Effects of the speed ratio on the efficiency of planetary mills

The ignition time (tig) of the mechanically induced self-sustaining reaction (MSR) process involving the formation of TiB2 from Ti/2B elemental mixtures was used to study the influence of the ratio (k = -ωv/ωd) between the rotational speed of the supporting disc (ωd) and vials (ωv) on the milling efficiency of a Pulverisette 4 planetary mill. The variation of the inverse of the ignition time (1/tig), which is directly related to the milling power provided by the planetary mill, with the process conditions has shown that it is not possible to find a single k value as optimal independently of the experimental conditions used (ωd and the ball-to-powder ratio, BPR). Moreover, it was observed that the lowest milling efficiency (longer tig values) was found for k = 1, which is the usual value employed in routine laboratory works. The best efficiencies were found for the larger k values (2.5 or 3). At lower ωd, the shortest tig was obtained for k = 2.5 and at higher ωd for k = 3, independently of BPR.Secretaria de Estado de Universidades, Investigacion, Desarrollo e Innovacion, Spain MAT2014-52407-REuropean Regional Development Fund, European Unio

High-temperature mechanical behavior of polycrystalline yttrium-doped barium cerate perovskite

The high-temperature mechanical properties of the mixed ionic-electronic conductor perovskite BaCe0.95Y0.05O3-δ with average grain size of 0.40μm have been studied in compression between 1100 and 1300°C in air at different initial strain rates. The true stress-true strain curves display an initial stress drop, followed by an extended steady-state stage. As the temperature decreases and/or the strain rate increases, there is a transition to a damage-tolerant strain-softening stage and eventually to catastrophic failure. Analysis of mechanical and microstructural data revealed that grain boundary sliding is the primary deformation mechanism. The strength drop has been correlated with the growth of ultrafine grains during deformation, already present at grain boundaries and triple grain junctions in the as-fabricated material.Ministerio de Ciencia e Innovación MAT2009-13979-C03-0

Influence of the milling parameters on the mechanical work intensity in planetary mills

The formation of ZnSe via a mechanically-induced self-sustaining reaction (MSR) from a Zn/Se mixture showed that only size reduction and mixing of the reactants without product formation occurred during the induction period prior to ignition. Therefore, all mechanical energy supplied by the planetary mill during this time, called the ignition time (t ig), was used exclusively in the activation of the reactants. This system was chosen to study the dependence of t ig on the main parameters characterising the milling intensity of planetary mills. The variation of the ignition time with the process conditions reflected changes in the mechanical dose rate of the planetary mill. A direct relationship between the inverse of the ignition time and the power of the planetary mill was established, which allows the validation of theoretical models proposed in the literature for the energy transfer in milling devices and the comparison of milling equipment efficienciesCSIC No. 2009SK0002Gobierno de España No. MAT2011-2298

Polymorphic transformation from body-centered to face-centered cubic vanadium metal during mechanosynthesis of nanostructured vanadium nitride determined by extended x-ray absorption fine structure spectroscopy

The pathway for vanadium nitride VN formation obtained by milling treatment has been traced out. At the initial stages of the process, the reactant, vanadium metal, showing body-centered cubic bcc structure, becomes highly distorted. Simultaneously, the formation of a small nucleus of the product, VN, takes place. X-ray absorption spectroscopy XAS has allowed the quantification of the distortion degree as well as the detection of the VN nucleus in the early stages of their formation, while other standard structural characterization techniques are unable to detect such phenomena. For increasing milling times, apart from the expected increase in the size of the VN nucleus, a polymorphic transformation from bcc to fcc vanadium metal has been recorded. This phase might play a key role in the overall synthesis process and could be a reaction intermediate in other solid state processes involving V metal. The sensitivity of XAS to noncrystalline domains and to highly distorted environments, as well as the use of high resolution x-ray diffraction, has provided the relevant information to understand the whole reaction process.European Synchrotron Radiation Facility (ESRF)-ME-737SpLine CRG (beamline BM25 at the ESRF)-25- 01-657Ministerio de Educación y Ciencias de España-BQU2002-04364-C02-01 y BQU2002- 04364-C02-

Diagnóstico de algunas herramientas para la docencia en ingeniería en dos universidades isleñas

El presente trabajo hace un diagnóstico de algunas herramientas que han cobrado interés para la docencia en dos universidades isleñas. Para ambas instituciones se analizan características de infraestructura, disponibilidad, desarrollo e implementación de recursos virtuales en las carreras o titulaciones de ingeniería y la comprobación in situ de estos recursos en la red. Se detecta un conjunto de aspectos positivos que demuestran que existe conciencia de la importancia del desarrollo de herramientas informáticas para la docencia. Centramos la atención en las carreras de ingeniería industrial, informática, diseño industrial y topografía, además de plantear las dificultades que hasta el momento han limitado el progreso de los recursos informáticos en la docencia de ingeniería

Estudio de la cavidad celómica de la serpiente Python Regius mediantes distintas técnicas de diagnóstico por imagen

1. Estudiar la anatomía básica de la serpiente Python regius, mediante la observación de cadáveres y la disección ordenada de cada uno de sus aparatos y sistemas. 2. Fotografiar los distintos aparatos y sistemas, a fin de describir cada una de las vísceras presentes en la cavidad celómica. Estos datos serán la base del resto del trabajo. 2. Reseñar los distintos equipos de diagnóstico por imagen que se van a utilizar. 3. Describir la colocación correcta del animal en cada caso, a fin de obtener las mejores imágenes en el menor tiempo posible. Es importante para reducir los tiempos de anestesia cuando los datos obtenidos se apliquen en la clínica veterinaria. 4. Analizar e identificar los distintos sistemas viscerales en las imágenes obtenidas mediante las diferentes técnicas radiológicas. 5. Establecer la correspondencia entre dichas imágenes y aquellas obtenidas de la disección de cadáveres. 5. Comparar y combinar los resultados obtenidos, a fin de dotar al veterinario clínico de una herramienta útil en el ejercicio habitual de la profesión

Influencia de la deformación plástica del TiO2 en sus propiedades texturales y en el mecanismo de transformación de fase anatasa-rutilo

El estudio de la influencia ejercida por la energía mecánica en la reactividad química de sólidos tiene ya más de un siglo de historia. Probablemente la primera observación experimental de un cambio en la reactividad, causada por la introducción de defectos en sólidos cristalinos, fue la realizada por Faraday quien observó que ciertas sales hidratadas se deshidrataban espontáneamente cuando se arañaban con un alfiler. No obstante, el primer trabajo sistemático dirigido a poner de manifiesto que la energía mecánica es tan efectiva como las energías térmicas, eléctrica o lumínica se debe, sin duda, a Carey-Lea. Este autor mostró que la fuerza de cizalla es más efectiva que la aplicación de presión hidrostática para inducir transformaciones químicas. Más tarde Parker en 1918 puso de manifiesto la eficacia de dichas fuerzas como inductoras de un gran número de reacciones de doble descomposición entre sales llevadas a cabo en estado sólido. A partir de los trabajos anteriores, el interés en dicha área de investigación ha sido esporádico, según Fox, hasta que durante la segunda Guerra Mundial se comenzó a prestar atención al estudio de las reacciones explosivas inducidas mecánicamente. Desde entonces el estudio de la influencia del tratamiento mecánico de los sólidos tanto en sus propiedades como en su reactividad química ha sufrido un auge tan notable que ha dado lugar a la publicación de diversos artículos de revisión sobre el tema y a que se haya propuesto el nombre de “Mecanoquímica” para designar la parte de la Química del Estado Sólido que se ocupa del estudio de los procesos citados. Lin y Nadiv, han clasificado los procesos mecanoquímicos, según sus aplicaciones, en los grupos que se incluyen a continuación, si bien hay que señalar que dicha clasificación no pretende ser exhaustiva. 1) Cambio de las propiedades fisicoquímicas y generación de otras nuevas. Cambio de la superficie específica y de la energía superficial; alteraciones de la porosidad media y de la distribución del volumen de poros; control de la velocidad y grado de disolución de sólidos; influencia de la activación mecanoquímica en la pasivación de metales; alteraciones de la concentración de dislocaciones; influencia sobre las propiedades eléctricas y magnéticas, etc. 2) Transformaciones de fase. Transiciones polimórficas, recristalización y producción de fases amorfas; degradación estructural; formación de soluciones sólidas en mezclas de componentes isomorfos. 3) Reacciones químicas (homogéneas y heterogéneas). Descomposición de sustancias; reacciones en estado sólido en frio; reacciones de intercambio, etc. 4) Reacciones de superficie. Adsorción; actividad catalítica incluyendo preparación de catalizadores con alta reactividad; influencia de la molienda en el grado y velocidad de oxidación y reducción; generación de cargas eléctricas; hidratación superficial; corrosión. Como puede observarse, los fenómenos mecanoquímicos cubren un amplio grupo de procesos químicos. En nuestro laboratorio se viene trabajando desde hace varios años en este campo, habiéndose publicado numerosos trabajos relacionados con la catálisis heterogénea, descomposición térmica de sólidos y las transformaciones polimórficas. Una revisión de los logros conseguidos en este sentido se ha llevado a cabo en un trabajo anterior. Las investigaciones realizadas sobre la influencia de la molienda en el CaCO3, ha puesto de manifiesto que en el curso del tratamiento mecánico se producen sucesivas conversiones calcita aragonito y aragonito-calcita, a la vez que la superficie específica de la muestra aumentaba proporcionalmente a su contenido en aragonito. Estos resultados se interpretaron, suponiendo que la fractura de las partículas de aragonito están favorecidas con respecto a la de la calcita, debido a la menor dureza de esta última. Esta conclusión se ha confirmado en publicaciones posteriores efectuando un análisis del tamaño de partículas y del contenido de microtensiones mediante difracción de rayos X. En lo que respecta la influencia ejercida por la molienda del PbO en sus transformaciones polimórficas, los resultados obtenidos en nuestro Departamento han puesto de manifiesto, que el massicot se transforma en litargirio como consecuencia del tratamiento mecánico en frio, de acuerdo con las observaciones realizadas anteriormente por otros autores. Por otra parte, se demostró, que el massicot resultante al calentar a 600º C el litargirio no quedaba estabilizado cinéticamente sino que revertía de nuevo a esta última fase por debajo de la temperatura de equilibrio de la transformación polimórfica. Este comportamiento, que es opuesto al del litargirio no sometido a tratamiento mecánico, es de interés en la química preparativa de este compuesto y en las propiedades del PbO relativas a su uso como colorante cerámico. En un trabajo posterior se ha puesto igualmente de manifiesto que la estabilización de las fases massicot o litargirio del PbO obtenido por descomposición térmica de sales, es notablemente influido por el tratamiento mecánico a que se ha sometido previamente el compuesto utilizado como precursor. En la presente memoria se continua la línea de investigación indicada, estudiando la influencia ejercida por la molienda en las propiedades texturales del TiO2, así como en su estabilidad en la transformación de fase anatasa-rutilo. Es de señalar que a pesar del interés técnico del TiO2 debido a su uso como pigmento, como refractario y como materia prima de numerosos procesos cerámicos, para los que es decisivo la estabilidad relativa de ambas fases, los únicos estudios que conocemos dirigidos a establecer la influencia del tratamiento mecánico en su textura y estructura son los realizados por Tekiz y Legrand y por Kubo y colaboradores, quienes han observado que la molienda prolongada de la anatasa disminuye su grado de cristalinidad a la vez que da lugar a su transformación parcial en rutilo. No obstante, en los trabajos citados no se ha llevado a cabo ningún análisis de la variación del tamaño y forma de las partículas y del contenido de microtensiones a lo largo del tratamiento, con objeto de determinar el mecanismo de transformación mecanoquímica de fase. Las publicaciones dirigidas a estudiar la influencia de los aditivos tanto en el mecanismo de transformación térmica de anatasa-rutilo como en el de sinterización del TiO2 son muy numerosas. Mackenzie ha revisado recientemente los resultados obtenidos en este campo y concluye que aquellos mineralizadores que dan lugar a la sustitución isomórfica de iones Ti4+ de la red de la anatasa por otros de estado de oxidación más bajo, con la creación consiguiente de vacantes aniónicas (∎a): Ti4+ 2O2- □(█(→┴M^(n+) @n ≤4)) Mn+ n/2 O2- (2-n/2) ∎a + Ti4+ (2-n/2) O2- Aumentan la velocidad de transformación de fase. Entere los aditivos más eficaces dentro de este grupo se encuentra el LiF y el CuO. En cambio, aquellos compuestos que, como el Nb2O3, poseen cationes en estado de oxidación superior a 4 capaces de sustituir isomórficamente al Ti4+, inhiben la reacción anteriormente citada. El objeto de la presente memoria es, en primer lugar, estudiar la influencia ejercida por el tratamiento mecánico en la propiedades texturales y estructurales del TiO2; con objeto de intentar esclarecer el mecanismo de transformación mecanoquímica de fase anatsa-rutilo. Por ello se ha desarrollado un programa de cálculo que permite seguir la evolución del tamaño de partículas y del contenido de microtensiones a partir del análisis de la forma de los picos de difracción de rayos X de ambas fases. En segundo lugar se pretende determinar la influencia que ejercen en las propiedades texturales y estructurales inducidas en el TiO2 como consecuencia de la molienda, por aquellos aditivos que aceleran o inhiben, respectivamente, la transformación térmica de la anatasa en rutilo y en general la sinterización de dichas fases. De la comparación de estos resultados con los propios de la transformación polimórfica inducida por tratamiento térmico se espera profundizar en el conocimiento de los mecanismos de transformación de fase y de sinterización del TiO2. Ello es de sumo interés en la industria cerámica tanto desde el punto de vista de la densificación del material en su uso como refractario, como en su utilización como materia prima en la fabricación de cerámica electrónica

Thermoanalytical study of the pesticide 3-amino-1,2,4-triazole

Thermoanalytical study of the pesticide 3-amino-1,2,4-triazole (ATA) has been carried out, using simultaneous DTA-TG in nitrogen flow, in order to know its thermal behaviour and stability. These techniques have been further complemented using evolved gas analysis and mass spectroscopy (EGA-MS). Two different stages of ATA decomposition were observed: after the first decomposition step, a mixture of compounds is obtained, according to MS data, being the principal component a compound of molecular weight 126. It is formed by a first order reaction mechanism, according to the kinetic study, with E a=124±8 kJ·mol-1. The second decomposition step takes place about 735°C, with evolution of HCN and NH3, being the final weight loss 96%.Peer Reviewe