Made available in DSpace on 2014-10-09T12:32:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 02294.pdf: 2056884 bytes, checksum: f92ea1ff5ff956f7665669425619ccb8 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Lorsque leurs dimensions deviennent nanométriques, les matériaux présentent généralement des propriétés bien différentes de celles mesurées aux échelles supérieures. Ainsi, concernant les propriétés mécaniques, il est, par exemple, souvent fait état d’une résistance accrue à la déformation plastique. Toutefois, une majorité des travaux dans ce domaine concerne des systèmes à une dimension, tels que les nanofils et les nanopiliers. Nos connaissances des propriétés mécaniques d’un autre type de système ’nano’, à savoir les nanoparticules, restent actuellement limitées, ce qui est surprenant en regard de leur immense champ d’applications.Les travaux ici présentés portent sur les propriétés mécaniques de nanoparticules sphériques de matériaux métalliques de structure cubique à faces centrées (aluminium, nickel, cuivre). Ils ont été conduits à l’aide de simulations de dynamique moléculaire de compression uniaxiale.Ces dernières permettent d’analyser finement les mécanismes de plasticité à l’échelle atomique.Deux axes principaux d’étude ont été retenus : l’influence de la taille des nanoparticules et géométrie de la surface de contact dans la gamme de taille étudiée (4-80 nm) lors des premiers stades de déformation plastique. Nous montrons ainsi que cette dernière influe sur la limite d’élasticité, ainsi que sur le mode de déformation plastique, tel que le maclage. / When characteristic dimensions decrease to nanometer, materials often exhibit different properties than those measured at higher scales. So, in terms of mechanical properties,increased resistance to plastic deformation is often reported. However, most research works in this domain focused on one dimensional systems like nanowires and nanopilars. Our knowledge concerning mechanical properties for another type of ’nano’ system, nanoparticles, are in fact much more limited. This is surprising, since they can be used in immense field of applications.The work presented here deals with the mechanical properties of spherical nanoparticles of face centered cubic metallic materials (aluminium, nickel, copper). They were conducted using molecular dynamics simulations under uniaxial compression. These last ones allow to analyze finely the mechanisms of plasticity at the atomic scale. Two main areas of study were selected :the influence of nanoparticle size and the orientation of the compression axis. Our results highlight the predominant role of contact surface geometry in the size range studied (4-80 nm) during the early stages of plastic deformation. We thus show that the latter influences the yield strength, as well as the plastic deformation mode, such as smearing.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:32:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:57:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 02299.pdf: 1814894 bytes, checksum: cf49ad3b5d16cf422dd5e56dd657a29f (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:36:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:59:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 01798.pdf: 1653837 bytes, checksum: 85baacddf2c2722665827d67cd259f71 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:32:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 02294.pdf: 2056884 bytes, checksum: f92ea1ff5ff956f7665669425619ccb8 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:32:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:57:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 02299.pdf: 1814894 bytes, checksum: cf49ad3b5d16cf422dd5e56dd657a29f (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:36:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:59:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 01798.pdf: 1653837 bytes, checksum: 85baacddf2c2722665827d67cd259f71 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

An understanding of crack tip fields and fracture mechanisms in single crystals can help in developing better polycrystalline alloys and manufacturing processes. To this end, the effects of loading rate, material inertia and strain rate sensitivity on crack tip fields and their influence on fracture mechanisms in FCC single crystals are examined in this work by performing finite element analysis. It is shown that, in the absence of inertial effects, high loading rates elevate the stresses ahead of a crack tip and decrease the plastic strains in rate dependent single crystals. Also, it is found that the quasi-static near-tip stress field can be adequately characterized by the energy release rate J and a constraint parameter Q. Similar two-parameter characterization is possible even under dynamic loading. It is observed that if a suitable reference solution is used, the role of inertia manifests as a loss of constraint with increasing loading rate irrespective of strain rate sensitivity and lattice orientation. Thus, at very high loading rates, inertial effects oppose the role of rate sensitivity and cause a decrease in stresses near the tip. The relative influence of these two factors depends on rate sensitivity index. For a mildly rate dependent single crystal, the predicted cleavage fracture toughness remains constant up to a certain loading rate and thereafter increases sharply. On the other hand, for a strongly rate dependent single crystal, fracture toughness drops initially up to a certain loading rate beyond which it increases marginally. The loss of crack tip constraint is found to retard the ductile fracture mechanisms of void growth and coalescence. However, this is dependent on lattice orientation. In-situ experimental observation of void growth near a notch tip also shows strong orientation dependence. In addition, 3D finite element results indicate though-thickness dependence of equivalent plastic slip and hydrostatic stress leading to variations in void growth along the thickness direction of the specimens. The predicted load-displacement curves, lattice rotation, slip traces and void growth using finite element analysis are found to be in good agreement with the experimental observations. Thus, the present study has provided an understanding of the role of several factors such as constraint level, rate sensitivity, material inertia, lattice orientation and 3D effects on the mechanics of fracture of ductile single crystals.

En esta tesis se estudia la reducción catalítica de los óxidos de nitrógeno, procedentes de emisiones de vehículos móviles, en condiciones de exceso de aire. Se optimiza un catalizador, basado en hidrotalcitas, Co/Mg/Al, dopadas con V/Na. Por otro lado, se estudia la eliminación de estos contaminantes en un FCC, empleando para ellos catalizadores basados en Ce/Al en forma de nanopartículas dopados con otros metales de transición. / Uzcategui Paredes, A. (2010). Reducción catalítica de Óxidos de Nitrógeno (NOx) en corrientes gaseosas [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8408 / Palancia

Abstract In many countries around the world, and even more so in developing countries, the problem of the use of end-of-life tires (NFU) is very much present, mainly because they lack selective collection and an adequate management system. The retreading method is the alternative process in NFU management, which consists of replacing the worn tread of a used tire, performing the reconstruction of its original structure. The scraping of the surface is the stage where all the waste that is obtained in the form of tire fibers (FN) and particles is generated. This type of waste can be valued as raw material to obtain pre-fabricated non-conventional building elements and low economic and environmental costs. In this work, tire residues have been used in the preparation of cement / pozzolan matrices and alkaline activation matrices. For this purpose different residues have been used: In the case of cementitious matrices, a residue of the petroleum industry has been used as pozzolan; The fluid catalytic cracking (FCC) as a 15% substitution of cement for this residue. In the case of geopolymeric mortars, two types of waste have been used as the precursor agent: FCC, and blast furnace slag (SC). On the other hand, and for the preparation of the activator solution, a mixture of sodium hydroxide and rice husk ash (CCA) has been used as the source of silica. In parallel, and for mortars with slag, sodium carbonate activator has been used as activator. In all previous systems, part or all of the aggregate has been replaced by FN, as an ecological option for the reuse of this material. The objective of this study is to evaluate the NFU from its application as FN in ultra-light binder mixtures based on portland cement and alkaline activated cement, so that many of its physical, mechanical, thermal and thermographic properties have been analyzed, To develop applications in civil engineering and building as is the case of microconcrete tiles. The use of FN decreases the density of the hardened mixtures and reaches the minimum values of compressive strength, collected by the standard for masonry pieces. On the other hand, the analysis of thermography and thermal conductivity show that the increase of FN in the dosage of mortars decreases the values of heat transmitted in the studied material, reaching lower values than in conventional concretes and similar to that of light concrete with clay expanded. / Resumen En muchos países del mundo y más aún en países en desarrollo está muy presente el problema generado por la presencia de los neumáticos fuera de uso (NFU), fundamentalmente porque carecen de una recogida selectiva y de un adecuado sistema de gestión. El método del recauchutado es el proceso alternativo en la gestión de NFU el cual consiste en sustituir la banda de rodadura gastada de un neumático usado, realizando la reconstrucción de su estructura original. El raspado de la superficie, es la etapa donde se genera la totalidad de los residuos que se obtienen en forma de fibras de neumático (FN) y partículas. Este tipo de residuos puede ser valorizado como materia prima para obtener elementos de construcción prefabricados no convencionales y de bajo coste económico y medio ambiental. En este trabajo se han usado residuos de neumáticos en la preparación de matrices de cemento/puzolana y matrices de activación alcalina. Para ello se han utilizado distintos residuos: En el caso de matrices cementicias se han utilizado como puzolana un residuo de la industria del petróleo; el catalizador gastado de craqueo catalítico (FCC) como una sustitución del 15% de cemento por este residuo. En el caso de los morteros geopoliméricos se ha usado como agente precursor dos tipos de residuos: el FCC, y la escoria de alto horno (SC). Por otra parte, y para la preparación de la disolución activadora se ha usado una mezcla de hidróxido sódico con ceniza de cáscara de arroz (CCA), como fuente de sílice. Paralelamente, y para los morteros con escoria, se ha usado como activador carbonato sódico. En todos los sistemas anteriores, se han sustituido parte o todo el árido por FN, como una opción ecológica para la reutilización de este material. El objetivo de este estudio es la valorización del NFU a partir de su aplicación como FN en mezclas conglomerantes ultraligeras con base de cemento portland y cemento activado alcalinamente, por lo que se han analizado muchas de sus propiedades, físicas, mecánicas, térmicas y termográfica, para desarrollar aplicaciones en la ingeniería civil y la edificación como es el caso de las tejas de microconcreto. El uso de FN disminuye la densidad de las mezclas endurecidas y alcanza los valores mínimos de resistencia a compresión, recogidos por la norma para piezas de mampostería. Por otra parte, el análisis de termografía y de conductividad térmica manifiestan que el incremento de FN en la dosificación de los morteros disminuye los valores de calor transmitido en el material estudiado, alcanzando valores menores que en hormigones convencionales y similares al del hormigón ligero con arcilla expandida. / Resum A molts països del món, i especialment en països en desenvolupament, està molt present el problema produït per la presència dels pneumàtics fora d'ús (NFU), principalment perquè els manca una recollida selectiva i amb un adequat sistema de gestió. El mètode del recautxutat és el procés alternatiu en la gestió de NFU, el qual consisteix en substituir la banda de rodament gastada d'un pneumàtic utilitzat, realitzant la reconstrucció de la seua estructura original. El raspat de la superfície és l'etapa on es genera la totalitat dels residus que s'obtenen en forma de fibres de pneumàtic (FN) i partícules. Aquest tipus de residus pot ser valoritzat com a matèria prima per a obtenir elements prefabricats no convencionals i de baix cost econòmic i mediambiental. En aquest treball s'han utilitzat residus de pneumàtics en la preparació de matrius de ciment/putzolana i matrius d'activació alcalina. Amb eixe objectiu, s'han utilitzat diversos residus: En el cas de matrius cementícies s'ha utilitzat com a putzolana un residu de la industria del petroli; el catalitzador gastat de craqueig catalític (FCC) com una substitució del 15% de ciment per aquest residu. En el cas dels morters geopolimèrics, s'han utilitzat com agent precursor dos tipus de residus: el FCC i l'escòria d'alts forns (SC). D'altra banda, per a la preparació de la dissolució activadora s'ha utilitzat una mescla d'hidròxid sòdic amb cendra de la corfa d'arrós (CCA) com a font de sílice. En tots els sistemes mencionats, s'ha substituït parcial o totalment l'àrid per FN, com una opció ecològica per a la reutilització d'aquest material. L'objectiu d'aquest estudi és la valorització del NFU a partir de la seua aplicació com FN en mescles conglomerants ultralleugeres amb base de ciment pòrtland i ciment activat alcalinament. Per aquest motiu, s'han analitzat moltes de les seues propietats, físiques, mecàniques, tèrmiques i termogràfiques, per a desenvolupar aplicacions en l'enginyeria civil i l'edificació, com ara les teules de microformigó. L'ús de FN disminueix la densitat de les mescles endurides i aconsegueix els valors mínims de resistència a compressió, recollits per la norma per a peces de maçoneria. D'altra banda, l'anàlisi de termografia i de conductivitat tèrmica manifesten que l'augment de FN en la dosificació dels morters disminueix els valors de calor transmès en el material estudiat, obtenint valors menors comparat amb els formigons convencionals i similars al formigó lleuger amb argila expandida. / Gudiel Rodríguez, ER. (2017). Utilización de residuos de Neumáticos Fuera de Uso en conglomerantes con base cemento portland y de activación alcalina para uso en prefabricados de bajo coste económico y medioambiental [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/91231 / TESIS