Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia

Catalytic effect of LeachWell 60X^®and Pb⁺², S^-2 ions in electrochemical cyanidation of gold from sulfured minerals

La gran dificultad que se presenta en la disolución del oro por cianuración, cuando se encuentra en minerales sulfurados, es un hecho ampliamente conocido en la metalurgia extractiva. En este trabajo se evaluó la interferencia del ión sulfuro (S-2), así como el efecto del catalizador LeachWell 60X® (LW) y del ión Pb+2 en el comportamiento electroquímico del proceso de disolución de oro con cianuro. Se emplearon métodos potenciodinámicos de barrido lineal y cíclico para estudiar la oxidación anódica del oro y la reducción catódica del O2 bajo condiciones de cianuración convencional (1.000 p. p. m. de CN- y O2 ambiental 5,2 p. p. m.) y de cianuración intensiva (25.000 p. p. m. de CN- y saturado de O2 24 p. p. m.). Los resultados indican que el Pb+2 y el LW se comportan de manera similar y que incluso bajas concentraciones de S-2 (entre 0,5 y 10 p. p. m.) tienen un efecto negativo en la disolución anódica del oro. La velocidad de disolución del metal precioso se predijo aplicando la teoría del potencial de mezcla. El incremento significativo en la velocidad total de la reacción se atribuye principalmente al aumento en la velocidad de reducción del O2.

Extraction of gold from sulfur minerals by cyanidation is a difficult process. The effect of a catalyst (LeachWell 60X® LW) and Pb2+, as well as the inhibiting effect of S2-, on the performance of the extraction of gold by cyanation was studied. The anodic oxidation of gold and the cathodic reduction of oxygen, both under conventional cyanidation (1.000 p. p. m. of CN- and a oxygen-deficient environment, 5,2 p. p. m.) and "enhanced" cyanidation (25.000 p. p. m. of CN- and oxygensaturated environment, 24 p. p. m.) were studied by linear- and cyclic-scan potentiodynamic methods. Results indicate that Pb2+and LW display similar behavior, and confirm a significant inhibiting effect of S-2even at low concentrations (0,5 - 10 p. p. m.). The significant increase in the overall dissolution rate was attributed mainly to the increase in the rate of oxygen reduction.

Potential applications of portland cement on bone tissue engineering. Phase I: biocompatibility studies-calcium hydroxide effects

Actualmente existe una creciente e insatisfecha demanda de substitutos óseos con buen desempeño, tanto desde el punto de vista biológico como mecánico. Basados en las excelentes propiedades mecánico-estructurales del cemento pórtland, se plantea un estudio exploratorio de biocompatibilidad de este material. Se prepararon substratos de cemento pórtland gris tipo I bajo diferentes tratamientos (neutralizado-SN, carbonatado-SC, y no neutralizado-SnN), los cuales fueron luego sometidos a un ensayo de contacto directo con células CHO y HOS durante 24 h. Los substratos se caracterizaron por SEM, y tinciones con fnolftaleía para determinar su pH; mientras que la evaluación del estado del cultivo fue realizada por microscopía de contraste de fase. Los resultados indican que el pH fue mayor para SnN (> 12,0), seguido de SN, y finalmente de los SC (≈ 7,4); de igual manera se observó que la citotoxicidad de los substratos disminuyó en proporción al valor del pH. Se postula que el Ca(OH)2 formado durante la hidratación del cemento es el causante del efecto tóxico de éste, y que al agotar las fuentes de Ca(OH)2, ya sea por carbonatación o neutralización, se afecta de manera positiva la biocompatibilidad del cemento pórtland.

There is an increasing and unfulfilled demand of bone substitutes with optimal mechanical and biological properties. Based on the excellent mechanical and structural properties of Portland Cement, a biocompatibility exploratory study of this material was proposed. Plain substrates were fabricated with Gray Type I Portland Cement under different conditions (Neutralized-SN, Carbonated-SC, not neutralized-SnN), which were then used to conduct a Direct Contact Assay with CHO and HOS cells for 24h. The substrates were characterized by SEM, and phenolphthalein assays to determine the pH value, while the cell culture assays were evaluated by Phase Contrast Microscopy. The results show that SnN had the highest pH value (> 12,0), followed by SN, and finally by SC (≈ 7,4); it was also observed that the cytotoxicity of the substrates diminished in proportion to the pH value. It is proposed that the cytotoxicity of Portland Cement is caused by the Ca(OH)2 formed during the hydration of this material. Thus, by lowering the amount of Ca(OH)2, either by carbonation or neutralization, the biocompatibility of the material is positively affected.

Production of a coal-based activated material from anthracite and its potential applications in hydrometallurgy

En este trabajo se obtuvo carbón activado a partir de una antracita proveniente del Páramo del Almorzadero (municipio de Cerrito, Santander), con un 96,6% de carbono fijo; se analizó la antracita y se trató en dos etapas, una de activación química con ácidos para incrementar la reactividad de la superficie externa y facilitar el acceso a la superficie interna del carbón, y otra de activación física a temperaturas de 800, 1.000 y 1.200 ºC con CO2. Se evaluó el efecto de las variables del proceso de activación sobre la actividad del carbón y se hallaron las mejores condiciones para lograr un producto con las mejores características, se obtuvo una superficie específica del carbón activado de 107,4 m²/g. Se analizó su utilización en hidrometalúrgia, específicamente en la recuperación de oro donde se obtuvo una capacidad de adsorción de oro de 6,6 kg/toneladas de carbón activado.

Activated carbon was obtained from an anthracite mineral (96,6 wt % of fixed carbon) from the Páramo del Almorzadero (town of Cerrito,Santander). The anthracite was activated in two stages: firstly, a chemical activation with acids was used for increasing the reactivity of the external surface and facilitating the access to the internal surface of the coal. Secondly, a physical activation at temperature of 800 oC, 1.000 ºC and 1.200 ºC with CO2 was conducted. The effect of the operating conditions during the activation process on the activity of the coal was evaluated, and the optimum conditions to achieve a product with the better characteristics, i.e., a specific surface of 107,4m²/g, were obtained. The potential of this activated coal in hydrometallurgy (specifically in recovery of gold) was evaluated. A gold adsorption capacity of 6,6 kg/ton of activated coal was obtained.

Preparation, characterization and evaluation of MgO for flameless combustion of natural gas

Partiendo de óxido de magnesio comercial se preparó una suspensión acuosa, la cual se secó y calcinó para conferirle estabilidad térmica. El material, tanto fresco como usado, se caracterizó mediante DRX, área superficial BET y SEM-EPMA. El catalizador mostró una matriz de MgO tipo periclasa con CaO en la superficie. Las pruebas de actividad catalítica se efectuaron en lecho fijo empacado con partículas obtenidas mediante prensado, trituración y clasificación del material. El flujo de reactivos consistió en mezclas gas natural-aire por debajo del límite inferior de inflamabilidad. Para diferentes flujos y temperaturas de entrada de la mezcla reactiva, se midieron las concentraciones de CH4, CO2 y CO en los gases de combustión con un analizador de gases tipo infrarrojo no dispersivo (NDIR). Para alcanzar conversión total de metano se requirió aumentar la temperatura de entrada al lecho a medida que se incrementó el flujo de gases reaccionantes. Los resultados obtenidos permiten desarrollar un sistema de combustión catalítica de bajo costo con un material térmicamente estable, que promueva la alta eficiencia en la combustión de gas natural y elimine los problemas de estabilidad, seguridad y de impacto ambiental negativo inherentes a los procesos de combustión térmica convencional.

A MgO catalyst was prepared by aqueous dispersion of commercial magnesium oxide followed by drying and calcination to obtain a thermally-stabilized material. Fresh and used solid samples were characterized by XRD, BET surface area, and SEM-EPMA, which revealed a MgO matrix with periclase structure containing CaO on the surface. Catalytic activity tests were conducted in a fixed-bed reactor packed with MgO particles. Natural gas - air mixtures fed to the reactor were maintained below the LFL. Different flow rates and inlet temperatures were evaluated, and CH4, CO2and CO concentrations in the effluent stream were measured with a NDIR analyzer. The temperature required to achieve total methane conversion was increased as the flow rate of the reacting mixture increased. A low-cost, thermally- stable catalytic combustion system aimed at highly-efficient combustion of natural gas can be developed based on the results of this study. Moreover, this system would eliminate problems related with stability, security and environmental effects inherent to conventional thermal combustion processes.

Compocasting of the ZA-27 alloy, reinforced with SiC particles

En línea con otros trabajos ejecutadas por los autores sobre el desarrollo de composites metálicos: ZA-27/C/xx p, Pb-Sn20%wt/SiC/xx p y Al-Cu8%wt/SiC/p,, en este trabajo se reportan los resultados obtenidos en la síntesis de composites ZA-27β-SiCxx p,. Actualmente en el ámbito comercial se encuentran disponibles gran número de partículas reforzantes; en esta investigación sin embargo, se utilizaron partículas de β-SiC, sintetizadas a partir de desperdicios de cαscara de arroz. La técnica de producción utilizada para la consolidación de los composites fue el compocasting. La implementación de la misma consistió en el diseño y construcción de un equipo reocolador capaz de procesar tanto aleaciones en estado semisólido, así como composites metálicos de tipo particulado. La caracterización de los materiales obtenidos mediante pruebas mecánicas y microscopía óptica, en comparación con la aleación base, permitieron validar los efectos de las diferentes variables de proceso y las mejoras obtenidas en propiedades mecánicas.

Results obtained during the synthesis of ZA-27/β-SiC/xxp metal matrix composites are reported. These results are in line with other works conducted by the authors on ZA-27/C/xxp, Pb-Sn20%wt/SiC/xxp and Al-Cu8%wt/SiC/xxp. There are many kinds of commercially-available reinforcement particles. Nevertheless, for this research β-SiC particles obtained from wastes of rice husk have been used. The technique employed for fabrication of composites was Compocasting. It consisted on the design and construction of an experimental rheocaster, useful for semi-solid as well as particulate metal matrix composites processing. The characterization by mechanical tests and optical microscopy and comparison with the base alloy, allowed validation of the effects of different process variables and improvements in mechanical properties.

Study of blends from recycled polymer for properties improvement

El polipropileno (PP) presenta baja resistencia al impacto a bajas temperaturas y es muy sensible a la degradación térmica. De otro lado, el polietilentereftalato (PET) es un polímero muy higroscópico. Uno de los caminos para superar estos inconvenientes consiste en mezclar ambos polímeros logrando su compatibilidad mediante la inserción de grupos funcionales polares en el PP. En la presente investigación se estudió el efecto de la inserción de anhídrido maleico en el PP reciclado para la obtención de una mezcla con PET reciclado. El grado de inserción se cuantificó mediante el índice de carbonilo utilizando espectrofotometría infrarroja con transformadas de Fourier, FTIR. Las mezclas de PP injertado y no injertado con PET reciclado fueron preparadas por reometría de torque y su compatibilidad se analizó por microscopía electrónica, SEM y calorimetría diferencial de barrido, DSC. Se midieron también algunas propiedades de las mezclas como dureza y absorción de agua. Se concluyó que la mejor compatibilidad se presentó en las mezclas preparadas con PP injertado.

Polypropylene (PP) presents low impact resistance at low temperatures and easily undergoes thermal degradation. On the other hand, polyethylene terephtalate (PET) is very hygroscopic. One way to overcome these weaknesses is to blend both polymers trying to reach a good interaction through the insertion of polar functional groups within the PP backbone chain. In this study, recycled PP was grafted with maleic anhydride (AM), and the insertion was quantified by measuring carbonyl index with a Fourier Transform Infrared Spectrophotometer (FTIR). Rheometer blends were prepared using recycled PP (grafted and ungrafted) with recycled PET and their compatibility was analyzed using scanning electron microscopy (SEM) and differential scanning calorimeter (DSC). Other properties such as hardness and water absorption were also measured. It was concluded that grafting recycled PP made it more compatible with recycled PET.

Production and mechanical characterization of a reinforced polyurethane compound from castor oil and polymeric MDI using the poltrusion forming method

El poliuretano es un compuesto que se forma por la reacción de un diisocianato y un polialcohol. Aprovechando la alta reactividad del prepolímero de difenilmetano- disocianato (MDI) se forman grupos uretánicos con el ácido ricinoleico proporcionado por el aceite de higuerilla, obteniéndose un poliuretano con una dureza shore D 45. Este polímero junto con la fibra de vidrio tipo E forman el compuesto reforzado, utilizando el mecanismo de manufactura denominado poltrusión. El proceso de poltrusión es un proceso de producción en serie y se realiza de manera industrial con resinas de poliéster con altas emisiones de compuestos orgánicos volátiles (VOC). En este trabajo se expone una alternativa de producción más eficiente y con materia prima renovable como lo es el aceite de higuerilla, eliminando las emisiones de VOC al ambiente; además, se analiza la interacción del poliuretano con fibra de vidrio en la obtención de un material compuesto (composito) con alta resistencia química y excelentes propiedades mecánicas, asociadas a la sinergia entre la fibra de vidrio y el poliuretano.

Polyurethane is a compound that is produced by the reaction of a diisocyanate and a polyol. Taking advantage of the high reactivity of polymeric diphenyl-methanediisociante (MDI) urethanic groups are formed with the ricinoleic acid provided by castor oil, obtaining a polyurethane with a shore D 45 hardness. This polymer forms a reinforced compound with the type E glass fiber using the poltrusión forming method. Poltrusion is a continuous forming process that is employed in the industrial scale production of polyester resins and releases high emissions of organic volatile compounds (VOC) to the environment. In this work we propose a more efficient alternative with a renewable raw material like castor oil, minimizing VOC emissions to the environment; the interaction between polyurethane and glass fiber in the production of a composite material with a high chemical resistance and excellent mechanical properties, associated with the synergy between glass fiber and polyurethane, is also studied.

Study of thermal and mechanical properties of foams made by polymer blends of ethylenevinyl acetate copolymer (EVA) and natural rubber (NR)

Se estudiaron algunas propiedades de espumas poliméricas, preparadas con mezclas de copolímeros de etileno-acetato de vinilo (EAV) y caucho natural (CN): comportamiento térmico, por análisis térmico diferencial (DSC), y análisis termogravimétrico (TGA), resistencia a la tracción, compresión set y contenido de gel. Se establecieron relaciones entre la composición de las mezclas y las propiedades medidas en función de la reticulación y el espumado, teniendo en cuenta estudios previos realizados en espumas poliolefínicas con densidades similares.

Some properties of polymeric foams made from ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) and natural rubber (NR) were studied. These properties included: thermal behavior (by DSC and TGA), strength resistance, compression set and gel content. Structure - property relationships as a function of the degree of crosslinking and foaming were determined for the different blends, making use of results of previous studies on polyolefinic foams with similar densities.

The importance of RID and P Vs h curves on indentation studies of TiN films deposited onto M2 and 304L steels

A hardness study of TiN films onto M2 and 304L steels applied by PAPVD was conducted in this work. Instrumented indentation and hardness equipments allow to asses this property. Crack patterns produced during these tests were correlated with this information. In addition, from the P-h/t (Load-displacement/films thickness) plots, called Relative Indenter Displacement plots, and P-h plots important information was obtained about the capacity of these systems for supporting load. Both graphics showed to be of great importance for understanding the mechanical response of these systems to indentation.

En este trabajo se realizó un estudio de la dureza de capas TiN aplicadas mediante PAPVD depositadas sobre acero M2 e inoxidable 304L. Esto se hizo utilizando un equipo de indentación con censado de desplazamiento y equipos de micro y macrodureza convencionales. Los patrones de agrietamiento dejados en la impresión se correlacionaron con estas propiedades. Se obtuvo información importante de las curvas P-h/t (Carga-desplazamiento/espesor de la capa), llamadas curvas de desplazamiento relativo del indentador (curvas RID), y de las curvas P-h. Ambas curves mostraron ser de gran importancia en el entendimiento del comportamiento mecánico de los sistemas estudiados.

TiAlN films on ASTM A36 steel for sputtering reactive process RF

Películas de TiAlN fueron depositadas sobre acero ASTM A36 por el proceso de sputtering reactivo RF utilizando un blanco en polvo con composición TiAl (60/40%), en el proceso se utilizaron dos relaciones de presión (P N/P Total), 0,05 y 0,1, manteniendo constante la presión de argón. Las películas se depositaron sobre probetas en estado de suministro, templadas y revenidas, nitruradas por plasma, con recubrimientos previos de Ti y TiN a una temperatura de 230 oC. Las películas presentaron una composición Ti0.4Al0.6N con orientación preferencial (200); las mejores propiedades de dureza, resistencia a la corrosión, resistencia al desgaste fueron con la relación de presión de 0,1 y la mayor adherencia con la relación de presión de 0,05. La máxima dureza fue de 2500 HK.

TiAlN films were deposited on ASTM A36 steel by RF reactive sputtering process using a TiAl (60/40%) target. Films were sputtered at two different relative pressures, 0,05 and 0,1, keeping constant the Argon pressure. The films were deposited on samples with different pretreatments: as received material, hardened and quenched, plasma-nitrided, and with initial coatings of Ti and TiN. Film deposition was conducted at 230°C. The TiAlN films showed composition Ti0.4Al0.6N with preferred orientation (200). The best properties of hardness, corrosion resistance, and wear resistance were observed at a relative pressure of 0,1 and best adherence at a relative pressure of 0,05. The highest was 2500 HK.

Fatigue behaviour of a glass coating on Ti6AL4V for biomedical applications

The fixation of bone replacement implants to the hosting tissue can be improved if the implants have a bioactive surface that can precipitate hydroxyapatite in vivo. Titanium alloys, despite their desirable mechanical and nontoxic properties, are not bioactive and, therefore, do not bond directly to the bone. One of the ways to change a bioinert metallic surface is to coat it with a bioactive material. This work presents the evaluation of the fatigue behaviour by Hertzian (spherical) indentation of a glass coating on Ti6Al4V. This coating belongs to the SiO2-CaO-MgO-Na2OK2O-P2O5 system and, despite it can be used for corrosion protection, it has been specifically designed to be used as the inner layer of a bioactive bilayer coating with an outer layer of lower SiO2 content to ensure bioactivity. Hertzian monotonic tests allowed to obtain a damage sequence starting with three brittle damage events (ring, cone and radial cracking) followed by coating delamination associated to the plastic deformation of the substrate. The first brittle damage, ring cracking, was used as criteria for the evaluation of the stress-corrosion and cyclic loading cracking behaviour in air and in distilled water environments. Results showed sensitivity of the coating to degradation under both static and cyclic loadings which was considerably larger in distilled water due to the corrosion susceptibility of this glass. Delamination damage was also sensitive to Hertzian cyclic loading showing two different mechanisms depending of the maximum applied load.

La fijación al tejido receptor de implantes para el reemplazo de hueso puede ser mejorada si poseen una superficie bioactiva con la capacidad de precipitar hidroxiapatita in vivo. Las aleaciones de titanio, a pesar de sus buenas propiedades mecánicas y comportamiento no-tóxico, no son bioactivas y, por tanto, no se enlazan directamente al hueso. Una de las maneras de modificar una superficie metálica bioinerte es recubriéndola con material bioactivo. En este trabajo se presenta la evaluación del comportamiento a fatiga mediante indentación hertziana (esférica) de un recubrimiento de vidrio sobre Ti6Al4V. Este recubrimiento pertenece al sistema SiO2-CaO-MgO-Na2O-K2O-P2O5 y, a pesar de que puede usarse para protección contra la corrosión, ha sido específicamente diseñado para ser utilizado como capa interna de un recubrimiento bicapa bioactivo con una capa externa de bajo contenido en SiO2 para garantizar la bioactividad. Los ensayos hertzianos monotónicos permitieron obtener una secuencia de daños comenzando con tres eventos de daño tipo frágil (agrietamiento tipo anillo, cono y radial) seguidos por la delaminación del recubrimiento asociada a la deformación plástica del substrato. El primer daño frágil, el agrietamiento tipo anillo, fue usado como criterio para la evaluación del agrietamiento por corrosión bajo tensión y por carga cíclica, en aire y agua destilada. Los resultados mostraron la sensibilidad del recubrimiento a la degradación bajo ambos tipos de carga, estática y cíclica, siendo esta degradación considerablemente mayor en agua destilada debido a la susceptibilidad del vidrio a la corrosión. La delaminación fue también sensible a la carga cíclica hertziana presentando dos mecanismos diferentes dependiendo de la máxima carga aplicada.

Bioactive coatings deposited by sol-gel on titanium alloys

Entre los materiales de uso ortopédico, los metales son de amplio uso, principalmente por las exigencias mecánicas que cumplen durante el uso. A pesar de ello, los metales presentan limitaciones importantes como la degradación in situ y la necesidad de cementación o fijación externa. Estas restricciones afectan la integridad estructural de la prótesis y producen elementos resultantes de la corrosión ante los cuales el organismo produce respuestas adversas. Una opción para minimizar la liberación de productos de corrosión por parte de los implantes metálicos al organismo, es el desarrollo de recubrimientos cerámicos o vítreos. Si además, los recubrimientos poseen material bioactivo, no se hace necesario utilizar fijación externa o cemento para generar la unión con el hueso. En el presente trabajo se describe la metodología para depositar recubrimientos doble capa con partículas bioativas producidos por la técnica sol-gel sobre la aleación Ti6Al4V y se caracteriza el material recubierto en cuanto a su resistencia a la corrosión mediante ensayos electroquímicos en fluido fisiológico simulado (SBF) y en cuanto a su bioactividad mediante ensayos in vitro.

Biomedical prosthetic devices are developed to be used in the human body in an effort to substitute the function provided by the original part. Metallic materials are used in the human body mainly for orthopedical purposes and their degradation by wear and or corrosion should be negligible. However, metals display some problems such as the in situ degradation and the requirement of external fixation. One of the ways of minimizing the release of corrosion products from the implant to the surrounding tissue consists in applying a protective coating. This protective coating may be functionalized with a bioactive material, able to generate a natural bonding to the living tissue. This work describes the development of a double layer coating obtained by the sol-gel technique containing bioactive glass, glass-ceramic and hydroxyapatite particles in hybrid methyl-triethoxisilane (MTES) and tetraethilorthosilicate (TEOS) acidic sol. The layer is applied on titanium alloy (ASTM F 67) by the dip-coating method. The electrochemical behavior of the coated samples was evaluated by potentiodynamic polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy assays (EIS) using simulated body fluid (SBF) as electrolyte.

Corrosion evaluation of oxygen-brine-steel 1020 system by impingement cell

La corrosión se afecta por el flujo de fluidos de una manera diferente para cada sistema metal-solución. Para el estudio de este fenómeno existe una serie de equipos de laboratorio que permiten simular las condiciones de campo mediante el uso de correlaciones que predicen los valores del coeficiente de transferencia de masa y esfuerzo de corte. Sin embargo, estas correlaciones no han sido validadas para todos los sistemas y no se encuentran expresiones que permitan describir la velocidad de corrosión en función de dichos parámetros. La técnica de corriente límite se usó para determinar los valores de transferencia de masa y esfuerzo de corte en la pared, los cuales se compararon con aquellos predichos por las correlaciones para la geometría de la celda de impacto; además, se obtuvieron las velocidades de corrosión para cada una de las condiciones evaluadas. El mecanismo de corrosión presente fue un control mixto, donde la reacción de corrosión se encuentra parcialmente controlada por la transferencia de masa y carga, lo que llevó a que no todas las correlaciones se ajustaran a los datos experimentales. Finalmente, con las principales variables respuesta electroquímicas se obtuvo una relación matemática entre la velocidad de corrosión y las variables hidrodinámicas y de transferencia de masa.

Corrosion is affected in different ways by the flowing fluids depending on solution- metal interface. To study these phenomena, there are some equipments in laboratory which allow to simulate field conditions by using correlations that can predict mass transfer and shear stress coefficients. However, these correlations have not been validated for all systems and there are no expressions to describe corrosion rates as a function of such parameters. The limit current technique was used to determine the mass transfer and shear stress on the wall, which were compared to those predicted by correlations for an impingement cell; besides, the corrosion rates for different experimental conditions were evaluated. The corrosion mechanism was found to be controlled partially by charge and mass transfer, so not all correlations fitted experimental data. Finally, from the main electrochemical variables, a mathematical correlation of corrosion rate, hydrodynamic variables and mass transfer was obtained.

Methodology for the evaluation of antifouling paints performance in static conditions

La protección de superficies sumergidas en agua de mar tiene además de los aspectos de corrosividad un aspecto importante que debe considerarse y es evitar la colonización por especies marinas. La colonización de superficies sumergidas, además de deteriorar todo el sistema de protección, genera inconvenientes en cuanto a la operatividad de naves y estructuras, debido al aumento en rugosidad y peso de estas. Como medida preventiva se emplean recubrimientos de pintura denominados antiincrustantes, los cuales evitan la adhesión de organismos a las superficies. Para la formulación y posterior evaluación de una nueva pintura es necesario tener conocimiento del medio ambiente y disponer montajes tanto de laboratorio como de campo, para lograr resultados representativos y de inmediata aplicación. En el presente trabajo se describen los pasos recomendados a seguir en un estudio de este tipo, metodología que se ha desarrollado y aplicado recientemente con resultados muy halagadores.

Biofouling is an important aspect to consider in the protection of a structure submerged in sea water. In fact, besides causing deterioration of the entire protective system (e. g., corrosion protection), biofouling increases roughness and weight in ships and other structures therefore affecting their operation. Antifouling paints, having the capacity to exclude the marine organisms that tend to adhere to the surface, have been developed in order to mitigate these adverse effects. In order to formulate and evaluate a potential paint it is necessary to have knowledge of the marine environment, and to be able to conduct both laboratory and field tests so representative and applicable results are obtained. The recommended steps to follow in such a study are described in this paper. The methodology proposed has been recently developed and applied with promising results.

Assesment of thermodynamic adhesion work on AISI 4140 steel plates and rolling bearing liners with anaerobic adhesives

Se evaluó el trabajo de adhesión termodinámico de placas planas de acero (AISI 4140 y AISI 52100) en contacto con dos adhesivos anaeróbicos de uso comercial, mediante la medición de los ángulos de contacto termodinámico de avance y retroceso obtenidos por el método de inmersión y emersión. Se utilizó el método de van Oss para calcular las componentes polares y no polares de adhesión para cada par metal-adhesivo. Se analizó también el efecto de la aplicación de un activador de superficie sobre el trabajo de adhesión en húmedo y se relacionaron los resultados con las características químicas y físicas de las placas. Los resultados indicaron que la aplicación del activador tuvo un efecto importante sobre la mojabilidad de los adhesivos, pero pequeña influencia en el trabajo de adhesión medido. Por otro lado, se encontraron diferencias importantes en la respuesta de los dos adhesivos estudiados, fundamentalmente en virtud de su composición química y propiedades reológicas.

The thermodynamic adhesion work of AISI 4140 flat plates and AISI 52100 steels in contact with two commercial anaerobic adhesives was evaluated by measuring the advancing and receding contact angles in an immersion-emersion tensiometer. The polar and non-polar adhesive components were calculated by the van Oss method for all the adhesive-metal pairs tested. The effect of the application of a primer on the metal surface was also considered. The results showed that application of the primer nada significant effect on the wettability of adhesives, although the adhesion work remained practically unchanged with respect to the pure adhesive-metal joints. On the other hand, major differences on the response of the two commercial were observed between the two commercial adhesives studied, mainly as a consequence of their chemical composition and rheological properties.

Simulation of melting process and net diagrams for the Cupola Furnace of the University of Antioquia

A partir de información experimental se encontraron los valores de los parámetros de ajuste más adecuados para simular el comportamiento del horno de cubilote de la Universidad de Antioquia con el programa AFS Cupola Model. Además se construyeron, mediante simulación, los diagramas generalizados de red para esta unidad de fusión en particular. Se obtuvieron los perfiles del comportamiento de la temperatura, los gases y el contenido de carbono en el metal. Los diagramas de red incluyen el diagrama básico generalizado de red con soplo a temperatura ambiente y sin enriquecimiento con oxígeno. Además se realizó un análisis del comportamiento de la producción y la temperatura del metal en piquera cuando se trabaja con soplo caliente y enriquecimiento con oxígeno, lo que permitió evidenciar las ventajas de trabajar con este tipo de técnicas. Se encontró que el valor de los parámetros utilizados para ajustar el software, está dentro de un intervalo acorde con su concepto físico inherente, que el ajuste del software con respecto a la información experimental es aceptable y que el comportamiento de los perfiles y los diagramas de red obtenidos se ajusta con lo observado en la práctica. Se destaca la posibilidad de construir los diagramas de red para otros cubilotes mediante el mismo procedimiento con muy buenos resultados.

The best values of the adjustable parameters of the AFS Cupola Model for modeling the cupola furnace of University ofAntioquia were obtained form experimental data. Generalized net diagrams were simulated and developed for this unit. Profiles of temperature, gas phase concentrations and carbon content in the metal were obtained. The net diagrams include the basic generalized net diagram, with ambient temperature blasting and without oxygen enrichment. In addition, the behavior of production and temperature of metal at the tap hole under preheated blasting and oxygen enrichment was analyzed. This analysis allowed us to demonstrate the advantages of working under those conditions. The value of the parameters used to adjust the software was in agreement with their inherent physical meaning. Moreover, the software predictions (E.G, profiles and the diagram) agree with the experimental observations. The possibility to build net diagramsfor other cupola with the same procedure highlighted.

Influence of ionic bombardment on cubic boron nitride (c-BN) thin film deposition by r. f. magnetron sputtering

Películas delgadas de nitruro de boro cúbico (c-BN) fueron depositadas mediante la técnica del d. c. y r. f. (13,56 MHz) magnetron sputtering multi-blanco, utilizando un blanco de nitruro de boro hexagonal (h-BN) con una pureza de 99,9% y una mezcla de gas Ar (95%) y N2 (5%). Los recubrimientos se depositaron a una temperaturas de 300 y 900 °C y a densidades de potencia de 7 y 24 W/cm². Con el propósito de obtener la mayor fracción posible de fase cúbica del BN, se aplicó un Bias d. c. entre 0-250 V, así como también un bias r. f. entre 0-350 V durante la fase de crecimiento del recubrimiento. La microestrutura, composición, morfología, topografía y espesor de las películas se caracterizaron mediante espectroscopia en el infrarrojo por transformadas de Fourier (FTIR) y microscopía de fuerza atómica (AFM). Las películas de c-BN depositadas a 300 °C, a una presión de 4 x 10-³ mbar y un bias r. f. del substrato de -150 V durante el periodo de crecimiento por un tiempo 35 min, presentaron la mayor fracción de fase cúbica de aproximadamente 85%.

Thin films of cubic Boron Nitride (c-BN) were deposited by d. c. and r. f. (13,56 MHz) multi-target magnetron sputtering from high-purity (99,99 %) hexagonal boron nitride (h-BN) target, in an Ar (95%)-N2 (5%) gas mixture. Films were deposited at 300 and 900 ºC, with power density of 7 and 24 W/cm². In order to obtain the highest fraction of the c-BN phase, a d. c. substrate bias voltage between 0 and -250 V, as well as an r. f. substrate bias voltage between 0 V and 350 V were applied during the film growth. Characterization of the microstructure, composition, morphology, topography and thickness of the films was carried out by Fourier Transformed Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Atom Force Microscopy (AFM). It was found that BN films deposited at 300 ºC, at a pressure of 4 x 10-³ mbar and under -150 V of r. f. bias, applied for 35 min, presented the highest c-BN fraction, close to 85%.

Electrochemical assessment of weathering steels under simulated laboratory conditions

En las últimas décadas los aceros autoprotectores se han constituido en materiales estructurales importantes para la construcción de obras civiles, gracias a la baja velocidad de corrosión que presentan cuando se exponen a atmósferas urbanas e industriales. Las excelentes propiedades anticorrosivas de los aceros autoprotectores son atribuidas a la naturaleza y estructura de las herrumbres que se forman sobre la superficie del material cuando se tienen ciertas condiciones favorables. En este trabajo se presenta un estudio sobre las características de la herrumbre formada inicialmente en aceros autoprotectores de diferente naturaleza y diferentes condiciones de superficie, desnudo, precorroído y galvanizado, expuestos en condiciones que simulan atmósferas urbanas e industriales. El análisis se realiza mediante técnicas electroquímicas de evaluación del potencial de circuito abierto e impedancia electroquímica durante los dos primeros meses de exposición.

In the last decades weathering steels have became important structural materials in the construction of civil works due to their low rate of corrosion when exposed to urban and industrial atmospheres. The excellent anticorrosive properties of the weathering steels have been attributed to the nature and structure of the rust formed on the material surfaces when certain favorable conditions are present. In this work a study of the characteristics of the rust initially formed on weathering steels is presented. The study was performed on weathering steels of different nature and different surface conditions: nude, pre-rusted and galvanized, and exposed to conditions that simulate urban and industrial atmospheres. The analysis was carried out by means of electrochemical techniques, such as evaluation of the open-circuit potential and electrochemical impedance during the first two months of exposure.

Metallurgical and electrochemical properties f an Au-1,7% Ti alloy for dental applications

En el presente trabajo se evalúa la microestructura y la micro-dureza de una aleación u-1,7% Ti en las condiciones centrifugada, solubilizada y con posterior envejecimiento 400°C por 4 horas. En estas condiciones, se comparan las curvas de olarización obtenidas en solución de fisiológica artificial (Ringer) de la aleación u-1,7% Ti, con tratamiento superficial de pasivación y sin, con respecto a las de a aleación Au-Pd-Ga-In y oro puro. Se concluye que la aleación Au-1,7% Ti, tiene uena respuesta al tratamiento térmico de envejecimiento y presenta satisfactorio, unque menor, comportamiento electroquímico en la condición pasivada, con especto a la aleación comercial de Au-Pd-Ga-In.

The micro-structure and micro-hardness of an Au-1,7%Ti alloy in different conditions: centrifuged, solubilized and aged at 400°Cduring 4 hours were evaluated. Polarization curves obtained in an artificial physiological solution (Ringer) of the Au-1,7% Ti alloy, with and without surface passivation treatment, were compared to those of an Au-Pd-Ga-In alloy and pure gold. Results indicate that the Au-1,7% Ti alloy has a good response to the aging treatment in the passivated condition the alloy alsopresents a satisfactory, although lower, corrosion resistance with respect to the Au-Pd-Ga-In alloy.