Search

Implantoplasty (IP) is used in dental implants with peri-implantitis and aims to remove threads and polish rough surfaces in order to prevent bacterial colonization. As a result of this procedure, implant strength might be compromised. We tested 20 tapered screw-shaped Ti6Al4V dental implants with a simulated bone loss of 50%. Ten implants underwent IP and 10 served as controls. Surface topography (Sa, Sz, Ssk, and Sdr) was analyzed with a confocal optical microscope. Subsequently, a minimum of four series of cyclic loads were applied with a servo-hydraulic mechanical testing machine (5 × 106 cycles at 15 Hz, between a maximal nominal value–starting at 529 N in the IP group and 735 N in the control group–and 10% of that force). We recorded the number of cycles until failure and the type of failure. Implant failure was analyzed by visual inspection and scanning electron microscopy. Open circuit potential and potenctiodynamic tests were carried out with high precision potentiostat using Hank’s solution at 37 °C to evaluate the effect of the implantoplasty on the corrosion resistance. Implantoplasty significantly reduced the surface topography values (median) and interquartile range (IQR); Sa from 1.76 (IQR = 0.11) to 0.49 (IQR = 0.16), Sz from 20.98 (IQR = 8.14) to 8.19 (IQR = 4.16), Ssk from 0.01 (IQR = 0.34) to −0.74 (IQR = 0.53) and Sdr from 18.20 (IQR = 2.26) to 2.67 (IQR = 0.87). The fatigue limits of the control and implantoplasty groups were 551 N and 529 N, respectively. The scanning electron micrographs showed fatigue striations indicating fatigue failure. Besides, the fractographic analysis revealed a typical brittle intergranular fracture mechanism. The infinite life range of the dental implants evaluated was largely above the threshold of usual chewing forces. Implantoplasty seems to render a fairly smooth surface and has a limited impact on fatigue resistance. In addition, implantoplasty produces a decrease in the corrosion resistance of the implant. Corrosion current density from 0.019 μA/cm2 for as-received to 0.069 μA/cm2 in the interface smooth-roughened dental implant. These places between the machining and the rough area of the implant are the most susceptible, with the appearance of pitting.

The procedure generally used to remove bacterial biofilm adhering to the surface of titanium on dental implants is implantoplasty. This treatment is based on the machining of the titanium surface to remove bacterial plaque. In this study, we used 60 grade 4 titanium implants and performed the implantoplasty protocol. Using X-ray diffraction, we determined the stresses accumulated in each of the as-received, machined and debris implants. The resistance to corrosion in open circuit and potentiodynamically in physiological medium has been determined, and the corrosion potentials and intensities have been determined. Tests have been carried out to determine ion release by ICP-MS at different immersion times. The results show that the corrosion resistance and the release of titanium ions into the medium are related to the accumulated energy or the degree of deformation. The titanium debris exhibit compressive residual stresses of −202 MPa, the implant treated with implantoplasty −120 MPa, and as-received −77 MPa, with their corrosion behavior resulting in corrosion rates of 0.501, 0.77, and 0.444 mm/year, respectively. Debris is the material with the worst corrosion resistance and the one that releases the most titanium ions to the physiological medium (15.3 ppb after 21 days vs. 7 ppb for as-received samples). Pitting has been observed on the surface of the debris released into the physiological environment. This behavior should be taken into account by clinicians for the good long-term behavior of implants with implantoplasty.

The passivation of titanium dental implants is performed in order to clean the surface and obtain a thin layer of protective oxide (TiO2) on the surface of the material in order to improve its behavior against corrosion and prevent the release of ions into the physiological environment. The most common chemical agent for the passivation process is hydrochloric acid (HCl), and in this work we intend to determine the capacity of citric acid as a passivating and bactericidal agent. Discs of commercially pure titanium (c.p.Ti) grade 4 were used with different treatments: control (Ctr), passivated by HCl, passivated by citric acid at 20% at different immersion times (20, 30, and 40 min) and a higher concentration of citric acid (40%) for 20 min. Physical-chemical characterization of all of the treated surfaces has been carried out by scanning electronic microscopy (SEM), confocal microscopy, and the ‘Sessile Drop’ technique in order to obtain information about different parameters (topography, elemental composition, roughness, wettability, and surface energy) that are relevant to understand the biological response of the material. In order to evaluate the corrosion behavior of the different treatments under physiological conditions, open circuit potential and potentiodynamic tests have been carried out. Additionally, ion release tests were realized by means of ICP-MS. The antibacterial behavior has been evaluated by performing bacterial adhesion tests, in which two strains have been used: Pseudomonas aeruginosa (Gram–) and Streptococcus sanguinis (Gram+). After the adhesion test, a bacterial viability study has been carried out (‘Life and Death’) and the number of colony-forming units has been calculated with SEM images. The results obtained show that the passivation with citric acid improves the hydrophilic character, corrosion resistance, and presents a bactericide character in comparison with the HCl treatment. The increasing of citric acid concentration improves the bactericide effect but decreases the corrosion resistance parameters. Ion release levels at high citric acid concentrations increase very significantly. The effect of the immersion times studied do not present an effect on the properties. info:eu-repo/semantics/publishedVersion

In the field of implant dentistry there are several mechanisms by which metal particles can be released into the peri-implant tissues, such as implant insertion, corrosion, wear, or surface decontamination techniques. The aim of this study was to evaluate the corrosion behavior of Ti6Al4V particles released during implantoplasty of dental implants treated due to periimplantitis. A standardized protocol was used to obtain metal particles produced during polishing the surface of Ti6Al4V dental implants. Physicochemical and biological characterization of the particles were described in Part I, while the mechanical properties and corrosion behavior have been studied in this study. Mechanical properties were determined by means of nanoindentation and X-ray diffraction. Corrosion resistance was evaluated by electrochemical testing in an artificial saliva medium. Corrosion parameters such as critical current density (icr), corrosion potential (ECORR), and passive current density (iCORR) have been determined. The samples for electrochemical behavior were discs of Ti6Al4V as-received and discs with the same mechanical properties and internal stresses than the particles from implantoplasty. The discs were cold-worked at 12.5% in order to achieve the same properties (hardness, strength, plastic strain, and residual stresses). The implantoplasty particles showed a higher hardness, strength, elastic modulus, and lower strain to fracture and a compressive residual stress. Resistance to corrosion of the implantoplasty particles decreased, and surface pitting was observed. This fact is due to the increase of the residual stress on the surfaces which favor the electrochemical reactions. The values of corrosion potential can be achieved in normal conditions and produce corroded debris which could be cytotoxic and cause tattooing in the soft tissues. info:eu-repo/semantics/publishedVersion

El projecte es basa en el desenvolupament d'una primera versió d'una nova plataforma per a l'anàlisi de les provetes testimoni de corrosió. El software, entre altres funcionalitats, ha de permetre: afegir noves provetes al sistema, actualitzar les dades de les provetes tant per part dels tècnics com per part del personal de laboratori, mantenir un control sobre les provetes de forma que es pugui obtenir una traçabilitat de l'estat en el qual es troben en tot moment, gestionar la petició d'aquestes provetes per part d'alguna de les delegacions de l'empresa, etc. Això implica la posada en pràctica de les habilitats adquirides a Enginyeria del Software. En primer lloc realitzant un estudi de viabilitat i planificació del projecte en el context de la companyia i en el cas concret de la meva estada a l'empresa fins a finals del mes de Juny. En segon lloc, l'anàlisi de requisits del software tenint en compte tots els usuaris que ha d'involucrar el sistema i les necessitats de cada un d'aquests de forma específica (tècnics, personal de laboratori, responsable de laboratori i els gestors de les peticions). En tercer lloc, l'especificació del sistema a desenvolupar un cop fet l'anàlisi inicial. Finalment el disseny i implementació del mateix atenent als requeriments i tecnologies que s'utilitzen a l'empresa o, si escau, valorar-ne d'altres. Finalment, s'hauran de valorar els resultats obtinguts i definir les futures ampliacions del projecte per assolir el resultat desitjat per a l'empresa. The project is based on the development of a first version of a new computer platform for the analysis of corrosion test tubes. The software, among all its functionalities, must allow: to add new test tubes to the system, to update the data of the test tubes by the technicians and laboratory employees, to maintain a control on the test tubes in order to obtain a trace of their actual state at any time, to manage the request of tests by some delegations of the company, etc. This implies putting into practice the skills acquired in Software Engineering. First of all, carrying out a feasibility study and project planning in the company context and in my specific case of the stay in the company until the end of June. Second, the analysis of software requirements taking into account all the users that the system must involve and their particular needs (technicians, laboratory staff, laboratory manager and the managers of the requests). Third, the specification of the system to be developed after the initial analysis. Finally, the design and implementation according to the requirements and technologies used in the company or, if necessary, to consider using other ones. Finally, evaluate the obtained results and define the future extensions of the software in order to achieve the desired result for the company. El proyecto se basa en el desarrollo de una primera versión de una nueva plataforma para el análisis de probetas testigo de corrosión. El software, entre otras funcionalidades, debe permitir: añadir nuevas probetas al sistema, actualizar los datos de las probetas por parte de los técnicos y por el personal del laboratorio, mantener un control de las probetas de para que se pueda obtener una trazabilidad del estado en el que se encuentran en cualquier momento, gestionar la petición de dichas probetas por alguna de las delegaciones de la empresa, etc. Esto implica poner en práctica las habilidades adquiridas en Ingeniería del Software. En primer lugar, realizando un estudio de viabilidad y planificación del proyecto en el contexto de la empresa y de forma específica en mi estada en la empresa hasta finales del mes de junio. En segundo lugar, el análisis de los requisitos del software teniendo en cuenta todos los usuarios que debe involucrar el sistema y las necesidades específicas de cada uno (técnicos, personal de laboratorio, responsable de laboratorio y gestores de peticiones). En tercer lugar, la especificación del sistema a desarrollar una vez realizado el análisis inicial. Finalmente, se deberán valorar los resultado obtenidos y definir las futuras ampliaciones del proyecto para obtener el resultado deseado por la empresa.

[ES] El titanio y sus aleaciones son materiales ampliamente utilizados en el campo biomédico, especialmente en los prótesis dentbucal. De hecho, las propiedades de estas aleaciones de titanio las convierten en los mejores candidatos para las prótesis. Sin embargo, resulta que las cualidades del cobre y de la plata son indispensables en estas aleaciones porque evitan las infecciones y son buenos bactericidas. Los experimentos realizados en este trabajo ponen en práctica muestras de Ti-35Nb (titanio y 35% de niobio) a las que se añade una cierta cantidad de cobre o plata (2, 4 o 6%). Estas muestras se obtuvieron previamente mediante las técnicas de metalurgia de polvos que se describirán en este trabajo. El trabajo se centró en el estudio de la corrosión electroquímica de las muestras. Para ello, mediante un potenciostato, se midieron diferentes variables según el principio del ensamblaje de tres electrodos. A continuación, se analizaron y discutieron los resultados experimentales obtenidos para comprender su significado, su significado, pero también y sobre todo para determinar las razones de las diferencias entre la presencia de cobre y plata en una muestra de base de Ti-35Nb., [CA] El titani i els seus aliatges són materials àmpliament utilitzats en el camp biomèdic, especialment en els pròtesis dentbucal. De fet, les propietats d'aquests aliatges de titani les converteixen en els millors candidats per a les pròtesis. No obstant això, resulta que les qualitats del coure i de la plata són indispensables en aquests aliatges perquè eviten les infeccions i són bons bactericides. Els experiments realitzats en aquest treball posen en pràctica mostres de Tu-35Nb (titani i 35% de niobi) a les quals s'afig una certa quantitat de coure o plata (2, 4 o 6%). Aquestes mostres es van obtindre prèviament mitjançant les tècniques de metal·lúrgia de pólvores que es descriuran en aquest treball. El treball es va centrar en l'estudi de la corrosió electroquímica de les mostres. Per a això, mitjançant un potenciostato, es van mesurar diferents variables segons el principi de l'assemblatge de tres elèctrodes. A continuació, es van analitzar i van discutir els resultats experimentals obtinguts per a comprendre el seu significat, el seu significat, però també i sobretot per a determinar les raons de les diferències entre la presència de coure i plata en una mostra de base de Tu-35Nb., [EN] Titanium and its alloys are materials widely used in the biomedical field, especially when it comes to the dental prosthesis. Indeed, the properties of these titanium alloys make them the best candidates for prostheses. Nevertheless, it turns out that the qualities of copper and silver are indispensable in these alloys because they prevent infections and are good bactericides. The experiments carried out corrosion measurement in this work put into practice Ti-35Nb samples (titanium and 35% niobium) to which a certain quantity of copper or silver (2, 4 or 6%) is added. These samples were previously obtained using powder metallurgical techniques that will be described in this work. The work focused on the study of the electrochemical corrosion of the samples. For this purpose, using a potentiostat, different variables were measured on the principle of the three-electrode assembly. The experimental results obtained were then analyzed and discussed in order to understand their significance, their meaning, but also and above all to determine the reasons for the differences between the presence of copper and silver in a Ti-35Nb base sample.

[ES] En la actualidad, el deterioro de las estructuras de hormigón armado debido a la corrosión es un problema de gran importancia en todo el mundo. Las consecuencias del desarrollo de este fenómeno llevan asociados sobrecostes de inspección y mantenimiento, la disminución de su vida útil, deterioros estéticos e importantes impactos medioambientales. Éstas son razones más que suficientes para fomentar el diseño y desarrollo de sistemas integrados de monitorización de la corrosión que permitan definir estrategias de evaluación y mantenimiento adecuados garantizando la seguridad y reduciendo costes. La corrosión es un fenómeno electroquímico que se manifiesta de múltiples maneras en los elementos metálicos. En este trabajo se analizará la corrosión de las armaduras embebidas en hormigón y se prestará especial atención a las corrientes de macrocelda: se analizará la influencia de la ratio cátodo-ánodo y, además, se estudiará como influye al analizar la corrosión total de las armaduras. Para lograr el cometido descrito anteriormente, se fabricaron dos losas de hormigón armado 80cmx32cmx11cm, con diferentes sensores embebidos. El diseño de cada una de las piezas se realizó con armaduras aisladas eléctricamente y con cableado al exterior, permitiendo controlar a voluntad la configuración de la macrocelda. Durante más de 200 días se realizó un seguimiento de la corrosión de los sensores embebidos que se dividió en tres etapas: (a) sistema pasivo; (b) exposición parcial a cloruros; y (c) diferentes configuraciones de macrocelda. A raíz de los resultados obtenidos se pudo cuantificar el valor real de las corrientes de macrocelda y su importancia en los procesos de corrosión total. Además, se plantea una nueva configuración de sensor embebido que considere este fenómeno en los procesos de monitorización y seguimiento de este proceso electroquímico., [CA] En l'actualitat, la deterioració de les estructures de formigó armat degut a la corrosió és un problema de gran importància a tot el món. Les conseqüències del desenvolupament d'aquest fenomen porten associats sobrecostos d'inspecció i manteniment, la disminució de la seua vida útil, deterioracions estètiques i importants impactes mediambientals. Aquestes són raons més que suficients per a fomentar el disseny i desenvolupament de sistemes integrats de monitoratge de la corrosió que permeten definir estratègies d'avaluació i manteniment adequats garantint la seguretat i reduint costos. La corrosió és un fenomen electroquímic que es manifesta de múltiples maneres en els elements metàl·lics. En aquest treball s'analitzarà la corrosió de les armadures embegudes en formigó i es prestarà especial atenció als corrents de macrocel·la: s'analitzarà la influència de la ràtio càtode-ànode i, a més, s'estudiarà com influeix en analitzar la corrosió total de les armadures. Per a aconseguir la comesa descrita anteriorment, es van fabricar dues lloses de formigó armat *80cmx32cmx11cm, amb diferents sensors embeguts. El disseny de cadascuna de les peces es va realitzar amb armadures aïllades elèctricament i amb cablejat a l'exterior, permetent controlar a voluntat la configuració de la macrocel·la. Durant més de 200 dies es va realitzar un seguiment de la corrosió dels sensors embeguts que es va dividir en tres etapes: (a) sistema passiu; (b) exposició parcial a clorurs; i (c) diferents configuracions de macrocel·la. Arran dels resultats obtinguts es va poder quantificar el valor real dels corrents de macrocel·la i la seua importància en els processos de corrosió total. A més, es planteja una nova configuració de sensor embegut que considere aquest fenomen en els processos de monitoratge i seguiment d'aquest procés electroquímic., [EN] Nowadays, the deterioration of reinforced concrete structures due to corrosion represents a problem of vast significance worldwide. The consequences of this phenomenon are primarily associated with the increment of costs associated with the inspection and maintenance of these structures, along with a decrease in the durability of buildings. Furthermore, the aesthetic deterioration of the structural elements and the significant environmental impact also play an important role. These are reasons to encourage the design and development of integrated corrosion monitoring systems. They can be used in new or existing reinforced concrete structures, employing tools and methods that provide outstanding safety and precision. Corrosion is an electrochemical phenomenon that manifests itself in many ways in metallic elements. This work will go over corrosion in concrete embedded reinforcements dwelling upon macrocell currents. It will be analyzed the influence of the cathode-anode ratio and the impact of this phenomenon on the total amount of the rebar’s corrosion. To achieve the above-mentioned tasks, two 80cmx32cmx11cm reinforced concrete slabs were manufactured, where several sensors were embedded. The design of each of the pieces was made with electrically isolated reinforcements with an electrical connection, allowing control of the macrocell configuration. The sensors embedded were monitored for more than 200 days. This period was divided into three stages: (a) passive system; (b) partial exposure to chlorides; and (c) different macrocell configurations. As a result, it was possible to quantify the real value of the macrocell currents and their importance in the total corrosion processes. Moreover, a new embedded sensor configuration is proposed that considers this phenomenon in the monitoring and follow-up processes of this electrochemical process.

[ES] En la industria de la automoción, el perfecto estado de los componentes del vehículo es la primera prioridad. En este sentido, en la materia prima, el metal, no se pueden tolerar defectos que puedan comprometer su funcionalidad. La fabricación de motores de combustión, en concreto, requiere de un alto nivel de calidad del acabado en muchos de sus componentes debido a los esfuerzos a los que las piezas estarán sometidas. En este aspecto, la corrosión es un factor de riesgo muy a tener en cuenta. Al igual que todos los fabricantes, Ford, en sus más de 100 años de trayectoria ha experimentado problemas con la corrosión de algunas de las piezas más importantes del motor. Ya sea en el almacenamiento o durante su transporte, las piezas se encuentran sometidas a condiciones adversas de humedad y temperatura, aumentando el riesgo de corrosión, sobre todo, en las partes mecanizadas, y el consiguiente riesgo de rechazo de las piezas. Es por ello, que la planta de motores de Valencia está dotada de unos protocolos y métodos de embalaje específicos para limitar o incluso evitar el problema de la corrosión. Ford exige un control de calidad muy estricto para el cual existe un protocolo de aceptación o rechazo de lotes de piezas mecanizadas, sin embargo, aún no dispone de una forma de anticipar los efectos atmosféricos sobre sus embalajes En el presente documento se detallan los pasos seguidos para la obtención de un método de ensayo de piezas que permita a Ford prever si un lote de componentes de motor va a cumplir con los estándares de calidad esperados bajo determinadas condiciones ambientales y de preservación a partir de una muestra extraída aleatoriamente de pallets recibidos y de la línea de fabricación, cada cierto periodo de tiempo. Para este fin, se realizarán ensayos en cámara climática simulando condiciones de temperatura y humedad que permitan determinar los límites ambientales que ocasionan la corrosión en las piezas., [CA] En la indústria de l'automoció, el perfecte estat dels components del vehicle és la primera prioritat. En aquest sentit, en la matèria primera, el metall, no es poden tolerar defectes que puguin comprometre la seva funcionalitat. La fabricació de motors de combustió, en concret, requereix d'un alt nivell de qualitat de l'acabat en molts dels seus components a causa dels esforços a què les peces estan sotmeses. En aquest aspecte, la corrosió es un factor de risc molt a tenir en compte. Al igual que tots els fabricants, Ford, durant els més de 100 anys de trajectòria ha experimentat problemes amb la corrosió d'algunes de les peces més importants del motor. Ja sigui en l'emmagatzematge o durant el seu transport, les peces es troben sotmeses a condicions adverses d'humitat i temperatura, augmentant el risc de corrosió, sobretot, en les parts mecanitzades, i el consegüent risc de rebuig de les peces. És per això, que la planta de motors de València està dotada d'uns protocols i mètodes d'embalatge específics per limitar o fins i tot evitar el problema de la corrosió. Ford exigeix un control de qualitat molt estricte per al qual s'ha desenvolupat encara un protocol d'acceptació o rebuig de lots de peces mecanitzades, no obstant, encara no disposa d’una forma d’anticipar els efectes atmosfèrics sobre els seus embalatges. En el present document es detallen els passos seguits per a l'obtenció d'un mètode d'assaig de peces que permeti a Ford preveure si un lot de components de motor va a complir amb els estàndards de qualitat esperats sota determinades condicions ambientals i de preservació a partir d'una mostra extreta aleatòriament de palets rebuts i de la línia de fabricació, cada cert període de temps. Amb aquesta finalitat, es realitzaran assajos en cambra climàtica simulant condicions de temperatura i humitat que permetin determinar els límits ambientals que ocasionen la corrosió en les peces., [EN] In the automotive industry, the perfect condition of vehicle components is the first priority. In this sense, in its raw material, metal, defects that could compromise its functionality cannot be tolerated. The manufacture of combustion engines, in particular, requires a high level of quality finish in many of its components due to the efforts to which the parts will be subjected. In this regard, corrosion can be a very risk factor to take into account. Like every manufacturer, Ford, in its more than 100 years of experience, has experienced problems with the corrosion of some of the most important parts of the engine. Either in storage or during transport, the parts are subjected to adverse conditions of humidity and temperature, increasing the risk of corrosion, especially on the machined parts, and the consequent risk of rejection of the parts. That is why the Valencia engine plant is equipped with specific packaging protocols and methods to limit or even avoid the problem of corrosion. Ford requires a very strict quality control for which a protocol for accepting or rejecting lots of machined parts has been developed. However, it doesn¿t have a procedure to anticipate the effects of weather on its packaging. This document details the steps followed to obtain a parts test method that allows Ford to foresee whether a batch of engine components will meet expected quality standards under determined weather and packaging conditions from a randomly drawn sample of received pallets and from the manufacturing line, every certain period of time. For this purpose, tests will be carried out in a climatic chamber simulating temperature and humidity conditions that allow determining the environmental limits that cause corrosion in the pieces.

En aquest treball s’han produït una sèrie de composicions d’uns aliatges anomenats high-entropy metallic glasses. Aquest tipus d’aliatges són una combinació d’aliatges high-entropy, creats a partir de la fusió a alta temperatura de metalls purs amb la mateixa proporció, i de vidres metàl·lics, que són compostos metàl·lics caracteritzats per tenir una estructura amorfa. Els high-entropy metallic glasses aporten unes propietats noves, diferents i potencialment òptimes per una gran varietat d’aplicacions. En particular, les composicions produïdes es basen en l’aliatge high-entropy FeCoCrNi al que se li afegeixen concentracions variades de B i/o Si per aconseguir la seva amorfització. Un cop aconseguits els materials, s’haurien de caracteritzar estructuralment mitjançant les tècniques de difracció de raigs X i microscòpia electrònica de rastreig i determinar la seva estabilitat tèrmica mitjançant la calorimetria diferencial d’escombrat. Una de les aplicacions més importants d’aquests materials es troben en el camp de la protecció contra la corrosió i, per tant, en aquest treball es fa un repàs de la bibliografia existent sobre l’estabilitat química dels high-entropy metallic glasses posant especial èmfasi en l’efecte d’addicions d’elements minoritaris en les seves propietats anticorrosives. En este trabajo se han producido una serie de composiciones de unas aleaciones denominadas high-entropy metallic glasses. Este tipo de aleaciones son una combinación de aleaciones high-entropy, creadas a partir de la fusión a alta temperatura de metales puros con la misma proporción, y de vidrios metálicos, que son compuestos metálicos caracterizados por tener una estructura amorfa. Los high-entropy metallic glasses aportan unas propiedades nuevas, diferentes y potencialmente óptimas para una gran variedad de aplicaciones. En particular, las composiciones producidas se basan en la aleación high-entropy FeCoCrNi al que se le añaden concentraciones variadas de B y/o Si para conseguir su amorfización. Una vez conseguidos los materiales, se tendrían que caracterizar estructuralmente mediante las técnicas de difracción de rayos X y microscopia electrónica de rastreo y determinar su estabilidad térmica mediante la calorimetría diferencial de barrido. Una de las aplicaciones más importantes de estos materiales se encuentra en el área de la protección contra la corrosión y, por lo tanto, en este trabajo se hace un repaso a la bibliografía existente acerca de la estabilidad química de los high-entropy metallic glasses poniendo especial énfasis en el efecto de añadir elementos minoritarios en sus propiedades anticorrosivas. In this project a series of a special type of alloys, the so called high-entropy metallic glasses, have been produced. These kinds of alloys are a combination of high-entropy alloys, which come from high temperature melting of pure metals in the same proportion, and also metallic glasses, which are metallic compounds characterized by their amorphous structure. The high-entropy metallic glasses provide new properties, different, and potentially valuable for a great variety of applications. In particular, the compounds produced come from high-entropy FeCoCrNi alloy to which different concentrations of B and/or Si are added to obtain their amorphous structure. Once the materials are obtained, the structure should be characterized by means of X-ray diffraction and scanning electron microscopy and determine its thermal stability by means of differential scanning calorimetry. One of the most important applications of these materials are found in the field of protection against corrosion, therefore, this project includes a review of the existent bibliography about chemical stability of high-entropy metallic glasses, especially emphasizing the effect of the addition of minority elements and their anticorrosive properties.

Actualment, el combustible nuclear és una de les fonts d’energia més emprades del planeta. En la majoria de casos, l’òxid d’urani (UO2) constitueix majoritàriament el combustible degut a la seva alta eficiència i les seves beneficioses propietats. No obstant, l’ús d’aquest genera una immensa quantitat de residus altament radioactius i, per tant, necessaris de gestionar. Un dels conceptes més acceptats que ja s’ha començat a posar en marxa en alguns països és l’emmagatzematge geològic profund: un sistema multi barrera d’aïllament natural que té l’objectiu d’acumular el combustible nuclear gastat durant milers d’anys i així, protegir el medi ambient de qualsevol radiació perillosa. Tot i que el disseny d’aquestes estructures està molt examinat, els enginyers preveuen el seu possible fracàs i conseqüentment, el contacte de les aigües subterrànies amb l’òxid d’urani en un futur llunyà. D’aquesta manera, una gran quantitat d’estudis han focalitzat el seu propòsit en determinar les possibles reaccions i processos que es durien a terme si l’esdeveniment de fallada succeís. Aquest projecte forma part del grup d’investigació “R2EM Resource Recovery and Environmental Management” de l’Escola d’Enginyeria de Barcelona Est (EEBE). Una de les principals finalitats del treball és recopilar i analitzar informació bibliogràfica respecte la corrosió del combustible nuclear gastat en les condicions esperades de l’emmagatzematge geològic profund. Mitjançant aquesta exhaustiva recerca, s’han identificat algunes de les diferents situacions experimentals que encara estan per ampliar, com per exemple: els combustibles dopats, les condicions híper alcalines i la presència de calci i silicat en les aigües subterrànies, entre d’altres. Per aquesta raó, s’ha dissenyat un futur pla d’investigació que treballa en aquestes determinades circumstàncies i que descriu detalladament les tècniques de caracterització i els diferents mètodes necessaris per tal de realitzar estudis electroquímics d’òxid d’urani dopat amb gadolini. D’aquesta manera, serà possible generar nous resultats cobrint les especificades condicions i alhora, complementant l’actual literatura. Actualmente, el combustible nuclear es una de las fuentes de energía más empleadas del planeta. En la mayoría de casos, el óxido de uranio (UO2) constituye mayoritariamente el combustible debido a su alta eficiencia y a sus propiedades beneficiosas. Sin embargo, el uso de este genera una inmensa cantidad de residuos altamente radiactivos y, por lo tanto, necesarios de gestionar. Uno de los conceptos más aceptados que ya se ha comenzado a poner en marcha en algunos países es el almacenamiento geológico profundo: un sistema multi barrera de aislamiento natural que tiene el objetivo de acumular el combustible nuclear gastado durante miles de años y así, proteger el medio ambiente de cualquier radiación peligrosa. Aunque el diseño de estas estructuras está muy examinado, los ingenieros prevén su posible fracaso y consecuentemente, el contacto de las aguas subterráneas con el óxido de uranio en un futuro lejano. De este modo, una gran cantidad de estudios han focalizado su objetivo en determinar las posibles reacciones y procesos que se llevarían a cabo si el evento de fallo sucediera. Este proyecto es parte del grupo de investigación R2EM (Resource Recovery and Environmental Management) de la Escuela de Ingeniería de Barcelona Este (EEBE). Una de las principales finalidades del trabajo es recopilar información bibliográfica acerca de la corrosión del combustible nuclear gastado en las condiciones esperadas en el repositorio. Mediante esta búsqueda exhaustiva, se han identificado diferentes situaciones experimentales que están aún por ampliar, como, por ejemplo: los combustibles dopados, las condiciones hiper alcalinas, la presencia de calcio y silicato en aguas subterráneas, entre otras. Así pues, se ha diseñado un futuro plan de investigación que trabaja en estas determinadas circunstancias y, además, describe detalladamente las técnicas de caracterización y los distintos métodos analíticos necesarios para hacer realizar estudios electroquímicos de óxido de uranio dopado con gadolinio. De esta manera, será posible generar nuevos resultados cubriendo las condiciones especificadas y a su misma vez, complementar la actual literatura. Nowadays, nuclear fuel is one of the most widely used sources of energy of the planet. In most cases, the fuel is mainly constituted by uranium oxide (UO2) due to its high efficiency and beneficial properties. However, its use generates an immense amount of highly radioactive waste which is extremely necessary to manage. One of the most accepted concepts that has started to be implemented in some countries is the deep geological repository (DGR): a multi-barrier and natural isolation system which has the objective of accumulating the spent nuclear fuel (SNF) for thousands of years and hence, protect the environment from any dangerous radiation. Although the design of these structures has been extensively examined, engineers foresee their possible failure and, consequently, the contact of groundwater with uranium oxide in a future. In this way, a large number of studies have focused on determining the possible reactions and processes that would take place if the failure event occurred to happen. This project is part of the R2EM (Resource Recovery and Environmental Management) research group of the Escola d’Enginyeria de Barcelona Est (EEBE). One of the main purposes of the work is to collect bibliographic information regarding the corrosion of spent nuclear fuel under the expected conditions in the repository. Through this exhaustive search, different experimental situations that are still to be expanded have been identified, such as: doped fuels, hyper alkaline conditions, the presence of calcium and silicate in groundwater, among others. Thus, a future research plan has been designed, which works in these specific circumstances and also, detailly describes the characterization techniques and the different analytical methods that are necessary to carry out electrochemical studies of gadolinium-doped uranium oxide. In this way, it will be possible to generate new results covering the specified conditions and therefore, complement the current literature.

El protagonisme creixent de la tecnologia solar termoelèctrica entre el ventall de les energies renovables es centra en la seva capacitat d’adaptar la seva producció a la demanda energètica exigida. La gestionabilitat d’aquest tipus de centrals s’ha aconseguit amb la integració de sistemes d’emmagatzematge tèrmic en les mateixes. La major part dels sistemes d’emmagatzematge tèrmic, ja sigui els que s’utilitzen a nivell comercial com aquells que es troben en fase de desenvolupament proposen l’ús de sals inorgàniques foses com a medi d’emmagatzematge. Aquestes sals presenten l’inconvenient de la seva alta corrosivitat a altes temperatures. Per un costat, s’han analitzat els fenòmens de corrosió associats a les sals solars utilitzades a la planta pilot TES-PS10 mitjançant la instal·lació de racks de testimonis de corrosió als tancs de sals. A més, al finalitzar l’operació de la instal·lació pilot s’ha dut a terme un estudi post-mortem dels seus. Finalment, amb l’objectiu d’abaratir el cost de l’inventari de sals, s’ha analitzat a nivell de laboratori la corrosivitat de diferents mescles de nitrats de baixa puresa. El segon bloc de la tesi es centra en els sistemes d’emmagatzematge tèrmic en calor latent. Concretament, s’analitza la corrosió associada a la mescla peritèctica 46% LiOH-54% KOH proposta com a material de canvi de fase en un mòdul d’evaporació d’instal·lacions termoelèctriques de generació directa de vapor. D’aquesta forma, s’han dut a terme una sèrie d’assajos a nivell de laboratori amb l’objectiu d’avaluar el comportament envers la corrosió de diferents materials en contacte amb aquests hidròxids. El creciente protagonismo de la tecnología solar se centra en su capacidad para adaptar su producción a la demanda energética exigida. La gestionabilidad de este tipo de centrales se ha conseguido mediante la integración de sistemas de almacenamiento térmico en sales fundidas. El uso de sales fundidas en sistemas de almacenamiento térmico presenta el hándicap de su corrosividad a alta temperatura. El primer bloque de la Tesis analiza los fenómenos de corrosión asociados a las sales solares en la planta piloto TES-PS10 mediante la instalación de racks de corrosión en los tanques de sales. Además, se ha llevado a cabo un estudio post-mortem de componentes de la instalación. Finalmente, se ha analizado a nivel de laboratorio la corrosividad de distintas mezclas de nitrato de baja pureza. El segundo bloque de la tesis se centra en los sistemas de almacenamiento en calor latente. En concreto, se analiza la corrosión asociada a la mezcla peritéctica 46% LiOH-54% KOH propuesta como material de cambio de fase en el módulo de evaporación en plantas de generación directa de vapor. De este modo, se han llevado a cabo ensayos de corrosión a nivel de laboratorio para evaluar el comportamiento a corrosión de distintos materiales en contacto con los hidróxidos. The growing of concentrated solar power (CSP) within the different renewable energies is due to its ability to adapt the production to the required energy demand. The dispatchability of this type of plants has been achieved through the integration of molten salts thermal storage systems (TES). Molten salts have a handicap associated to their corrosiveness at high temperature. First block of this Thesis analyzes the corrosion phenomena associated with solar salts used in TES-PS10 pilot plant by installing corrosion racks in the salt tanks. Moreover, a postmortem study of different components was performed after facility shut down. Finally, in order to reduce the cost of the salt inventory in TES systems, the corrosivity of different low purity nitrates mixtures has been analyzed at laboratory scale. The second block of the Thesis focuses on latent heat storage systems. Specifically, it has been analyzed the corrosion associated with the proposed 46% LiOH-54% KOH peritectic mixture as a phase change material in the evaporation module of direct steam generation (DSG) CSP plants. Thus, corrosion tests have been performed at laboratory level to evaluate the corrosion performance of several materials in contact with such hydroxides.

En aquest teball s'utilitzen els motors de recerca d'informació (Google) i de videos (Youtube), per seleccionar els primers llocs web que expliquen el concepte de corrosió. Es pretén analitzar la informació trobada per determinar consensos i identificar paruales amb la finalitat d'elaborar un proposta constructiva d'estructura per a l'educació en enginyeria. El treball és una proposta de millora i d'ajustament a les formes noves de divulgació i de comunicació de la informació que apareix després de detectar, en els estudiants de l'actualitat, un increment de fallides conceptuals i dificultats en la comprensió de diferents temàtiques que es desenvolupen en els cursos relacionats amb la química, la fisicoquímica i els processos químics.Es va trobar que en els llocs de comunicació i en els llibres de text existeixen diferents termes per definir el concepte de corrosió, i alguns són considerats, per principiants, com a bàsics, desconeixent que es requereix un bagatge conceptual molt ampli en física, química, fisicoquímica i electroquímica. Es proposa una estructura d'ensenyament simple amb la finalitat de reorganitzat la informació que serà difosa en els mitjans, recurs que, a més a més dels estudiants en eduació formal, estan utilitzant els individus que per algun motiu van abandonar el seu procés formatiu o aquells que en edat adulta ingressen per primera vegada a un procés formatiu i que estan interessats en aprendre aquestes temàtiquesc que s'anomenen "dures"., In the present work, the search engines for information (Google) and videos (Youtube) are used to select the first websites that explain the concept of corrosion. It is intended to analyze the information found to determine consensus and identify words that help to develop a constructive proposal of structure for inclusive education in engineering. The present work is a proposal for improvement and adjustment to new forms of information dissemination and communication. This work arises after detecting, in current students, an increase in their conceptual flaws and difficulties in understanding different topics that are developed in courses related to chemistry, physicochemistry and chemical processes. It was found that in the communication sites and textbooks there are different terms to define the concept of corrosion, and some of these are considered, by beginners, as basic, not knowing that a very broad conceptual background in physics, chemistry, physicochemistry and electrochemistry. A simple teaching structure is proposed in order to reorganize the information that will be disseminated in the media, a resource that, in addition to students in formal education, are using for individuals who for some reason abandoned their training process or those who are in adulthood they enter for the first time a formative process and they are interested in learning these topics, called “hard”., En el presente trabajo se utilizan los motores de búsqueda de información (Google) y de videos (Youtube), para seleccionar las primeros sitios web que explican el concepto corrosión. Se pretende analizar la información encontrada para determinar consensos e identificar palabras con el fin de elaborar una propuesta constructiva de estructura para la educación incluyente en ingeniería. Este trabajo es una propuesta de mejora y de ajuste a las nuevas formas de divulgación y de comunicación de la información que surge después de detectar, en los estudiantes de la actualidad, un incremento de sus falencias conceptuales y dificultades en la comprensión de distintas temáticas que se desarrollan en los cursos relacionados con química, fisicoquímica y procesos químicos. Se encontró que en los sitios de comunicación y en los libros de texto existen diferentes términos para definir el concepto de corrosión, y algunos de estos son considerados, por principiantes, como básicos, desconociendo que se requiere un bagaje conceptual muy amplio en física, química, fisicoquímica y electroquímica. Se propone una estructura de enseñanza simple con el fin de reorganizar la información que será divulgada en los medios, recurso que, además de los estudiantes en educación formal, están utilizando los individuos que por algún motivo abandonaron su proceso formativo o aquellos que en edades adultas ingresan por primera vez a un proceso formativo y que están interesados en aprender estas temáticas, denominadas “duras”.

Este artículo plantea un nuevo enfoque para el desarrollo de la competencia científica en una enseñanza aprendizaje por investigación en educación secundaria. El enfoque considera 15 capacidades agrupadas en siete dimensiones: identificación del problema, objetivos e hipótesis de la investigación; manejo de la información; planificación y diseño de la investigación; recogida y procesamiento de datos; análisis de datos y emisión de conclusiones; comunicación de resultados; y actitud/reflexión crítica y trabajo en equipo. Como aportaciones novedosas destacan el manejo de la información, la comunicación de resultados y la actitud/reflexión crítica y el trabajo en equipo, consideradas parcialmente en otros estudios. El enfoque se ejemplifica con un estudio de caso con estudiantes de educación secundaria obligatoria. Finalmente, se hacen algunas consideraciones sobre la importancia del enfoque y la necesidad de una formación del profesorado en trabajos de investigación., Aquest article planteja un nou enfocament per al desenvolupament de la competència científica en un ensenyament aprenentatge per recerca en educació secundària. L'enfocament considera 15 capacitats agrupades en set dimensions: identificació del problema, objectius i hipòtesis de la recerca; maneig de la informació; planificació i disseny de la recerca; recollida i processament de dades; anàlisi de dades i emissió de conclusions; comunicació de resultats; i actitud/reflexió crítica i treball en equip. Com a aportacions noves destaquen el maneig de la informació, la comunicació de resultats i l'actitud/reflexió crítica i el treball en equip, considerades parcialment en altres estudis. L'enfocament s'exemplifica amb un estudi de cas amb estudiants d'educació secundària obligatòria. Finalment, es fan algunes consideracions sobre la importància de l'enfocament i la necessitat d'una formació del professorat en treballs de recerca., An alternative approach to the development of the scientific competence in a teaching and learning by research in secondary education from a contextualized situation is presented in this pa¬per. According to the approach, the scientific competence has seven dimensions: proposal of research; information management; planning and research design; collection and processing of data; data analy¬sis and drawing conclusions; communication of results; and critical attitude/thinking and ability to work as a part of a team. Some aspects as information management, communication of results, and critical attitude/thinking and ability to work as a part of a team, that are often not sufficiently con¬sidered in the teaching of science are emphasised in this proposal. The approach is illustrated with examples in a case study with compulsory secondary students. Finally, some considerations about the importance of the approach and the need of a teacher training in school research works are made.

Rust Resistance The rusting of iron and steel can be prevented through the addition of 11% or more chromium. The addition of molybdenum can enhance the corrosion resistance, with a complex interplay between the Cr and Mo atoms. However, if chemical variations exist, corrosion can still occur in localized regions or if the surface layer is mechanically abraded. Duarte et al. (p. 372 ) studied the corrosive failure of an iron-based glassy alloy. A combination of atom probe tomography, electron microscopy, and x-ray diffraction was used to build up a near atomistic picture of local variations in the metal as it was heated and allowed to crystallize, and the impact these processes have on the corrosion resistance.

[EN] The neutron time-of-flight facility at CERN is a source of high flux of neutrons obtained by the spallation process of 20 GeV/c protons from the CERN Proton Synchrotron (PS) onto a high purity (99.99 %) lead target. A first facility, operational since 2001, was based on a non-monolithic lead target, an open cooling circuit of demineralized water and absence of control on the water chemistry. It suffered severe corrosion and extensive deformation of the central part of the target as a consequence of the local energy deposition and insufficient cooling. Excessive temperature at the beam interaction point induced creep in the lead blocks and activated severe pitting corrosion. After a few years of operation, the facility required a complete upgrade. The new facility, running since its commissioning in November 2008, consists of a monolithic lead cylindrical target with a diameter of 0.6 m, a height of 0.4 m and a total weight of 1.3 tons (Fig. 1). The target is cooled by a pressurized water cooling system, including an all-welded aluminium alloy vessel and a cooling circuit with monitored and controlled oxygen content and conductivity of the demineralized water used as coolant. The value of oxygen and conductivity is continuously monitored. Due to the presence of high electric fields, easiness of maintenance and prevention of corrosion, demineralized water is widely used at CERN in cooling circuits of particle physics detectors and accelerator magnets. During Long Shutdown (LS2) a third spallation target (target #3) will be installed in the facility, in order to substitute the present target which will have reached its end of life. The target is presently under design. Various materials are being investigated for both the core and the contact part with the cooling wáter. In the framework of the target upgrade activities, a new water erosion/corrosion test bench is required, in order to evaluate the compatibility of various materials in the n_TOF target regime. The new test bench is intended to be capable of being used to carry our erosion and corrosion tests, and check the changes in the microstructure of different materials to validate the design of the new target. This test bench will be designed in a way that will be versatile and adaptable to different types of tests and targets in the future. The vessel of the target was aluminium in the last experiments, in this case, stainless steel is going to be used to avoid chemical changes in the demineralized water. The idea is that the design can be modified variables such as flow, temperature, conductivity, oxygen content and pressure for different tests with good reading out and logging values. 3. TEST PROCEDURE. In order to simulate as close as possible the conditions prevailing in the real n_TOF experiment, a test loop circuit using demineralized water as process fluid was specially developed for the section (EN-STI-TCD). The test loop is shown in Figure 3. As in the real circuit, water passes through a mixed-bed resin cartridge in order to keep conductivity as low as possible. Water could be heated up to 80 °C in order to simulate the water temperature at the surface and the edge of the new material in order to create the worse scenario. The water circuit is split in two main branches, one adapt the water flow to the specific requirements for the test, such as temperature and conductivity, and the other allow the two different injections points in the chamber to carry out the desired test. The test bench is provided by an hydraulic pump (P1) that keeps the constant flow, three valves (V1, V2, V3) to isolate the branches and two flow regulator valves, manual (VR3) and electronic (VR2), to adjust the flow automatically depending on the needs. The duration of the test is expected to be three months for each material. The amount of erosion/corrosion will be continuously monitored. The most adapted material will be chosen after evaluation of the resul, [ES] La instalación de neutron time-of-flighten (n_TOF) del CERN es una fuente de alto flujo de neutrones obtenida por el proceso de espalación de protones a 20 GeV/c procedentes del Proton Synchrotron (PS) del CERN sobre un Target de plomo de alta pureza (99,99%). Una primera instalación, operativa desde 2001, se basó en un Target de plomo no monolítico, un circuito de refrigeración abierto de agua desmineralizada y ausencia de control sobre la química del agua. Sufría una corrosión severa y una deformación extensa de la parte central del Target como consecuencia de la deposición de energía local y enfriamiento insuficiente. La temperatura excesiva en el punto de interacción del haz indujo la fluencia en los bloques de plomo y activó una severa corrosión por picaduras. Después de unos años de operación, la instalación requirió una actualización completa. La nueva instalación, que funciona desde su puesta en servicio en noviembre de 2008, consiste en un Target cilíndrico monolítico de plomo con un diámetro de 0,6 m, una altura de 0,4 m y un peso total de 1,3 toneladas (Figura 1). El Target es enfriado por un sistema de refrigeración de agua a presión, incluyendo un recipiente de aleación de aluminio completamente soldado, un circuito de enfriamiento con contenido de oxígeno monitorizado y controlado y conductividad del agua desmineralizada usada como refrigerante. El valor del oxígeno y la conductividad se monitoriza continuamente. Debido a la presencia de campos eléctricos de elevada intensidad, facilidad de mantenimiento y prevención de la corrosión, el agua desmineralizada es ampliamente utilizada en el CERN en circuitos de refrigeración de detectores de física de partículas y de imanes aceleradores. Durante la próxima parada larga (LS2) se instalará un tercer Target de espalación (objetivo # 3) en la instalación, con el fin de sustituir al objetivo actual que habrá alcanzado su fin de vida útil. El objetivo está actualmente bajo diseño. Se están investigando varios materiales para el núcleo y la parte de contacto con el agua de enfriamiento. 2. DESCRIPCIÓN GENERAL En el marco de las actividades de mejora del Target, se requiere un nuevo banco de pruebas de erosión/corrosión para evaluar la compatibilidad de diversos materiales en el régimen del Target del n_TOF. El nuevo banco de pruebas está destinado a ser capaz de ser utilizado para llevar a cabo nuestros ensayos de erosión y corrosión, y comprobar los cambios en la microestructura de diferentes materiales para validar el diseño del nuevo Target. Este banco de pruebas estará diseñado de manera que será versátil y adaptable a diferentes tipos de pruebas en el futuro. El recipiente del Target era de aluminio en los últimos experimentos. En este caso, se va a tomar el acero inoxidable para evitar cambios químicos del agua desmineralizada. La idea es que el diseño pueda modificar variables tales como flujo, temperatura, conductividad, contenido de oxígeno y presión para diferentes pruebas con buenos valores de lectura y registro. 3. PROCESO DEL TEST Con el fin de simular con la mayor similitud posible las condiciones que prevalecen en el experimento real, un banco de pruebas utilizando agua desmineralizada como fluido de proceso se desarrolló especialmente para la sección (EN-STI-TCD). El esquema del circuito hidráulico se muestra en la Figura 3. Como en el circuito real, el agua pasa a través de un cartucho de resina de lecho mixto con el fin de mantener la conductividad tan baja como sea posible. El agua podrá ser calentada hasta 80°C para simular la temperatura del agua en la superficie y la esquina del nuevo material con el fin de crear los casos más desfavorables. El circuito de hidráulico se divide en dos ramas principales, una para adaptar el caudal de agua a las condiciones requeridas para el test, sea temperatura y conductividad, y otra para permitir que los dos puntos de, [CA] La instal·lació de neutrons de temps de vol (n_TOF) al CERN és una font d'alt flux de neutrons obtinguda pel procés d’espal·lació de 20 GeV/c de protons sobre un objectiu de plom d'alta puresa (99,99 %). El 2008, la instal·lació va patir una corrosió severa després de pocs anys d'operació, aquesta va ser completament millorada. Inclou ara un recipient d'aliatge d'alumini i un circuit de refrigeració amb contingut d'oxigen i conductivitat de l'aigua desmineralitzada, utilitzada com a refrigerant i moderador, controlats. Durant la parada llarga (LS2) s'instal·larà un tercer objectiu de espal·lació (objectiu #3) en la instal·lació, per substituir l'objectiu actual que hi haurà arribat al seu fi de vida útil. L'objectiu està actualment sota disseny. S'estan investigant diversos materials per al nucli i la part en contacte amb l'aigua del sistema de refrigeració. En el marc de les activitats de millora d'objectius, es requereix un nou banc de proves d'erosió / corrosió, per tal d'avaluar la compatibilitat de diversos materials en el règim de l'objectiu n_TOF. El nou banc de proves està destinat per a ser capaç de realitzar proves d'erosió i corrosió, i verificar els canvis dels materials per validar el disseny del nou objectiu. Aquest banc de proves ha estat dissenyat d'una manera que serà versàtil i adaptable a diferents tipus de proves i objectius en el futur. La idea és que el disseny pot modificar variables com ara el flux del circuit, la temperatura, la conductivitat del fluid i la pressió per a diferents proves amb bons valors de lectura i registre. El projecte del banc de proves comprèn del disseny conceptual al disseny detallat i la fabricació del dispositiu. Aquest treball s'ha dut a terme en col·laboració amb diversos grups del CERN, involucrats en l'especificació tècnica, anàlisi, disseny, fabricació i seguretat.

Un dels principals agents de degradació de les col•leccions en museus són els contaminants atmosfèrics: SO2, NO, O3, els compostos de sofre reduït (SH i COS) i, en particular, els compostos orgànics volàtils (COV), a més de la humitat relativa, la llum i la temperatura. Dins del patrimoni cultural metàl. lic, l'aparició de productes de corrosió compostos de acetats i formiat és típica dins d'atmosferes contaminades de museus (vitrines, magatzems, embalatges, etc. ). Aquestes estan causades per la presència de vapors d'àcids acètic i fòrmic que, al seu torn, provenen de les emissions de les fustes usades en vitrines, expositors i magatzems, silicones i altres productes de segellat de juntures, laques i dissolvents, vernissos i pintures. Aquests problemes de corrosió poden ser previnguts gràcies a un control dels contaminants, així com de les condicions atmosfèriques. Hi ha múltiples maneres d'extreure mostres d'aquests contaminants per avaluar la seva concentració però, essencialment, es divideixen en dos tipus: mostreig actiu ,que requereix un equip complex i car, amb un constant manteniment, i el mostreig passiu que es més senzill, ràpid i eficaç -, que és el que s'ha fet servir en aquest estudi. Els tubs de difusió de Palmes han demostrat ser un sistema de mostreig passiu eficient i amb uns resultats contrastables. S'exposen durant un període de dues setmanes i, un cop transcorregut aquest temps, s'analitza el filtre mitjançant cromatografia iònica. Els objectius d'aquest estudi són: conèixer les condicions reals de contaminació per aquests àcids en museus i exposicions a Espanya, avaluar els seus efectes i sinergies, realitzar assajos d'exposició real i de laboratori per observar els efectes d'aquests àcids en la corrosió d'objectes metàl•lics i, a partir de les conclusions obtingudes en els apartats anteriors, es pretenen establir els nivells de contaminació acceptables per vapors d'àcid acètic i fòrmic en museus. Les línies d'investigació d'aquest estudi, per tant, s'emmarquen dins de la "Ciència de la conservació" i, en concret, en la conservació del patrimoni metàl. lic i la seva conservació preventiva davant l'atac d'àcids orgànics., One of the most important degradation agents in museums collections are the environmental pollutants: SO2, NO, O3, reduced sulfur compounds (SH, COS), and, in particular, volatile organic compounds (VOC), as well as relative humidity, light and temperature. Within the metal cultural heritage field, the appearance of corrosion products consisting of acetates and formats is typical in museums polluted atmospheres (showcases, storages, packaging, etc. ). They are caused by the acetic and formic acid vapors presence which are emitted by woods used in showcases, displays and storages; silicones and another joints sealants products; lacquers and solvents, varnishes and paints. Those corrosion problems can be avoided thanks to pollutants and atmospheric conditions control. There are many ways to extract samples of these pollutants for evaluating its concentration but, basically, there are two main types: active sampling –requires an expensive and complex equipment, with constant maintenance-, and passive sampling –simple, quick and efficient-, which is the method used in this research. Palmes diffusion tubes have demonstrated to be an efficient passive sampling system with testable results. Exposition time is two weeks and, after this time, the filter is analyzed by ion chromatography. The main objectives of this research are: To know the actual levels of pollution caused by these acids in museums and exhibitions in Spain, to evaluate its effects and synergies, to made actual exposure tests in laboratory to observe the effects of these acids in the metal artifacts corrosion and, from the conclusions reached in these previous paragraphs, it is intended to establish acceptable pollutions parameters for acetic and formic acids in museums., Uno de los principales agentes de degradación de las colecciones en museos son los contaminantes atmosféricos: SO2, NO, O3, los compuestos de azufre reducido (SH y COS) y, en particular, los compuestos orgánicos volátiles (COV), además de la humedad relativa, la luz y la temperatura. Dentro del patrimonio cultural metálico, la aparición de productos de corrosión compuestos de acetatos y formiatos es típica dentro de atmósferas contaminadas de museos (vitrinas, almacenes, embalajes, etc. ). Éstas están causadas por la presencia de vapores de ácidos acético y fórmico que, a su vez, provienen de las emisiones de las maderas usadas en vitrinas, expositores y almacenes; siliconas y otros productos de sellado de junturas; lacas y disolventes, barnices y pinturas. Dichos problemas de corrosión pueden ser prevenidos gracias a un control de los contaminantes, así como de las condiciones atmosféricas. Existen múltiples maneras de extraer muestras de tales contaminantes para evaluar su concentración pero, esencialmente, se dividen en dos tipos: muestreo activo – que requiere un equipo complejo y caro, con un constante mantenimiento-, y el muestreo pasivo – simple, rápido y eficaz-, que es el que se ha usado en este estudio. Los tubos de difusión de Palmes han demostrado ser un sistema de muestreo pasivo eficiente y con unos resultados contrastables. Se exponen durante un periodo de dos semanas y, una vez transcurrido este tiempo, se analiza el filtro mediante cromatografía iónica. Los objetivos de este estudio son: conocer las condiciones reales de contaminación por estos ácidos en museos y exposiciones en España, evaluar sus efectos y sinergias, realizar ensayos de exposición real y de laboratorio para observar los efectos de estos ácidos en la corrosión de objetos metálicos y, a partir de las conclusiones obtenidas en los apartados anteriores, se pretenden establecer los niveles de contaminación aceptables por vapores de ácido acético y fórmico en museos. Las líneas de investigación de este estudio, por tanto, se enmarcan dentro de la “Ciencia de la conservación” y, en concreto, en la conservación del patrimonio metálico y su conservación preventiva frente al ataque de ácidos orgánicos.

En el document final presentat com a tesi doctoral per a la obtenció del grau de doctor per a la Universitat de Barcelona s'hi inclouen els resultats tant en forma d'articles internacionals, així com en forma de memòria de resultats obtinguts durant l'investigació. El projecte en el que es va incloure aquesta investigació presentava com a objectius l'optimització de recobriments de projecció tèrmica de diferents tipus per tal de protegir les peces dels bescanviadors de calor de les incineradores de residus sòlids urbans (IRSU); així com el disseny i optimització de la seva aplicació a nivell industrial. Així doncs el document presentà una fase més experimental d'optimització i estudi en laboratori, seguida de una segona etapa d'estudis i d'implantació a escala industrial.Es varen depositar de l'ordre de uns 12 materials diferents, obtenint tant recobriments metalics com de tipus cermets (metall + ceràmic). De tots ells s'en varen seleccionar 3 sistemes els quals presentaven les característiques òptimes per a l'aplicació a gran escala.Els resultats que es troben a la tesi s'estructuren doncs amb una primera part de selecció de recobriments i optimització de condicions per a cada un d'ells. Mentre que la segona part mostra un capitol per a cada un d'els tres sistemes seleccionats. Els tres sistemes escollits corresponen a les composicions comercials de materials com són el Inconel-625 (Base Níquel), el Hastelloy C-22 (Base Níquel) y finalment l'acer inoxidable 316L (Base Ferro). Cada un d'aquests va ser depositat a través de la tecnologia de projecció tèrmica HVOF a partir de dues condicions optimitzades amb diferents gasos de combustió. Això va donar lloc a l'estudi detallat de 6 sistemes que s'anomenaren en funció de la seva composició i les seves condicions de Projecció. L'avaluació de la resistencia a la seva aplicació i caracterització estructural d'aquests sistemes a partir de tècniques com són la Microscopia Electronica d'Escombrat, la Difracció de Raig X, Espectroscopia d'energia dispersada o la Microsonda electrónica formen part de la gran quantitat de resultats obtinguts sobre el comportament d'aquests recobriments sota condicions extremes de degradació. També s'hi presenten per cada un d'ells els resultats de resistència a l'erosió, i corrosió obtinguts mitjançant assaigs tant electroquímics com de corrosió dinámica i estàtica.La compilació de tots aquests resultats i la seva relació amb les condicions de projecció així com amb l'estructura obtinguda permeten extreure conclusions sobre l'aplicació del material a escala industrial. Els resultats dels assaigs realitzats a l'interior de la incineradora són concordants amb els obtinguts mitjançant l'assaigs de corrosió i erosiócorrosió dissenyats en el Centre de Projecció Tèrmica. D'aquesta manera es pot realitzar una avaluació d'una forma accelerada de la resistència en servei dels recobriments generats. Per altra banda es comprova que els recobriments base Níquel són aquells que presenten una millora més significativa de la resistència a la degradació del bescanviador, incrementant la seva vida en servei, de mitjana, en més de 100.000 hores. Per altra banda els recobriments d'aliatges cermets presenten problemes mecànics, i els recobriments d'aliatges base Ferro, oxidació activa.Com a conclusió de caire general s'obté que la projecció tèrmica HVOF és una alternativa econòmica que aporta les millors prestacions que altres tecnologies de revestiment en la seva aplicació per plantes IRSU en tubs intercanviadors i parets d'aigua, així com en altres sectors industrials, com són plantes químiques de liquació de gasos o plantes de generació d'energia per combustió de carbó polvoritzat i biomassa., The work entitled "Optimization of Municipal Solid Waste Incinerator exchanger degradation resistance through thermal spray HVOF coatings" present hopeful results about the resistance of HVOF coatings against the erosion and corrosion degradation mechanisms that occur on the exchangers tubes on MSWI plants. Different material compositions have been studied. Nickel, Iron and Cobalt based alloys, as well as Cermets (metals+ceramics) has been used to attain protective coatings. "In situ" tests on a real MSWI plant and "laboratory" tests have been carried out during 4 years of investigations. The document summarize all the obtained results such as characterization of feedstock materials, coatings, optimization of the HVOF spray parameters, as well as a detailed study of protector corrosion and erosion behavior under different corrosion and erosion tests. Different tests such as Electrochemical corrosion, high temperature corrosion, erosion-corrosion and salt corrosion test have been carried out and studied by SEM, ESEM; EDS, XPS and XRD techniques. Different behaviors of the coatings have been correlated with their structures and the used spray parameters. Nickel based coatings, obtained by using feedstock spray powder with compositions close to Inco-625 alloy, have been shown as the most useful for the final application. The main key parameters shown as corrosion resistance responsible have been high Nickel composition and low porosity content. The best results have been attained by spraying Diam1005 powder with HVOF Hydrogen spray process and Iron alloys as 316L has been sown as a useless materials for this kind of applications. This PhD thesis conclude that the optimized High velocity oxygen fuel thermal spray coatings (HVOF) can increase more than 100000 hours the service life time of MSWI exchanger tubes. This improving has been obtained using an economic technology as Thermal Spray HVOF.

The purpose of the present thesis is to be a basic and initial contribution to the knowledge about the corrosive behaviour of the archwires commonly used in lingual orthodontics. Once corrosive behaviour is understood, conclusions could be drawn regarding clinical implications both for the progress of the treatment and the patients' safety.The archwires chosen for the study were:1. Respond® 0.0175 inches2. D-Rect® 0.016x0,022 inches3. Stainless Steel 0.016 inches4. Stainless Steel 0.016x0,022 inches5. Ni-Ti® 0.016 inches6. TMA® 0.016 inches7. Copper Ni-Ti® 0.017x0.017 inchesThe objectives of the thesis are:1. To study the as-received microscopical aspect of the lingual orthodontics archwires and the surface structural changes of the archwires after being in contact with a saline preparation for 30 days through scanning electronic microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM)2. To study the basic corrosive properties of the archwires in order to determine the potential of corrosion and the pitting potential for each archwire and also the microscopical effects of corrosion on archwires with SEM and AFM after anodic potentiostatic polarization.3. To study the ionic release of Ni of the Ni containing archwires to evaluate its potential danger for the patient.4. To evaluate the changes that corrosion may have on the martensitic and austenitic phase transformations of the nickel and titanium containing archwires. The highest tendency to general corrosion was seen for Respond archwires followed by D-Rect and 0.016 inch Stainless Steel archwires. Cyclic Voltammetry results showed that Ecorr values were similar for Respond, D-Rect and 0.016x0.022 Stainless Steel archwires being the 0.016 Stainless Steel archwires the most prone to corrosion processes. It was seen that archwires made of Ti alloys were highly resistant to general corrosion processes. The lowest Eb values were obtained for Respond archwires followed by D-Rect and 0.016 Stainless Steel archwires. Higher values were observed for 0.016x0.022 Stainless Steel archwires.AFM enabled an objective characterisation of surface changes by measuring the Roughness Mean Surface (RMS). This value allowed a comparison between archwires immersed in Hank's Balanced Salt Solution for 30 days and a control group. Results show statistically significant differences after immersion for all archwires with the exception of NiTi archwires. Scanning electronic microscopy did not enable to see differences between both groups.Ni release has been seen to be very low and it is far below the limits set by the European Union legislation and the levels known to inflict cell damage. The highest amount of Ni was released by the Stainless Steel archwires followed by Respond and NiTi archwires. The lowest amounts of Ni released were recorded for CuNiTi and D-Rect archwires.With regards to calorimetry, NiTi archwires showed a clear R-phase while none of the CuNiTi archwires did in the new, polarised and immersed groups.Immersion seems to have no impact on the phase transition temperatures of NiTi archwires while some changes observed in CuNiTi arches should be further studied., Esta tesis pretende realizar un estudio de los arcos diseñados específicamente para la técnica de ortodoncia lingual y contribuir al conocimiento de su comportamiento. Particularmente se centra en los cambios de las propiedades superficiales de los arcos, su desprendimiento iónico, y en los arcos en que corresponde, la variación de propiedades que afectan a la expresión de la memoria de forma.Se estudiaron los siguientes arcos:1. Respond® 0.0175 pulgadas2. D-Rect® 0.016 x 0.022 pulgadas3. Stainless Steel 0.016 pulgadas4. Stainless Steel 0.016 x 0.022 pulgadas5. Ni-Ti® 0.016 pulgadas6. TMA® 0.016 pulgadas7. Copper Ni-Ti® 0.017 x 0.017 pulgadasEn concreto, se han establecido los siguientes objetivos:1. Caracterizar microscópicamente (microscopía electrónica de barrido o SEM) los arcos de ortodoncia lingual tal y como son recibidos del fabricante y comparar los efectos que tiene el contacto durante 30 días de una solución que simula las propiedades de la saliva sobre los arcos, caracterizando los cambios ocurridos con SEM y de fuerzas atómicas (AFM). 2. Caracterizar las propiedades corrosivas básicas de los arcos de ortodoncia lingual para conocer el potencial de corrosión, los potenciales de picadura para cada arco y los efectos que la polarización anódica potenciostática tiene sobre la superficie de los arcos con SEM.3. Determinar el desprendimiento iónico de Ni de los arcos linguales de aleaciones que contienen Ni.4. Evaluar los cambios que la inmersión de los arcos en solución de saliva artificial y los arcos sometidos a corrosión potenciostática tienen sobre las temperaturas de transformación de fase de los arcos de aleaciones NiTi y CuNiTi.La mayor tendencia a la corrosión general se ha visto en los arcos Respond, D-Rect y acero inoxidable 0,016 pulgadas. Los resultados de CV han mostrado que los valores de Ecorr fueron muy similares para los arcos Respond, D-Rect y de acero inoxidable de 0,016x0,022 pulgadas.Los arcos de acero inoxidable de 0,016 pulgadas obtuvieron el valor más bajo de Ecorr, indicando ser el más sensible a los procesos de corrosión. Se observó que los arcos de aleación de Ti son muy resistentes a los procesos de corrosión generalLos valores más pequeños de Eb fueron obtenidos para los arcos de Respond, seguidos por los D-Rect y los arcos de acero inoxidable de 0,016 pulgadas. Se observaron valores de Eb en un rango más alto para los arcos de acero inoxidable de 0,016x0,022 pulgadas. La técnica microscópica de AFM ha permitido caracterizar de una forma objetiva la de su rugosidad superficial (RMS). Este valor se ha comparado con los valores de rugosidad en muestras que permanecieron 30 días expuestas al contacto con la solución de Hank. Los resultados obtenidos muestran diferencias estadísticamente significativas excepto para los arcos de NiTi Se ha visto que el desprendimiento de Ni es muy pequeño y que está muy por debajo de los límites establecidos por la regulación vigente en la Unión Europea, y por debajo de los límites conocidos como nocivos para las células.La mayor cantidad de Ni ha sido desprendida por los arcos de acero inoxidable, seguidos por el Respond y los arcos de NiTi. Los arcos de CuNiTi y D-Rect fueron los que desprendieron menores cantidades de Ni al final de la prueba.Por lo que respecta al estudio de calorimetría, no se ha hallado la fase R en los ensayos de calorimetría con los arcos de CuNiTi (nuevos, usados en prueba de inmersión de 30 días y los polarizados), en los de NiTi sí.La inmersión de los arcos de NiTi en solución de Hank parece no tener ningún impacto en las temperaturas de transición de fase.

Des del seu descobriment i fins avui, els metalls durs han jugat un paper important en la indústria gràcies a la seva bona combinació de propietats mecàniques com són una gran resistència al desgast, una bona duresa i una notable tenacitat de fractura, fent que s'utilitzin en industries tan variades com la mecànica, la minera o l'alimentaria. Aquestes propietats venen donades gràcies a la fase ceràmica i la fase metàl·lica (lligant) que presenta aquest material. Tot i això, la vida en servei d'aquest material està no només marcada per les seves propietats sinó també per la seva resistència a la corrosió davant el medi en el que treballa. L'objectiu d'aquest Projecte de Final de Carrera és avaluar la influència de la microestructura en el dany induït per corrosió en diferents mostres de carburs cementats (WC-Co i WC-Co-Cr) així com caracteritzar el dany generat per la corrosió en diferents ambients amb diferents pH , els tipus d'òxids que es generen, algunes propietats mecàniques després de la corrosió i poder determinar quina de totes les composicions que s'han utilitzat en el treball presenta una millor resistència general cap a la corrosió. Per generar aquest dany de corrosió, s'han submergit els diferents graus de metall dur utilitzats (6CoCrF, 10CoCrF, 6CoM i 6CoCrM) en diferents solucions (amb pH àcid, neutre o bàsic). La resistència a la corrosió s’ha avaluat mitjançant la determinació de la pèrdua de pes. La velocitat de corrosió s'ha determinat mitjançant assajos de polarització, la caracterització dels productes formats durant la corrosió per espectroscòpia de Raman i s'han caracteritzat totes les propietats mecàniques fonamentals abans de la corrosió. A més, s'han portat a terme alguns assajos després de la corrosió per tal d'avaluar els canvis de propietats mecàniques com ara nanoindentacions i assajos monotònics per veure la resistència a la fractura dels diferents graus de metall dur utilitzats en el projecte. Els resultats ens indiquen que en medi àcid les velocitats de corrosió són més altes en comparació a la resta de medis estudiats. A diferència del que s'observa en medi bàsic, on les qualitats estudiades tenen un comportament similar, en medis àcids i neutres, les qualitats amb un menor percentatge de lligand, una microestructura de gra fi i la presència de crom en el lligand afavoreixen una millor resistència a la corrosió. L'efecte del dany introduït per corrosió sobre les propietats mecàniques s'evidencia mitjançant assaigs monotònics especialment en mostres que han estat submergides en medi àcid. Per altra banda, l'estudi realitzat ha posat de manifest que la tècnica de nanoindentació permet observar variacions en les propietats mecàniques de les mostres corroïdes en funció de la composició química de les mostres. Finalment, mitjançant espectroscòpia de Raman, s'ha pogut identificar òxids de diferent naturalesa i que aquests apareixen en diferent proporció en funció del pH del medi.