Insights into the room temperature magnetism of ZnO/Co3O4 mixtures

The origin of room temperature (RT) ferromagneticlike behavior in ZnO-based diluted magnetic semiconductors is still an unclear topic. The present work concentrates on the appearance of RT magnetic moments in just mixed ZnO/Co3O4 mixtures without thermal treatment. In this study, it is shown that the magnetism seems to be related to surface reduction of the Co3O4 nanoparticles, in which, an antiferromagnetic Co3O4 nanoparticle (core) is surrounded by a CoO-like shell. This singular superficial magnetism has also been found in other mixtures with semiconductors such as TiO2 and insulators such as Al2O3

Lead free piezoelectric ceramics based on Bi0.5(Na0.8K0.2)0.5TiO3 y K0.5Na0.5NbO3 systems

Los materiales cerámicos basados en circonato-titanato de plomo, Pb(Zr,Ti)O3(PZT), son muy conocidos por sus excelentes propiedades piezoeléctricas. Si bien, estos materiales se producen generalmente a partir de la técnica de mezcla de óxidos, la cual es relativamente simple y económica, en su formulación se emplea un alto contenido de óxido de plomo (aprox. 70%). Dado que el plomo y sus compuestos son considerados tóxicos y peligrosos, no sólo por la polución directa que genera el proceso de manufactura y maquinado de los compuestos, sino también porque los productos que contienen PZT no pueden ser reciclados, recientemente se han comenzado a investigar diferentes composiciones piezoeléctricas para su reemplazo. En este trabajo, se analizan algunos desarrollos propios en el campo de los materiales piezoeléctricos libres de plomo donde se enfatiza la correlación existente entre las propiedades finales, la microestructura desarrollada y la estructura estabilizada.Ceramics based on lead zirconium titanate Pb(Zr,Ti)O3 (PZT) are well known for their excellent piezoelectric properties. These materials are generally produced by solid reaction technique, which is relatively simple and economical; however their production needs high lead oxide content (approx. 70%). Lead and its compounds are considered toxic and dangerous, due to direct pollution generated by the manufacturing process and machining of the compounds, and the inability to recycle products containing PZT. Therefore, other piezoelectric compositions based on lead free materials have begun investigated. In this paper, some developments in the field of lead-free piezoelectric materials, correlating the structure and microstructure with the properties materials properties are analyzed.Fil: Castro, Miriam Susana. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mar del Plata. Instituto de Investigación en Ciencia y Tecnología de Materiales (i); ArgentinaFil: Camargo, Javier Eduardo. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mar del Plata. Instituto de Investigación en Ciencia y Tecnología de Materiales (i); ArgentinaFil: Taub, Jonathan. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mar del Plata. Instituto de Investigación en Ciencia y Tecnología de Materiales (i); ArgentinaFil: Fernandez, J. F.. Instituto de Ceramica y Vidrio de Madrid; EspañaFil: Rubio-Marcos, F.. Instituto de Ceramica y Vidrio de Madrid; EspañaFil: Ramajo, Leandro Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mar del Plata. Instituto de Investigación en Ciencia y Tecnología de Materiales (i); Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentin

Impact response of advance combat helmet pad systems

Combat helmets are designed to protect against ballistic threats and fragments of explosive devices. There are numerous types of helmet comfort foams available. However, pad systems have not been evaluated in combat helmets to understand to what extent they mitigate head accelerations. In this work, different pad systems are studied to analyze the ballistic performance of combat helmets using a Hybrid III dummy equipped with longitudinal accelerometers at the head and a neck simulator. The tests are conducted with 9 mm Full Metal Jacket (FMJ) projectiles according to the performance requirements III-A of the NIJ 0106.01 standard. This experimental methodology allows the evaluation of brain and neck injuries. The thicker bicomponent polyurethane foams and the honeycomb configuration provided the best results in terms of mitigating brain damage due to accelerations applying different criteria (PLA, WSTC, HIC). However, it was concluded that there is no cervical injury or cranial fracture risk for any of the cases studied.The authors acknowledge the Ministry of Economy and Competitiveness of Spain and the FEDER program under Projects DPI2017-88166-R and PID2020-118946RB-I00 for the financial support of the work. M. Rodriguez-Millan acknowledges the Spanish Ministry of Universities, the National Program for the Promotion of Talent, and its Employability in Research and Development and Innovation (R&D&I), National Mobility Subprogram of the National Plan for Scientific and Technical Research and Innovation 2021–2023, for the professor’s mobility program (PRX21/00329). It has to thank the funding for APC: Universidad Carlos III de Madrid (Read and Publish Agreement CRUECSIC 2023).Publicad

Evolución microestructural en la preparación de materiales compuestos NiFe2O4-BaTiO3 por vía hidrotermal

La obtención de materiales monofásicos con respuesta ferroeléctrica y (anti-)ferromagnética simultánea y acoplada resulta problemática debido a limitaciones intrínsecas de tipo físico, estructural y electrónico. En este sentido una alternativa más realista, y en cierto modo con mayor flexibilidad a la hora de diseñar futuros dispositivos multiferroicos, consiste en preparar materiales compuestos en los cuales el acoplamiento magnetoeléctrico se puede alcanzar explotando los efectos interfaciales entre fases disimilares. Tal es el caso de los materiales compuestos basados en BaTiO3 (fase ferroeléctrica) y NiFe2O4 (fase magnética), que ya se han empezado a preparar fundamentalmente por medio de técnicas de deposición altamente energéticas. Sin embargo de cara a su aplicación práctica, sería interesante poder preparar esos materiales por métodos más sostenibles y menos costosos. De acuerdo con ello, en este trabajo se presenta un estudio preliminar en torno a la evolución microestructural experimentada por los materiales basados en NiFe2O4-BaTiO3 cuando son preparados mediante una técnica de procesamiento suave en disolución como es la síntesis hidrotermal. En concreto se ha analizado la influencia que diversos parámetros característicos del procesamiento hidrotermal pueden tener sobre la generación y distribución de fases e interfases durante la posterior consolidación térmica de estos materiales compuestos

Influence of the sintering temperature on ferroelectric properties of potassium-sodium niobate piezoelectric ceramics

The effect of sintering condition on structure, microstructure, and ferroelectric properties of (K0.44Na0.52Li0.04) (Nb0.86Ta0.10Sb0.04)- O3 (KNL-NTS) has been investigated. Ceramic powders have been synthesized by the solid-state reaction method and sintered at different temperatures (1115°C, 1125°C, and 1140°C). Then, samples were characterized by thermogravimetric analysis, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and impedance spectroscopy. Through XRD results, the perovskite structure and small peaks corresponding to a secondary phase were detected. Ceramics processed at the highest temperatures showed higher densities and good piezoelectric properties (d33, Kp, and Kt), particularly specimens sintered at 1125°C presented the highest piezoelectric performance.Fil: Cortés, J. A.. Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho; BrasilFil: Camargo, Javier Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Rachia, M. F.. Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho; BrasilFil: Rubio Marcos, Fernando. Instituto de Cerámica y Vidrio de Madrid; España. Universidad Nebrija; EspañaFil: Ramajo, Leandro Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Castro, Miriam Susana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Ramírez, M. A.. Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho; Brasi

Repuesta ferro-piezoeléctrica de KNN-LTS poroso

La obtención de materiales monofásicos con respuesta ferroeléctrica y (anti-)ferromagnética simultánea y acoplada resulta problemática debido a limitaciones intrínsecas de tipo físico, estructural y electrónico. En este sentido una alternativa más realista, y en cierto modo con mayor flexibilidad a la hora de diseñar futuros dispositivos multiferroicos, consiste en preparar materiales compuestos en los cuales el acoplamiento magnetoeléctrico se puede alcanzar explotando los efectos interfaciales entre fases disimilares. Tal es el caso de los materiales compuestos basados en BaTiO3 (fase ferroeléctrica) y NiFe2O4 (fase magnética), que ya se han empezado a preparar fundamentalmente por medio de técnicas de deposición altamente energéticas. Sin embargo de cara a su aplicación práctica, sería interesante poder preparar esos materiales por métodos más sostenibles y menos costosos. De acuerdo con ello, en este trabajo se presenta un estudio preliminar en torno a la evolución microestructural experimentada por los materiales basados en NiFe2O4-BaTiO3 cuando son preparados mediante una técnica de procesamiento suave en disolución como es la síntesis hidrotermal. En concreto se ha analizado la influencia que diversos parámetros característicos del procesamiento hidrotermal pueden tener sobre la generación y distribución de fases e interfases durante la posterior consolidación térmica de estos materiales compuestos

Co2TiO4/reduced graphene oxide nanohybrids for electrochemical sensing applications

For the first time, the synthesis, characterization, and analytical application for hydrogen peroxide quantification of the hybrid materials of Co2TiO4 (CTO) and reduced graphene oxide (RGO) is reported, using in situ (CTO/RGO) and ex situ (CTO+RGO) preparations. This synthesis for obtaining nanostructured CTO is based on a one-step hydrothermal synthesis, with new precursors and low temperatures. The morphology, structure, and composition of the synthesized materials were examined using scanning electron microscopy, X-ray diffraction (XRD), neutron powder diffraction (NPD), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Rietveld refinements using neutron diffraction data were conducted to determine the cation distributions in CTO. Hybrid materials were also characterized by Brunauer-Emmett-Teller adsorption isotherms, Scanning Electron microscopy, and scanning electrochemical microscopy. From an analytical point of view, we evaluated the electrochemical reduction of hydrogen peroxide on glassy carbon electrodes modified with hybrid materials. The analytical detection of hydrogen peroxide using CTO/RGO showed 11 and 5 times greater sensitivity in the detection of hydrogen peroxide compared with that of pristine CTO and RGO, respectively, and a two-fold increase compared with that of the RGO+CTO modified electrode. These results demonstrate that there is a synergistic effect between CTO and RGO that is more significant when the hybrid is synthetized through in situ methodology.Fil: Venegas, Constanza J.. Universidad de Chile; Chile. Universidad de Santiago de Chile; ChileFil: Gutierrez, Fabiana Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Eguílaz Rubio, Marcos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Marco, José F.. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; EspañaFil: Reeves-McLaren, Nik. University Of Sheffield; Reino UnidoFil: Rivas, Gustavo Adolfo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Ruiz-León, Domingo. Universidad de Santiago de Chile; ChileFil: Bollo, Soledad. Universidad de Chile; Chil