Inducción de fluorescencia en pino. Respuesta de Pinus halepensis Miller, P. nigra Arnold y P. pinaster Aiton a los herbicidas hexazinona y simazina

The first phases of the development of pines could be affected by weed competition. The use of herbicides is fundamental for weed control but herbicide treatment must be safe for pines. This work study the effect of two herbicides, hexazinone and simazine, over three pine species Pinus halepensis, P. nigra and P. pinaster by means of measures of the fast phase of the chlorophyll fluorescence induction kinetics. The study is conducted in early caulinars leaves of pine treated for 48 hours with doses of 2 and 4 ppm of each herbicide. Herbicide treatment and recovery of plants was done under hydroponics conditions in climatic chamber. P. nigra was more tolerant than P. pinaster and P. halepensis to hexazinone. There were no differences between species in simazine response. The three pine species show better recovery of photosynthetic activity in hexazinone treatments than in simazine treatments, indicating better tolerance of tree to hexazinone than to simazine.Las primeras fases del desarrollo de pinos pueden verse afectadas por la competencia de las malas hierbas, siendo la utilización de herbicidas fundamental para su control, aunque este tratamiento no debe afectar al pino. En este trabajo, se estudia el efecto de dos herbicidas simazina y hexazinona en tres especies de pino, Pinus halepensis, P. nigra y P. pinaster, mediante medidas de la fase rápida de la cinética de inducción de fluorescencia clorofílica. El estudio se lleva a cabo sobre las primeras hojas caulinares de pino, sometidos a tratamiento con dosis de 2 y 4 ppm de cada uno de los herbicidas durante 48 horas. El tratamiento y la posterior recuperación, se lleva a cabo en cultivo hidropónico en cámara climática. En los tratamientos con hexazinona, P. nigra ha resultado más tolerante que P. pinaster y P. halepensis. No se han encontrado diferencias entre especies en la respuesta a simazina. En las tres especies de pino se produce una mayor recuperación de la actividad fotosintética, lo que indica una mayor tolerancia del árbol, a hexazinona que a simazina

Mechanical behaviour of structural ceramics

The use of ceramic materials in structural applications is limited by the lack of reliability associated with brittle fracture behaviour. In order to extend the structural use of ceramics, the design of microstructures which exhibit flaw tolerance due to toughening mechanisms which produce an increase in crack growth resistance during crack propagation has been proposed. This work is a review of the mechanical behaviour of structural ceramic materials and its characterisation. Firstly, the basic brittle fracture parameters and the statistical criteria to determine the probability of exceeding the safety factors demanded for a particular application are analysed. Then, the toughening mechanisms which can be developed in the materials through microstructural design as well as the mechanical characterisation of toughened ceramics are discussed. The experimental values of linear elastic fracture toughness parameters (critical stress intensity factor, KIC, and critical energy release rate, GIC) are not intrinsic properties for toughened materials and depend on crack length and the loading system. In this work, the different mechanical parameters proposed to characterise such materials are reviewed. The following fracture parameters are analysed: work of fracture (γWOF), critical J-integral value (JIC) and R-curve. For the determination, stable fracture tests are proposed in order to ensure that the energy provided during the test is no more than the necessary one for crack propagation.<br><br>El uso de los materiales cerámicos en aplicaciones estructurales está limitado por la falta de fiabilidad asociada a su comportamiento frágil durante la fractura. Para extender su aplicación se ha propuesto el diseño de microestructuras que presenten tolerancia a los defectos debido a la actuación de mecanismos de refuerzo. Este trabajo es una puesta al día sobre el estudio del comportamiento mecánico de los materiales cerámicos estructurales y su caracterización. En primer lugar, se revisan los parámetros de fractura utilizados para caracterizar materiales frágiles y los criterios de control estadístico que permiten determinar la probabilidad de que se sobrepasen los factores de seguridad exigidos en cada aplicación. A continuación, se discuten los mecanismos de refuerzo que se pueden desarrollar en los materiales cerámicos a través del diseño microestructural. En los materiales cerámicos en los que la actuación de mecanismos de refuerzo conduce a un comportamiento significativamente distinto del puramente frágil, los parámetros derivados del tratamiento lineal elástico (factor crítico de intensidad de tensiones, KIC, y tasa crítica de liberación de energía, GIC), determinados experimentalmente, dejan de ser propiedades intrínsecas del material, independientes del tamaño de grieta y el sistema de carga. El presente trabajo revisa los parámetros mecánicos propuestos para la evaluación de la tenacidad de fractura de los materiales cerámicos reforzados y los métodos utilizados para su determinación. Se analizan los siguientes parámetros mecánicos: trabajo de fractura (γWOF), valor crítico de la integral J (JIC) y curva R. Para su determinación se proponen ensayos de fractura estable, que aseguran que la energía suministrada durante el ensayo se emplea únicamente en la propagación de la grieta

Formación de titanato de aluminio por reacción en estado sólido de alúmina y titania

In this work, the formation of Al2TiO5 from equimolar mixtures of high purity and fine grained (d50< 50μm) Al2O3 and TiO2 powders and the influence of the microstructure of the obtained compacts on the milling efficiency have been studied. Different thermal treatments with maximum temperatures between 1350 and 1650ºC have been considered and their influence in the degree of reaction and the cell size of Al2TiO5 have been established. Green compacts have been obtained by isostatic pressing. Some compacts have been thermally treated between 1350 and 1650ºC using a single thermal cycle. The other compacts have been thermally treated in two stages using 1600ºC as maximum temperature, with an intermediate process of grinding, milling and pressing after the initial low temperature (1350-1500ºC) treatment. The evolution of the reaction has been studied by X-ray diffraction, optical microscopy and scanning electron microscopy. The efficiency of the milling processes has been followed using the evolution of the particle size distribution. The results showed that the degree of reaction changes from practically no reaction at 1350ºC to the complete reaction at 1650ºC, except for the presence of some isolated alumina particles. The thermal treatment conditions used to obtain the materials determine the obtained microstructures of Al2TiO5 and hence affect the grinding conditions.<br><br>En el presente trabajo se ha estudiado el efecto que tienen las condiciones de tratamiento térmico (entre 1350 y 1650ºC) en la reacción de formación Al2TiO5, a partir de la mezcla equimolar de polvos finos (diámetro promedio < 0.5μm) de alúmina y titania de elevada pureza. Se ha determinado la influencia de las condiciones de tratamiento térmico en el grado de reacción de formación del Al2TiO5, el tamaño de las celdas de Al2TiO5 formadas y en la eficiencia de la posterior molienda de los materiales. Los compactos preparados a partir de la mezcla de los polvos, fueron prensados isostaticamente. Parte de los compactos fueron tratados térmicamente utilizando isotermas en el margen de temperaturas de 1350 y 1650ºC. Otros compactos fueron sometidos a un tratamiento térmico en dos etapas, tratados entre 1350 y 1500ºC y, a continuación se procedió a su molienda, posterior prensado y tratamiento utilizando isotermas a 1600ºC. La evolución de la reacción se estudió mediante las técnicas de difracción de rayos X, microscopía óptica y microscopía electrónica de barrido. El estudio de la eficiencia de molienda se llevo a cabo mediante un analizador de tamaño de partículas láser. Los resultados obtenidos indican la evolución de la reacción desde una matriz no reaccionada en compactos tratados a 1350°C, hasta la reacción prácticamente completa, salvo la presencia de partículas aisladas de alúmina dentro de la matriz de Al2TiO5, en compactos tratados a 1650°C. El tipo de microestructura del Al2TiO5 formado, determinada por el tratamiento térmico, afecta al posterior proceso de molienda de los materiales de Al2TiO5

Ceramic laminates with tailored residual stresses

Severe environments imposed by new technologies demand new materials with better properties and ensured reliability. The intrinsic brittleness of ceramics has forced scientists to look for new materials and processing routes to improve the mechanical behaviour of ceramics in order to allow their use under severe thermomechanical conditions. The laminate approach has allowed the fabrication of a new family of composite materials with strength and reliability superior to those of monolithic ceramics with microstructures similar to those of the constituent layers. The different ceramic laminates developed since the middle 1970´s can be divided in two large groups depending on whether the development of residual stresses between layers is the main design tool. This paper reviews the developments in the control and tailoring of residual stresses in ceramic laminates. The tailoring of the thickness and location of layers in compression can lead to extremely performing structures in terms of strength values and reliability. External layers in compression lead to the strengthening of the structure. When relatively thin and highly compressed layers are located inside the material, threshold strength, crack bifurcation and crack arrest during fracture occur.<br><br>Las severas condiciones de trabajo de las nuevas aplicaciones tecnológicas exigen el uso de materiales con mejores propiedades y alta fiabilidad. La potencialidad de uso de materiales frágiles, como los cerámicos, en estas aplicaciones exige el desarrollo de nuevos materiales y métodos de procesamiento que mejoren su comportamiento mecánico. El concepto de material laminado ha permitido la fabricación de una nueva familia de materiales con tensiones de fractura y fiabilidad superiores a las de materiales monolíticos con microestructuras similares a las de las láminas que conforman el laminado. Los distintos materiales laminados desarrollados desde mediados de los años 70 se pueden dividir en dos grandes grupos, dependiendo de si el concepto básico para su diseño es el desarrollo de tensiones residuales en las láminas o cualquier otro concepto. En este artículo se revisan los avances en el ámbito de los materiales laminados diseñados utilizando las tensiones residuales como principal herramienta de diseño. La manipulación del espesor y la posición en el laminado de láminas en compresión puede dar lugar a estructuras con excelente comportamiento mecánico en términos de tensión de rotura y fiabilidad. Los laminados cuyas láminas externas están en compresión presentan altos valores de la tensión de fractura. Si se utilizan laminas finas sometidas a altos valores de compresión en el interior de las estructuras se pueden obtener valores umbrales de la tensión de fractura, bifurcación de la grieta y frenado de la griet

Titanato de circonio: estabilidad termodinámica y expansión térmica

Zirconium titanate is a well known compound in the field of electroceramics, although it has also been used in catalyst and sensors applications. The crystallographic thermal expansion anisotropy of this compound makes it a potential candidate as constituent of structural components. In general, to assure the structural integrity and microstructural homogeneity of a ceramic piece, relatively low cooling rates from the fabrication temperature are required. This requirement is essential for zirconium titanate because thermal expansion as well as phase distribution is affected by small variations in the composition and cooling rate. This work reviews the available data on the phase equilibrium relationships in the systems ZrO<sub>2</sub>-TiO<sub>2</sub> and ZrO<sub>2</sub>-TiO<sub>2</sub>-Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>. The main discrepancies as well as the possible origins of them are discussed. Additionally, the crystallographic thermal expansion data in the current literature are reviewed.<br><br>El titanato de circonio es un compuesto muy usado en aplicaciones electrocerámicas, aunque también se han descrito aplicaciones en el campo de la catálisis y de los sensores. Dada la anisotropía en la expansión térmica cristalográfica de este compuesto, podría ser planteado como constituyente de componentes estructurales. En general, para asegurar la integridad estructural y la homogeneidad microestructural de una pieza cerámica, es preciso utilizar velocidades de enfriamiento desde la temperatura de fabricación relativamente bajas. Este requerimiento tiene una importancia fundamental en el titanato de circonio, ya que pequeñas variaciones en la composición y en la velocidad de enfriamiento, producen variaciones significativas tanto en la distribución de fases como en la expansión térmica. En este trabajo se revisan los trabajos existentes sobre la estabilidad del titanato de circonio dentro de los sistemas ZrO<sub>2</sub>-TiO<sub>2</sub> y ZrO<sub>2</sub>-TiO<sub>2</sub>-Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>. Se describen las principales discrepancias acerca de las fases compatibles existentes en la bibliografía actual y se discute el posible origen de estas discrepancias. Asimismo, se revisan los datos existentes sobre la expansión térmica cristalográfica de este compuesto