcelas. Estas iniciativas estão transformando coletivamente o entendimento das florestas tropicais e seus papéis na biosfera. Juntos nós descobrimos como, onde e por que o carbono e a biodiversidade da floresta estão respondendo às mudanças climáticas, e seus efeitos de retroalimentação. Esta duradoura colaboração pantropical revelou um grande sumidouro de carbono persistente e suas tendências, assim como tem evidenciado quais os fatores que influenciam essas tendências, quais processos florestais são mais afetados, onde eles estão mudando, seus atrasos no tempo de resposta, e as prováveis respostas das florestas tropicais conforme o clima continua a mudar. Dessa forma, aproveitando uma notável tecnologia antiga, redes de parcelas acendem as faíscas de uma moderna revolução na ciência das florestas tropicais. No futuro a humanidade pode se beneficiar incentivando estas comunidades locais que agora são coletivamente capazes de gerar conhecimentos únicos e duradouros sobre as florestas mais preciosas da Terra. Résume: Les forêts tropicales sont les écosystèmes les plus diversifiés et les plus productifs de la planète. Si une meilleure compréhension de ces forêts est essentielle pour notre avenir collectif, jusqu'à tout récemment, les efforts déployés pour les mesurer et les surveiller ont été largement déconnectés. La mise en réseau est essentielle pour découvrir les réponses à des questions qui dépassent les frontières et les horizons des organismes de financement. Nous montrons ici comment une communauté mondiale relève les défis de la recherche sur les écosystèmes tropicaux avec diverses équipes qui mesurent les forêts arbre après arbre dans de milliers de parcelles permanentes. Nous passons en revue les principales découvertes scientifiques de ces travaux et montrons comment ce processus modifie la science des forêts tropicales. Notre approche principale consiste à relier les initiatives de base à long terme à des protocoles standardisés et une gestion de données afin de générer des résultats solides à grande échelle. En reliant les chercheurs tropicaux et en élevant leur statut, notre modèle de réseau de recherche sociale reconnaît le rôle clé de l'auteur des données dans la découverte scientifique. Conçus en 1999 avec RAINFOR (Amérique du Sud), nos réseaux de parcelles permanentes ont été adaptés à l'Afrique (AfriTRON) et à l'Asie du Sud-Est (T-FORCES) et largement imités dans le monde entier. Ces multiples initiatives sont désormais intégrées via l'infrastructure ForestPlots.net, qui relie des collègues de 54 pays à travers 24 réseaux de parcelles. Ensemble, elles transforment la compréhension des forêts tropicales et de leur rôle biosphérique. Ensemble, nous avons découvert comment, où et pourquoi le carbone forestier et la biodiversité réagissent au changement climatique, et comment ils y réagissent. Cette collaboration pan-tropicale à long terme a révélé un important puits de carbone à long terme et ses tendances, tout en mettant en évidence les facteurs les plus importants, les processus forestiers qui sont affectés, les endroits où ils changent, les décalages et les réactions futures probables des forêts tropicales à mesure que le climat continue de changer. En tirant parti d'une technologie remarquablement ancienne, les réseaux de parcelles déclenchent une révolution très moderne dans la science des forêts tropicales. À l'avenir, l'humanité pourra grandement bénéficier du soutien des communautés de base qui sont maintenant collectivement capables de générer une compréhension unique et à long terme des forêts les plus précieuses de la Terre. Abstrak: Hutan tropika adalah di antara ekosistem yang paling produktif dan mempunyai kepelbagaian biodiversiti yang tinggi di seluruh dunia. Walaupun pemahaman mengenai hutan tropika amat penting untuk masa depan kita, usaha-usaha untuk mengkaji dan mengawas hutah-hutan tersebut baru sekarang menjadi lebih diperhubungkan. Perangkaian adalah sangat penting untuk mencari jawapan kepada soalan-soalan yang menjangkaui sempadan dan batasan agensi pendanaan. Di sini kami menunjukkan bagaimana sebuah komuniti global bertindak balas terhadap cabaran penyelidikan ekosistem tropika melalui penglibatan pelbagai kumpulan yang mengukur hutan secara pokok demi pokok dalam beribu-ribu plot jangka panjang. Kami meninjau semula penemuan saintifik utama daripada kerja ini dan menunjukkan bagaimana proses ini sedang mengubah bidang sains hutan tropika. Teras pendekatan kami memberi tumpuan terhadap penghubungan inisiatif akar umbi jangka panjang dengan protokol standar serta pengurusan data untuk mendapatkan hasil skala besar yang kukuh. Dengan menghubungkan penyelidik-penyelidik tropika dan meningkatkan status mereka, model Rangkaian Penyelidikan Sosial kami mengiktiraf kepentingan peranan pengasas data dalam penemuan saintifik. Bermula dengan pengasasan RAINFOR (Amerika Selatan) pada tahun 1999, rangkaian-rangkaian plot kekal kami kemudian disesuaikan untuk Afrika (AfriTRON) dan Asia Tenggara (T-FORCES) dan selanjutnya telah banyak dicontohi di seluruh dunia. Kini, inisiatif-inisiatif tersebut disepadukan melalui infrastruktur siber ForestPlots.net yang menghubungkan rakan sekerja dari 54 negara di 24 buah rangkaian plot. Secara kolektif, rangkaian ini sedang mengubah pemahaman tentang hutan tropika dan peranannya dalam biosfera. Kami telah bekerjasama untuk menemukan bagaimana, di mana dan mengapa karbon serta biodiversiti hutan bertindak balas terhadap perubahan iklim dan juga bagaimana mereka saling bermaklum balas. Kolaborasi pan-tropika jangka panjang ini telah mendedahkan sebuah sinki karbon jangka panjang serta arah alirannya dan juga menjelaskan pemandu-pemandu perubahan yang terpenting, di mana dan bagaimana proses hutan terjejas, masa susul yang ada dan kemungkinan tindakbalas hutan tropika pada perubahan iklim secara berterusan di masa depan. Dengan memanfaatkan pendekatan lama, rangkaian plot sedang menyalakan revolusi yang amat moden dalam sains hutan tropika. Pada masa akan datang, manusia sejagat akan banyak mendapat manfaat jika memupuk komuniti-komuniti akar umbi yang kini berkemampuan secara kolektif menghasilkan pemahaman unik dan jangka panjang mengenai hutan-hutan yang paling berharga di dunia