The morphology of the cellular precipitation reaction in a Pb-3.0 wt% Sn alloy

The complete development of the cellular precipitation structure at selected grain boundaries in a Pb-3.0 wt% Sn alloy during aging at 34°C and 23°C was investigated by light microscopy. The cellular structure in this alloy consists of lamellae of solute depleted lead solid solution and lamellae of ß tin precipitate. The cellular precipitation reaction begins by local migration of a grain boundary with concomitant grain boundary precipitation of ß tin. The grain boundary bows around the ß tin grain boundary precipitates which then begin to lengthen in the direction of boundary migration thus forming the precipitate lamellae of the cell. The α\u27 lamellae always preceed the ß tin lamellae. At early stages of cell development, the lamellae may grow cooperatively and an orientation and habit plane relationship between the lamellae forms as the cell structure stabilizes. Since the coherence between the lamellae is weak, the direction of cell growth is not confined to the initial habit plane of the ß tin lamellae --Abstract, page iii

Propiedades mecánicas y tribológicas de recubrimientos duros: Uso de la técnica de nanoindentación

Se describe la fabricación y la caracterización mecánica y tribológica de recubrimientos duros (CrN, ZrN, AITiN), depositados sobre acero HSS utilizando Ia técnica PVD - Evaporación por Arco, para la caracterización mecánica y tribológica, se utilizó la técnica de nanoindentación.

Influencia de la inserción de átomos de Si en la formación del compuesto TiSiN por simulación DFT

Using Density Functional Theory (DFT) SiN and TiN structures were simulated, in order to study the influence of the silicon atoms insertion in the TiN lattice placed on interstitial and substitutional positions in a face centered cubic (FCC) crystalline lattice. Results showed that the SiN - FCC structure is pseudo-stable; meanwhile the tetragonal structure is stable with ceramic behavior. The TiN - FCC structure is stable with ceramic behavior similar to SiN - Tetragonal. 21% silicon atoms insertion in interstitial positions showed high induced deformation, high polarization and Si - N bond formation, indication an amorphous transition that could lead to the production of a material composed from TiN grains or nano-grains embedded in a Si - N amorphous matrix. When including 21% of silicon atoms, substituting titanium atoms, the distribution showed higher stability that could lead to the formation of different phases of the stoichiometric Ti1 -x SixNy compound.Se simularon estructuras del SiN y TiN utilizando Teoría de Funcionales de Densidad (DFT), con el fin de estudiar la influencia de la inserción de átomos de Si en la estructura del TiN en posiciones intersticiales y sustitucionales de una red cristalina cúbica centrada en las caras (FCC). Los resultados mostraron que la estructura SiN-FCC es pseudo estable, mientras que la estructura tetragonal es estable, con comportamiento cerámico. La estructura del TiN-FCC es estable con un comportamiento cerámico similar al del SiN-tetragonal. La inserción de 21% de átomos de Si en posiciones intersticiales, el material mostró alta deformación inducida, alta polarización y formación de enlaces Si-N, indicadores de una transición amorfa que podría producir un compuesto formado por granos o nanogranos de TiN embebidos en una matriz amorfa de Si-N. Mientras que al incluir 21% de Si sustituyendo átomos de Titanio, se observó una distribución más estable, que puede producir diferentes fases del compuesto estequiométrico Ti1-xSixNy

Estudio computacional de las estructuras alotrópicas del carbono utilizando Teoría de Funcionales de Densidad (DFT)

In this paper using Density Functional Theory (DFT), the principal carbon allotropic crystalline structures (Diamond, graphite, nanotube y fullerene - C60) were simulated. The results shows diamond sp3 bonds formation between carbon atoms and low reactiviEn este artículo, utilizando la Teoría funcional de la densidad (DFT), se simularon las principales estructuras cristalinas alotrópicas de carbono (diamante, grafito, nanotubo y fullereno - C60). Los resultados muestran la formación de enlaces sp3 de dia

Computational Study of Allotropic Structures of Carbon by Density Functional Theory (DTF)

In this paper using Density Functional Theory (DFT), the principal carbon allotropic crystalline structures (Diamond, graphite, nanotube y fullerene - C60) were simulated. The results shows diamond sp3 bonds formation between carbon atoms and low reactivity, indicating low probability of lateral compound formation and high mechanical properties. Interplanar weakness was evidentin graphite structure, which is related to solid lubrication process. Carbon-Carbon metallic bonds and polarizations at the edges of  the structure were observed in Armchair Carbon Nanotube, stabilizing the system which allows the nanotube continuous growth. In fullerene C60 structurea Faraday nano-gauge behavior was confirmed, together withlow probability of interatomic polarization, indicating high structural stability. Besides Total Energy (TE) and Nuclear Repulsion Energy (NRE) values were used to perform energetic comparisons between different structures, allowing the study of electronic stability and their relationship to mechanical properties.  PACS: 31.15.E

Mechanical, and tribological properties of ti/tin bilayers: the dependence of ti interlayer thickness

Ti/TiN bilayers were grown on AISI 316L stainless steel and Dynasil (SiO2) substrates, by using a reactive DC magnetronsputtering system. The Ti interlayer was grown at different thicknesses (0, 50, 100, and 200 nm) in order to study their infl uence on themorphological, mechanical, and tribological properties of the bilayers. The coatings’ morphology was determined using an XP2 profi lometeradhesion was measured using micro-scratch test equipment, mechanical properties were obtained by a NANOVEA IBIS–Technologynanoindenter with the Oliver-Parr method. Tribological characterization was carried out with a CSEM tribometer, and wear coeffi cientwas obtained by the Archard law by relating the wear area (measured by profi lometry). Results present a decrease in the roughness as theinterlayer was added. A maximum hardness and elastic modulus of 22 and 310 GPa, respectively, were obtained. On the other hand, thesystem with an interlayer of 100 nm exhibited the highest adhesion with a critical load of 28 N. Moreover, the system with an interlayer of200 nm showed an improvement in the tribological behavior due to its great load capability, lower substrate defl ection, and low wear rate

Resistencia a la corrosión de recubrimientos a base de titanio y circonio producidos por magnetrón Sputtering DC

Titanium nitride (TiN and TiN/Ti) and titanium zirconium nitride (TiZrN)thin films were deposited on AISI 304 and 316L stainless steels, using DC Magne-tron Sputtering, to evaluate the superficial, mechanical and corrosion resistanceproperties. X Ray Diffraction (XRD) structural analysis performed showed thatin all studied systems had f.c.c crystalline structure, with (111) bragg planepreferential orientation. The TiZrN coating shows compressive stress by theinclusion of Zr atoms in the structure of TiN and peak widening is observeddue to the presence on the film of TiN. Superficial characteristics obtained byprofilometry (roughness (Ra) and thickness) shows Ra values below 100 nm,typical of thin films obtained by this technique. The thickness obtained rangesfrom 364,50 to 580,25 nm.Using nanoindentation, hardness values TiN, TiN/Ti and TiZrN of 16,173,18,524 and 17,307 Gpa were obtained for thin films respectively. Corrosion resistance evaluation (Tafel Polarization), shows a decreasein corrosion speed of steel when the surface is protectedby a coating, fact which was determined by the reductionof the corrosion rate.Se depositaron recubrimientos de nitruro de titanio (TiN y TiN/Ti) y nitrurode titanio circonio (TiZrN) sobre aceros AISI 304 y 316L por medio de la técnicamagnetrón Sputtering DC para evaluar sus propiedades superficiales y mecánicas, así como la resistencia a la corrosión. El análisis estructural realizado por mediode difracción de rayos X (XRD) mostró que todos los materiales estudiados cris-talizaron en una estructura f.c.c, con orientación preferencial en plano de Bragg (111); el recubrimiento de TiZrN, muestra estrés a la compresión por la inclusiónde átomos de Zr en la estructura del TiN y se observa ensanchamiento en lospicos de difracción debido a la presencia de TiN en la película. Las características superficiales medidas por perfilometría (rugosidad Ra y espesor) muestranvalores de Ra inferiores a 100 nm, típicos de capas delgadas sintetizadas por estemétodo. Los espesores obtenidos varían desde 364,50 nm hasta 580,25 nm. Usandonanoindentación se obtuvieron valores de dureza de capa de TiN, TiN/Ti y TiZrN de 16, 173, 18, 524 y 17, 307 Gpa respectivamente; la evaluación de la resistencia ala corrosión (polarización tafel) muestra que la velocidad de corrosión del acerodisminuye cuando la superficie es protegida con un recubrimiento, hecho que sedeterminó por la reducción de la tasa de corrosión

Glow Discharge Optical Spectroscopy for Sputtering Diagnostics

241 p.Thesis (Ph.D.)--University of Illinois at Urbana-Champaign, 1978.U of I OnlyRestricted to the U of I community idenfinitely during batch ingest of legacy ETD

Fabricación de recubrimientos utilizando la técnica de proyección térmica para reducir el desgaste en turbinas hidráulicas.

Por medio de un molino planetario se realizó una mezcla de polvos de Níquel (Ni) y Carburo de Silicio (SiC), incrementando el porcentaje de Ni con 4 porcentajes distintos (30, 50, 70 y 80%), con el fin de obtener una aleación mecánica para formar un material compuesto, que será utilizado para elaborar un recubrimiento capaz de reducir el desgate y la corrosión mediante la técnica de proyección térmica. El material obtenido se analizó a través de microscopia electrónica de barrido y espectroscopia de energía dispersiva (SEM/EDS), con el fin de determinar la morfología y el tamaño de partícula, al igual que la composición elemental; de igual forma se empleó la técnica de difracción de rayos X (XRD) para el análisis cristalográfico, Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) y Análisis Termogravimétrico (TGA) con el fin de observar si se presentó formación de nuevas fases durante el proceso de molienda. Se determinó que las mezclas con alto porcentaje de Níquel (70% y 80%) presentaron partículas con morfologías esféricas, lo cual es ideal para mejorar la fluidez del material hacia el sistema de proyección térmica