Die entsprechende Autor möchte Nationalrat für Wissenschaft und Technologie CONACYT der mexikanischen Regierung für die Bereitstellung eines Stipendiums zu bestätigen.

HINWEIS: Die folgenden Anweisungen beziehen sich auf Protokoll A (Abbildung 1). Änderungen zum Protokoll B, C, und D sind ebenfalls aufgelistet. 1. Aluminium Bar Vorbereitung <ol><li> Stellen Sie ein großes Stück (500 g - 1 kg) von handelsüblicher Reinheit Aluminiumbarren in einen Schmelztiegel. </li><li> Den Tiegel in einen Ofen bei 800 ° C für etwa 1 Stunde, bis es geschmolzen ist. </li><li> Nehmen der Tiegel aus dem Ofen und Gießen des geschmolzenen Aluminiums in eine zylindrische Form, die 50 mm im Durchmesser, der etwas kleiner ist als der endgültige Durchmesser der Kammer, um die Infiltration (51 mm), was einen Spalt von ca. ½ mm verwendet wird. </li><li> Warten Sie 1 Stunde für die Bar abkühlen. </li><li> Entfernen Sie die Bar aus der Form. </li><li> Unter Verwendung einer Bandsäge, schneiden Sie es in 4 gleich große Stücke. </li><li> Sand die Kanten von jedem Stück, um eine gute Passform in der Infiltrationsform zu gewährleisten. </li></ol> 2. Furnace Vorbereitung <ol><li> Programmieren Sie den Ofen zu erreichen, eine 740 &amp; #176; C Plateau für mindestens 2 Std. </li><li> Die Heizungsrate des Ofens auf 20 ° C / min. </li></ol> 3. Preform Vorbereitung HINWEIS: In Abhängigkeit von der Höhe des Schaums angestrebt, variiert die Menge an NaCl für Infiltration zwischen 100 g und 300 g verwendet. <ol><li> Wähle die Infiltration NaCl zu bedienen, mit einem Durchmesser entsprechend dem Porengrößenbereich erforderlich ist (beispielsweise ein Bereich zwischen 1,4 mm und 1,7 mm). Das Material kann aus Chemikalien Lieferanten in hoher Reinheit erhalten werden, oder Supermarkt gekauft Speisesalz verwendet werden (wie Material Zusatzstoffe wie Jod und Antibackmittel haben, die aber nicht in der Praxis beeinflussen den Prozess zu einem erheblichen Teil). </li><li> Wählen Siebe eines geeigneten Größenbereich und Stack auf einem Grundbehälter mit dem kleineren Öffnungsgröße an der Unterseite. </li><li> Von den Lieferanten Tüte NaCl, nehmen rund 500 g und gießen Sie sie in den gestapelten Sieben. </li><li> Man schüttelt die SiebeEntweder manuell oder mit Hilfe einer Siebmaschine, 1 min. </li><li> Entsorgen Sie die NaCl in der größeren Maschenweite Sieb und den unteren Behälter links, links die NaCl in kleinere Blende Sieb zur Infiltration verwendet. </li><li> Wiegen Sie die Menge der Infiltration NaCl erhalten. </li><li> Wenn die Menge nicht ausreicht, wiederholen Sie die Schritte 3,4-3,7. HINWEIS: Für Protokolle B, C oder D, erhalten 100 g feine NaCl (&lt;500 um). Dies schafft einen zusätzlichen Raum in der Form für die Luft in den Vorformling während der Infiltration bei der Luft in den Vorformling hat die Kammer nicht entweichen ausreichend eingeschlossen. </li></ol> 4. Mold Vorbereitung <ol><li> Mit Schleifpapier und Laborpapierrolle, sauber die Form Zylinder (Abbildung 2), unter besonderer Berücksichtigung sowohl für die oberen und unteren Kanten, und frei von spürbaren Verunreinigungen von vorherigen Nutzung halten die Form. </li><li> Sprühen Sie die Innenseite der Form Zylinder mit Bornitrid Aerosol-Spray, wodurch eine dünne Schicht Deckdie Innenseite der Form. ANMERKUNG: Dies wird erreicht, wenn die ursprüngliche Farbe der Form wird durch eine weiße Schicht von der Spritz ersetzt; es ist nicht erforderlich, ihre spezifische Konzentration zu messen. </li><li> Lassen Sie die Formzylindertrocken für mindestens 5 min bei RT (Erwärmen auf etwa 100 ° C für bis zu 1 Stunde kann zur weiteren Trocknung angewandt werden, falls gewünscht). </li><li> Mit feinem Sandpapier, entfernen Sie alle Rückstände aus Bornitrid von den Rändern der Form Zylinder, um die Dichtung zwischen dem Formzylinder und der Formbasis zu verbessern. HINWEIS: Die nächsten 3 Schritte sind für die Protokolle A und B; Protokolle für C und D schneiden nur ein Dichtungsring für den Deckel. </li><li> Schneiden Sie 2 Dichtringe aus 1 mm dicken Graphitfolie (OD = 60 mm, ID = 51 mm), eine für die Verbindung zwischen dem oberen Rand der Form Zylinder und dem Formdeckel im Vorfeld der Ventilsystem, das andere für die Gewerkschaft zwischen dem unteren Rand der Formzylinder und der Formbasis. </li><li> Legen Sie eine der Dichtungen in der Formbasis Nut. </li><li> Stellen Sie das bottom der Formzylinder in die Nut mit der Dichtung. </li><li> Tippen leicht mit einem Hammer auf die Oberseite des Formzylinders, um den Boden an der Basisrille zu sichern. HINWEIS: Das Protokoll B, C oder D, fügen Sie den folgenden Schritt. <ol><li> Gießen Sie die 100 g feine NaCl (&lt;500 um) in die Form Zylinder und glätten die Oberseite mit einer ungeschnittenen Aluminiumleiste Antippen der Spitze davon leicht mit dem Holzhammer, um sicherzustellen, das feine NaCl wird zu einer hohen Dichte gepackt. HINWEIS: Protokoll D den folgenden Schritt hinzuzufügen. </li><li> Schneiden Sie zwei Kreise aus weichem 2 mm dicke Keramik Kaowool Decke die Größe der Form Durchmesser (51 mm) und legen Sie sie auf der Oberseite des feinen NaCl, verwenden Sie die ungeschnittene Aluminiumleiste und der Holzhammer, um sie gegen den feinen NaCl drücken. </li></ol></li><li> Gießen Sie die NaCl in den Formzylinder infiltriert werden. HINWEIS: Protokoll D den folgenden Schritt hinzuzufügen. <ol><li> Befestigen Sie die Form und die Basis auf einen Vibrationstisch, machen, dass die Formzylinder nicht von der Basisrille zu bewegen. Vibrieren1 min bei 50 Hz mit einer 0,01 m-Amplitude. </li></ol></li><li> Halten Sie das obere Ende des Zylinders an Ort und Stelle, nehmen Sie den Boden und leicht schütteln, bis die NaCl in der Form bildet eine ebene Fläche an der Spitze. </li><li> Legen Sie die vorbereiteten Aluminiumleiste oben auf der NaCl Vorform. </li><li> Legen Sie eine Graphitdichtung in die Nut der Formdeckel. </li><li> Von Hand schrauben Sie die 4 Stahlbolzen rost an der Basis und sichern Sie diese mit 4 Sätzen aus Edelstahl Muttern und Unterlegscheiben auf der Oberseite der Basis mit einem Schraubenschlüssel und legen Sie die Formdeckel auf der Oberseite des Formzylinders durch die Stollen. </li><li> Mit einem Drehmomentschlüssel auf 16 Nm eingestellt ist, schrauben Sie die vier Sätze von Stahlschrauben und Unterlegscheiben an den 4 Gewindestangen in die Basis eingeschraubt ist und sich nach oben durch den Deckel, wenn die Muttern fest angezogen sind, um die Form Deckel zu verriegeln. </li><li> Befestigen Sie die Oberseite des Deckels mit dem Ventilsystem mit der Dichtung, Klemme, Schraube und Flügelmutter. </li><li> Schließen Sie alle Ventile des Systems. </li><li> Öffnen Sie das Ventil, die zu T-er Vakuumpumpe und die Form (Ventil 3). </li><li> Schalten Sie die Vakuumpumpe, bis die Messuhr des Ventilsystems gibt den niedrigsten Druck möglich. </li><li> Schalten Sie die Vakuumpumpe. </li><li> Wenn der Verlust des Vakuums in dem System niedriger als ein Satz von 50 Torr / sec für den ersten 10 s nach dem Abschalten der Vakuumpumpe die Dichtung ausreichend gut für die Infiltration. </li><li> Lassen Sie den Deckel offen Ventil (Ventil 3), um das System bei Umgebungsdruck der Vakuumpumpe (Ventil 1) zu halten und zu schließen. </li><li> Ohne Lösen der Ventilsystem, legen Sie die Form in den vorgeheizten Ofen und warten Sie 1 Stunde. </li></ol> 5. Infiltration <ol><li> Schließen aller Ventile des Systems (3). </li><li> Öffnen Sie das Ventil, die zum Argon-Gasflasche (Ventil 2). </li><li> Öffnen Sie das Hauptventil an der Argongastank und setzen Sie die Infiltrationsdruck mit dem Regelventil (für einen Bereich von 1,4 mm bis 1,7 mm NaCl Partikelgröße, mit einem Druck von 3,5 bar). HINWEIS: Für Protokoll B wird ein Infiltrationsdruck von 3 bar verwendet. Verwenden Sie einen Druck von 1 bar für Protokolle C und D. </li><li> In Ein geschickter Weise den Deckel öffnen (Ventil 3). </li><li> Nach 1 min, entfernen Sie die Form aus dem Ofen und platzieren Sie es auf einer Kühlfläche (in diesem Fall ein Kupferblock). HINWEIS: Während des Abkühlens wird der Druck im System zu ändern. Für den ersten 5 Minuten des Prozesses, achten Sie genau auf den Druck von der Regulierungsbehörde angezeigt und bei Bedarf wieder auf die Infiltration Druck einzustellen. </li></ol> 6. Probenextraktion <ol><li> Nach 30 Minuten, wenn die Form kühl genug, um mit Licht hitzebeständige Handschuhe behandeln, nehmen Sie den Ventil-System und legen Sie die Formbasis auf einer Werkbank Schraubstock. Deckel aufdrehen aus dem oberen Ende des Zylinders. </li><li> Mit dem Deckel aus, leicht auf die Oberseite der Form Zylinder mit einem Hammer in senkrechter Richtung zu den Schraubstock Griff, um den Formzylinder von der Basis Nut zu lösen. </li><li&gt; Nehmen Sie den Formaufbau aus dem Schraubstock und legen Sie die Formzylinder im Schraubstock Griff. </li><li> Mit dem Holzhammer tippen Sie auf den verbleibenden Aluminium oben auf der Probe, um sie aus der Form Zylinder schieben. </li><li> Verwendung einer Bandsäge, schneiden den unteren Teil der Schaumstoffprobe, das Entfernen der überschüssigen Aluminium. </li><li> Je nach der Höhe des Schaums erforderlich ist, reduziert werden, wo es erwünscht ist, in der Nähe der Oberseite der Probe. </li><li> Legen Sie die infiltriert Schaum in einen Becher mit Wasser und einem Magnetrührstab auf einer Heizplatte unter Rühren, um das NaCl Vorform aufzulösen. </li><li> Stellen Sie die Temperatur der heißen Platte auf 60 ° C. Das Wasser alle 10 min, bis kein NaCl links im Schaum. HINWEIS: Um sicherzustellen, dass kein NaCl links im Schaum, das Wasser wechseln etwa 10-fach. Es ist auch möglich, regelmäßige Überprüfungen des Probengewichts nach einer kurzen Trocknungsphase zu machen. Wenn diese nicht mehr signifikant mit weiterer Eint ändern, muss das NaCl vollständig entfernt werden. </li><li> Schließlich mit Hilfe eines elektrischenLufttrockner entfernen das gesamte Wasser im Schaum verbleibt. Die Schaumprobe bereit. </li></ol>

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The authors declare that they have no competing financial interests.

Die hier beschriebene grundlegende Verfahren wurde in verschiedenen Formen von anderen Forschern benutzt worden. Einige der Hauptvarianten, die Schäume verschiedener Typen geschaffen werden kann diskutiert. Bei der Beschreibung diese Schäume haben wir die Porosität gemessen wird, da dies eine schnelle und einfache Beurteilung zu machen, aber Charakterisierung anderer struktureller Eigenschaften, wie Porengröße, spezifische Oberfläche oder Strebendicke erforderlich sein, um ein umfassendes Verständnis der Schaumei...

A journal reference was corrected in the publication of <a href="http://www.jove.com/video/52268">Casting Protocols for the Production of Open Cell Aluminum Foams by the Replication Technique and the Effect on Porosity</a>. Reference 21 and 22 were originally merged together as one reference. They have been separated into references 21 and 22 in the article. The reference numbers have been updated in the article to reflect this additional reference citation. It has been updated from:
<ol start="21"><li>LeMay, J.D., Hopper, R.W., Hrubesh, L.W., &#38; Pekala, R.W. Low-Density Microcellular Materials. Materials Research Society Bulletin. 15 (12), 19&#8211;20 (1990).Seliger, H., &#38; Deuther U. Die Herstellung von Schaum- und Zellaluminium. Feiburger Forschungshefte. 103&#8211;129 (1965).</li></ol>
to:
<ol start="21"><li>LeMay, J.D., Hopper, R.W., Hrubesh, L.W., &#38; Pekala, R.W. Low-Density Microcellular Materials. Materials Research Society Bulletin. 15 (12), 19&#8211;20 (1990).</li>
<li>Seliger, H., &#38; Deuther U. Die Herstellung von Schaum- und Zellaluminium. Feiburger Forschungshefte. 103&#8211;129 (1965).</li></ol>

Erratum: Casting Protocols for the Production of Open Cell Aluminum Foams by the Replication Technique and the Effect on Porosity

Metallschäume haben eine große Menge an Interesse und die Forschungsanstrengungen in den letzten Jahren angezogen, wie durch die große Menge an Arbeit in weit reichende Überprüfung Artikel wie Banhart 1 zitiert gezeigt, Conde et al. 2 oder in jüngerer Zeit Goodall und Mortensen 3. Unter den für die Herstellung des Materials verwendeten Verfahren wird die Replikation durch die experimentelle Einfachheit und der Grad der Kontrolle über die endgültige Schaumstruktur, die angeboten werden können, unterschieden. Es sei darauf hingewiesen, dass, obwohl in der Literatur Solche Materialien werden häufig als Schäume beschrieben (und sind hier), da sie nicht durch Gasblasen erzeugt werden, innerhalb einer Flüssigkeit sie passender genannte poröse Metalle oder mikrozellularen Metalle werden. Der erste Bericht über den Replikationsprozess war in den frühen 1960er Jahren 4, und es hat sich weiter in verschiedenen Stadien seitdem entwickelt worden, mit bemerkenswerten Fortschritte, die der Arbeitsgruppe von Mortensen an der Ecole Polytechnique Federale de Lausanne in der Schweiz. Das Verfahren beruht auf dem Gießen des Metalls um eine Vorform von Teilchen, die die Form der Porosität im fertigen Materials definiert 2, 5. Nach dem Abkühlen des Vorformlings kann durch Lösungsmittel Auslaugen oder Pyrolyse entfernt werden kann, die Oxidation führt. Eine beliebte Anwendung dieser Technik nutzt NaCl als Abstandshalter auf Aluminium oder Aluminiumlegierung 5-10 11-14 Schäume herzustellen. NaCl hat mehrere Vorteile, wie leicht zugänglich, nicht toxisch und können aus dem Schaum, der durch Auflösen in Wasser entfernt werden. Durch einen Schmelzpunkt von 801 ° C, kann es mit Metallen, die einen Schmelzpunkt niedriger ist als dieser Wert, üblicherweise Aluminium angewendet werden, aber Beispiele existieren auch für die Verwendung mit Materialien wie metallischen Gläsern, durch Befeuchten einer Mischung aus Flüssigkeit Palladiumbasis Groß metallischem Glas Legierung und NaCl-Granulat 15. Substitution des NaCl mit höherem Schmelzpunkt Materialien erlaubt auch die produktion von Schäumen aus höheren Schmelzpunkt Metalle 16. Dies kann andere wasserlösliche Materialien oder unlösliche einschließlich verschiedener Arten von Sand umfassen. In dieser Form wird der Prozess mehr wie herkömmliche Sandguss, um die Sand, Hochdruckwasserstrahlen 17, 18 oder verschiedene Formen der Wasch 19 oder Rühren 20 erforderlich sind, zu entfernen. Der grundlegende Prozess 21 schreitet indem Körner NaCl und sie in eine Form 4, 22, 23. Das Grundverfahren wurde verwendet, um Aluminium und Aluminiumlegierungen Schäume 24-26 für eine Vielzahl von Schaumverhalten Untersuchungen zu machen. Es wurden weitere Schritte eingeleitet, um die Dichte weiter zu kontrollieren und die Interkonnektivität der Poren zu erhöhen; diese umfassen die Verdichtung der Vorform. Den Vorformling zu verdichten, wurde das Sintern verwendet worden 27, 28 und ist seit dem 13. in verschiedenen Experimenten verwendet wurde, mit dem SinterverhaltenNaCl bezogen auf die Temperatur, Korngröße und Dichte von Goodall et al. 29 beschrieben. Eine weitere für diesen Zweck verwendete Verfahren ist isostatisches Kaltpressen (CIP), 5, 30; Dies ist ein schnelleres Verfahren, das ein größeres Spektrum von vergleichbaren Dichten erreichen können. Das Verfahren kann auch im festen Zustand mit Metallpulver und NaCl Körner durchgeführt werden, und wird dann manchmal das Sintern und Lösungsprozess 31. Eine vollständige Übersicht über die Verwendung des Replikationstechnik bisher und Vergleich mit anderen Techniken ist Goodall und Mortensen 3 angegeben. In dieser Arbeit im Detail Anlagen berichten wir und experimentelle Protokolle, die für die Verarbeitung von Metallschäumen von der Replikationsmethode verwendet wurden, und die sich relativ leicht in einem Forschungslabor Einstellung zu implementieren. Es ist wichtig zu erkennen, dass auch andere Versionen der Geräte, mit unterschiedlichen Fähigkeiten in anderen Forschungs g existierenruppen, und dass, während das hier vorgestellte Gerät ist geeignet, um das Material zu verarbeiten, ist es nicht die einzige Version oder Protokoll, das gemacht ist, um zu arbeiten. In jedem Fall ist ein gründliches Verständnis der ein bestimmtes Verfahren die für experimentelle Erfolg. Die genauen verwendeten Protokolle sind unten aufgeführt. Die Protokollvarianten (A, B, C und D) haben kleine Veränderungen zwischen ihnen, vor allem dazu bestimmt, um die Dichte der hergestellten Schaumstoffe verändern. Die Porosität wurde aus Messungen der Schüttgewicht der Proben, deren Volumen und der Dichte von Aluminium berechnet wurde (2,7 g / cm 3). Bei der Entwicklung der für Aluminiumschaumerzeugung durch Replikation beschriebenen Verfahren, wurden Versuche unternommen, um die Menge von moderner Ausrüstung auf das kleinstmögliche Maß zu reduzieren, so dass das Verfahren so einfach wie möglich durchzuführen. Andere Varianten, die in unterschiedlichen Phasen verwendet werden können, werden später diskutiert.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1664">
	<tbody>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Name of Reagent/ Equipment</td>
			<td style="width:187px;">Company</td>
			<td style="width:429px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:833px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Salt</td>
			<td style="width:187px;">Hydrosoft</td>
			<td style="width:429px;">Granular Salt 25 kg 855754</td>
			<td>http://www.travisperkins.co.uk/p/hydrosoft-granular-salt-25kg/855754/3893446</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Aluminum</td>
			<td style="width:187px;">William Rowland</td>
			<td style="width:429px;">Aluminum Ingots 99.87% pure 25 kg drum</td>
			<td>http://www.william-rowland.com/products/high-purity-metals#product-id-1</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Crucible</td>
			<td style="width:187px;">Morgan Advance Materials</td>
			<td style="width:429px;">Syncarb Crucible</td>
			<td>http://www.morganmms.com/crucibles-foundry-products/crucibles/syncarb/</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Furnace</td>
			<td style="width:187px;">Elite Thermal Systems</td>
			<td style="width:429px;">TLCF10/27-3216CP &#38; 2116 O/T</td>
			<td>http://www.elitefurnaces.com/eng/products/furnaces/1200%20Top%20Loading%20Furnaces.php</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Bar Mold</td>
			<td style="width:187px;">The University of Sheffield</td>
			<td style="width:429px;">Custom Made</td>
			<td>Stainless Steel 304, 15 cm height, 5 cm inner diameter, 6 cm outer diameter</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Band Saw</td>
			<td style="width:187px;">Clarke</td>
			<td style="width:429px;">CBS45MD (6&#34; x 4 1/2&#34;) 370W 060710025</td>
			<td>http://www.machinemart.co.uk/shop/product/details/cbs45md-41-2in-x-6in-metal-cutting-ban</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Sandpaper</td>
			<td style="width:187px;">Wickes</td>
			<td style="width:429px;">Specialist wet &#38; dry sandpaper 501885</td>
			<td>http://www.wickes.co.uk/Specialist-Wet+Dry-Sandpaper-PK4/p/501885</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Sieves</td>
			<td style="width:187px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:429px;">Fisherbrand test sieves 200 mm diamater</td>
			<td>http://www.fisher.co.uk/product/brand_listing.php/F/Fisherbrand/Sieve</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Balance</td>
			<td style="width:187px;">Precisa</td>
			<td style="width:429px;">XB 6200C</td>
			<td>http://www.precisa.co.uk/precision_balances.php</td>
		</tr>
		<tr height="37">
			<td height="37" style="height:37px;width:216px;">Boron Nitride</td>
			<td style="width:187px;">Kennametal</td>
			<td style="width:429px;">500 ml spray can</td>
			<td style="width:833px;">http://www.kennametal.com/content/dam/kennametal/kennametal/common/Resources/Catalogs-Literature/Advanced%20Materials%20and%20Wear%20Components/B-13-03401_ceramic_powders 
			_brochure_EN.pdf</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Infiltration Mold, Base and Lid</td>
			<td style="width:187px;">The University of Sheffield</td>
			<td style="width:429px;">Custom Made</td>
			<td>Stainless Steel 304, 15 cm height, 5.1 cm inner diameter, 6 cm outer diameter</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Cylindrical Mold</td>
			<td style="width:187px;">The University of Sheffield</td>
			<td style="width:429px;">Custom Made</td>
			<td>Low carbon steel 1020, 15 cm height, 5 cm inner diameter, 6 cm outer diameter</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Graphite Gasket</td>
			<td style="width:187px;">Gee Graphite</td>
			<td style="width:429px;">Geegraf Stainless Steel Reinforced Graphite 1 mm thick</td>
			<td>http://www.geegraphite.com/steel_reinforced.html</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Mallet</td>
			<td style="width:187px;">Thor Hammer Co. Ltd.</td>
			<td style="width:429px;">Round Solid Super Plastic Mallet</td>
			<td>http://www.thorhammer.com/Mallets/Round/</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Wrench</td>
			<td style="width:187px;">Kennedy Professional</td>
			<td style="width:429px;">13 mm Ratchet Combination Wrench KEN5822166K</td>
			<td>https://www.cromwell.co.uk/KEN5822166K</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Nuts</td>
			<td style="width:187px;">Matlock</td>
			<td style="width:429px;">M8 Steel hex full nut galvanized</td>
			<td>https://www.cromwell.co.uk/CTL6400068J</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Washers</td>
			<td style="width:187px;">Matlock</td>
			<td style="width:429px;">M8 Form-A steel washer bzp</td>
			<td>https://www.cromwell.co.uk/CTL6451208H</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">SS Nuts</td>
			<td style="width:187px;">Matlock</td>
			<td style="width:429px;">M8 A2 st/st hex full nut</td>
			<td>https://www.cromwell.co.uk/CTL6423008F</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">SS Washers</td>
			<td style="width:187px;">Matlock</td>
			<td style="width:429px;">M8 A2 st/st Form-A washer</td>
			<td>https://www.cromwell.co.uk/CTL6464008H</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Stainless Steel Studding</td>
			<td style="width:187px;">Cromwell</td>
			<td style="width:429px;">M8 x 1 Mtr A2 Stainless Steel Studding QFT6397080K</td>
			<td>https://www.cromwell.co.uk/QFT6397080K</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Valves</td>
			<td style="width:187px;">Edwards</td>
			<td style="width:429px;">C33205000 SP16K, Nitrile Diaphragm</td>
			<td>https://www.edwardsvacuum.com/Products/View.aspx?sku=C33205000</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Fitting Cross</td>
			<td style="width:187px;">Edwards</td>
			<td style="width:429px;">C10512412 NW16 Cross Piece Aluminum</td>
			<td>https://www.edwardsvacuum.com/Products/C10512412/View.aspx</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Fitting T</td>
			<td style="width:187px;">Edwards</td>
			<td style="width:429px;">C10512411 NW16 T-Piece Aluminum</td>
			<td>https://www.edwardsvacuum.com/Products/C10512411/View.aspx</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Vacuum Pump</td>
			<td style="width:187px;">Edwards</td>
			<td style="width:429px;">A36310940 E2M18 200-230/380-415V,3-ph, 50Hz</td>
			<td>http://www.edwardsvacuum.com/Products/View.aspx?sku=A36310940</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Dial Gauge</td>
			<td style="width:187px;">Edwards</td>
			<td style="width:429px;">D35610000 CG16K, 0-1040mbar</td>
			<td>http://www.edwardsvacuum.com/Products/View.aspx?sku=D35610000</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Argon Gas</td>
			<td style="width:187px;">BOC</td>
			<td style="width:429px;">Pureshield Argon Gas</td>
			<td>http://www.boconline.co.uk/en/products-and-supply/industrial-gases/inert-gases/pureshield-argon/pureshield-argon.html</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Stainless Steel Hose</td>
			<td style="width:187px;">BOC</td>
			<td style="width:429px;">Stainless Steel Hose</td>
			<td>http://www.boconline.co.uk/en/products-and-supply/speciality-equipment/hoses-and-pigtails/index.html</td>
		</tr>
		<tr height="37">
			<td height="37" style="height:37px;width:216px;">Regulator</td>
			<td style="width:187px;">BOC</td>
			<td style="width:429px;">HP 1500 Series Regulator</td>
			<td style="width:833px;">http://www.boconline.co.uk/en/products-and-supply/speciality-equipment/regulators/single-stage-regulators/hp1500-series/hp1500-series.html</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Copper Block</td>
			<td style="width:187px;">William Rowland</td>
			<td style="width:429px;">Copper Ingot 25 kg</td>
			<td>http://www.william-rowland.com/products/high-purity-metals#product-id-18</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Vise</td>
			<td style="width:187px;">Record</td>
			<td style="width:429px;">T84-34 H/Duty Eng Vice 4 1/2&#34; Jaws REC5658326K</td>
			<td>https://www.cromwell.co.uk/REC5658326K</td>
		</tr>
		<tr height="37">
			<td height="37" style="height:37px;width:216px;">Beaker</td>
			<td style="width:187px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:429px;">11567402 - Beaker, squat form, with graduations and spout 800mL</td>
			<td style="width:833px;">https://webshop.fishersci.com/insight2_uk/getProduct.do;jsessionid=16D5812 
			D71B8CB37B475E94281E2BEA 
			5.ukhigjavappp11?productCode=11567402&#38;resultSet 
			Position=0</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Stirring Hot Plate</td>
			<td style="width:187px;">Corning</td>
			<td style="width:429px;">Corning stirring hot plate Model 6798-420d</td>
			<td>http://www.corning.com/lifesciences/us_canada/en/technical_resources/product_guid/shp/shp.aspx</td>
		</tr>
		<tr height="37">
			<td height="37" style="height:37px;width:216px;">Stir Bar</td>
			<td style="width:187px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:429px;">11848862 - PTFE Stir bar + Ring 25x6 mm</td>
			<td style="width:833px;">https://webshop.fishersci.com/insight2_uk/getProduct.do;jsessionid=16D5812 
			D71B8CB37B475E94281E2BEA 
			5.ukhigjavappp11?productCode=11848862&#38;resultSet 
			Position=0</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Air dryer</td>
			<td style="width:187px;">V05</td>
			<td style="width:429px;">V05 Max Air Turbo Dryer DR-120-GB</td>
			<td>http://reviews.boots.com/2111-en_gb/1120627/v05-v05-max-air-turbo-hair-dryer-dr-120-gb-reviews/reviews.htm</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Ceramic Sheet</td>
			<td style="width:187px;">Morgan Advance Materials</td>
			<td style="width:429px;">Kaowool Blanket 2 mm thick</td>
			<td>http://www.morganthermalceramics.com/downloads/datasheets?f[0]=field_type%3A84</td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:216px;">Vibrating Table</td>
			<td style="width:187px;">Pevco</td>
			<td style="width:429px;">Pevco Vibrating Table 1.25m x 0.625m x 0.6m</td>
			<td>http://www.peverilmachinery.co.uk/equipment/vibrating-tables</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

casting protocols for the production of open cell aluminum foams by the replication technique and the effect on porosity

Metallschäume sind interessante Materialien sowohl aus einem grundlegenden Verständnis und die praktische Anwendung der Sicht. Verwendungen vorgeschlagen worden, und in vielen Fällen experimentell validiert, für leichte oder aufprallenergieabsorbierende Struktur, wie hoher Oberfläche Wärmetauschern oder Elektroden, als Implantate für den Körper, und viele mehr. Obwohl große Fortschritte im Verständnis der Struktur-Eigenschafts-Beziehungen gemacht worden, die große Anzahl unterschiedlicher Verarbeitungstechniken, die jeweils erzeugende Material mit unterschiedlichen Eigenschaften und Struktur, bedeutet, dass das Verständnis der einzelnen Auswirkungen aller Aspekte der Struktur ist nicht vollständig. Der Replikationsprozess, wo geschmolzenes Metall zwischen den Körnern eines entfernbaren Vorform infiltriert, ermöglicht eine deutlich hohen Grad an Kontrolle und hat eine gute Wirkung verwendet worden, um einige dieser Beziehungen aufzuklären. Dennoch hat der Prozess viele Schritte, die Abhängigkeit von einzelnen &quot;Know-how&quot; sind, undDieses Papier zielt darauf ab, eine detaillierte Beschreibung aller Phasen der eine Ausführungsform dieser Verarbeitungsverfahren zu schaffen, mit Materialien und Geräten, die relativ einfach in einer Forschungsumgebung zu setzen wären. Das Ziel dieses Protokoll und seine Varianten ist es, Metallschäume in eine effektive und einfache Art und Weise zu produzieren, so dass die Möglichkeit, die Ergebnisse der Proben, indem Sie bestimmte Schritte innerhalb des Prozesses anpassen. Durch Anschluss an diese, können offenzellige Aluminiumschäume mit Porengrößen von 1 bis 2,36 mm Durchmesser und 61% bis 77% Porosität erzielt werden.

In Abbildung 4 ist die Morphologie der NaCl Körner zu sehen (Winkel- und kugelförmig), ausschließlich der Veranschaulichung. Die mit dem Protokoll A erhaltenen Schaumstoffe wurden mit eckigen Körnern und der Rest wurde mit den sphärischen Körnern. Es wurde festgestellt, dass die Verwendung der unterschiedlichen Form NaCl Körner zeigte keine Auswirkungen auf die in den Proben erhalten Porosität. Aus den Ergebnissen können wir feststellen, dass die Proben a, b und c (...

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Casting Protocols for the Production of Open Cell Aluminum Foams by the Replication Technique and the Effect on Porosity

Replication is one of the processing techniques used for the production of porous metal sponges. In this paper one implementation of the method for the production of open celled porous aluminum is shown in detail.

Casting Protokolle für die Herstellung von Aluminium-Schäume Offenzellige vom Replikations Technik und der Auswirkungen auf die Porosität

Metal foams are interesting materials from both a fundamental understanding and practical applications point of view. Uses have been proposed, and in many ...

casting-protocols-for-production-open-cell-aluminum-foams-replication

Research

JoVE Journal

Engineering

14.4K Aufrufe.  The University of Sheffield. Replication is one of the processing techniques used for the production of porous metal sponges. In this paper one implementation of the method for the production of open celled porous aluminum is shown in detail.

Serie: Casting Protocols for the Production of Open Cell Aluminum Foams by the Replication Technique and the Effect on Porosity

Harvesting Solar Energy by Means of Charge-Separating Nanocrystals and Their Solids

Conjoining different semiconductor materials in a single nano-composite provides synthetic means for the development of novel optoelectronic materials offering a superior control over the spatial distribution of charge carriers across material interfaces. As this study demonstrates, a combination of donor-acceptor nanocrystal (NC) domains in a single nanoparticle can lead to the realization of efficient photocatalytic1-5 materials, while a layered assembly of donor- and acceptor-like nanocrystals films gives rise to photovoltaic materials.
Initially the paper focuses on the synthesis of composite inorganic nanocrystals, comprising linearly stacked ZnSe, CdS, and Pt domains, which jointly promote photoinduced charge separation. These structures are used in aqueous solutions for the photocatalysis of water under solar radiation, resulting in the production of H2 gas. To enhance the photoinduced separation of charges, a nanorod morphology with a linear gradient originating from an intrinsic electric field is used5. The inter-domain energetics are then optimized to drive photogenerated electrons toward the Pt catalytic site while expelling the holes to the surface of ZnSe domains for sacrificial regeneration (via methanol). Here we show that the only efficient way to produce hydrogen is to use electron-donating ligands to passivate the surface states by tuning the energy level alignment at the semiconductor-ligand interface. Stable and efficient reduction of water is allowed by these ligands due to the fact that they fill vacancies in the valence band of the semiconductor domain, preventing energetic holes from degrading it. Specifically, we show that the energy of the hole is transferred to the ligand moiety, leaving the semiconductor domain functional. This enables us to return the entire nanocrystal-ligand system to a functional state, when the ligands are degraded, by simply adding fresh ligands to the system4.
To promote a photovoltaic charge separation, we use a composite two-layer solid of PbS and TiO2 films. In this configuration, photoinduced electrons are injected into TiO2 and are subsequently picked up by an FTO electrode, while holes are channeled to a Au electrode via PbS layer6. To develop the latter we introduce a Semiconductor Matrix Encapsulated Nanocrystal Arrays (SMENA) strategy, which allows bonding PbS NCs into the surrounding matrix of CdS semiconductor. As a result, fabricated solids exhibit excellent thermal stability, attributed to the heteroepitaxial structure of nanocrystal-matrix interfaces, and show compelling light-harvesting performance in prototype solar cells7.

A general strategy for the development of charge-separating semiconductor nanocrystal composites deployable for solar energy production is presented. We show that assembly of donor-acceptor nanocrystal domains in a single nanoparticle geometry gives rise to a photocatalytic function, while bulk-heterojunctions of donor-acceptor nanocrystal films can be used for photovoltaic energy conversion.

Harvesting Solar Energy mittels Charge-Trennung Nanokristalle und ihre Solids

Conjoining different semiconductor materials in a single nano-composite provides synthetic means for the development of novel optoelectronic materials ...

Forschung

Ingenieurwesen

Monolayer Contact Doping of Silicon Surfaces and Nanowires Using Organophosphorus Compounds

Monolayer Contact Doping (MLCD) is a simple method for doping of surfaces and nanostructures1. MLCD results in the formation of highly controlled, ultra shallow and sharp doping profiles at the nanometer scale. In MLCD process the dopant source is a monolayer containing dopant atoms.
In this article a detailed procedure for surface doping of silicon substrate as well as silicon nanowires is demonstrated. Phosphorus dopant source was formed using tetraethyl methylenediphosphonate monolayer on a silicon substrate. This monolayer containing substrate was brought to contact with a pristine intrinsic silicon target substrate and annealed while in contact. Sheet resistance of the target substrate was measured using 4 point probe. Intrinsic silicon nanowires were synthesized by chemical vapor deposition (CVD) process using a vapor-liquid-solid (VLS) mechanism; gold nanoparticles were used as catalyst for nanowire growth. The nanowires were suspended in ethanol by mild sonication. This suspension was used to dropcast the nanowires on silicon substrate with a silicon nitride dielectric top layer. These nanowires were doped with phosphorus in similar manner as used for the intrinsic silicon wafer. Standard photolithography process was used to fabricate metal electrodes for the formation of nanowire based field effect transistor (NW-FET). The electrical properties of a representative nanowire device were measured by a semiconductor device analyzer and a probe station.

A detailed procedure for surface doping of Silicon interfaces is provided. The ultra-shallow surface doping is demonstrated by using phosphorus containing monolayers and rapid annealing process. The method can be used for doping of macroscopic area surfaces as well as nanostructures.

Monolayer Kontakt Dotierung von Silizium-Oberflächen und Nanodrähte Mit Phosphororganische Verbindungen

Monolayer Contact Doping (MLCD) is a simple method for doping of surfaces and nanostructures1. MLCD results in the formation of highly controlled, ultra ...

Fast Imaging Technique to Study Drop Impact Dynamics of Non-Newtonian Fluids

In the field of fluid mechanics, many dynamical processes not only occur over a very short time interval but also require high spatial resolution for detailed observation, scenarios that make it challenging to observe with conventional imaging systems. One of these is the drop impact of liquids, which usually happens within one tenth of millisecond. To tackle this challenge, a fast imaging technique is introduced that combines a high-speed camera (capable of up to one million frames per second) with a macro lens with long working distance to bring the spatial resolution of the image down to 10 &#181;m/pixel. The imaging technique enables precise measurement of relevant fluid dynamic quantities, such as the flow field, the spreading distance and the splashing speed, from analysis of the recorded video. To demonstrate the capabilities of this visualization system, the impact dynamics when droplets of non-Newtonian fluids impinge on a flat hard surface are characterized. Two situations are considered: for oxidized liquid metal droplets we focus on the spreading behavior, and for densely packed suspensions we determine the onset of splashing. More generally, the combination of high temporal and spatial imaging resolution introduced here offers advantages for studying fast dynamics across a wide range of microscale phenomena.

Drop impact of non-Newtonian fluids is a complex process since different physical parameters influence the dynamics over a very short time (less than one tenth of a millisecond). A fast imaging technique is introduced in order to characterize the impact behaviors of different non-Newtonian fluids.

Schnelle Bildtechnik Tropfen Schlag Dynamik der Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten Studieren

In the field of fluid mechanics, many dynamical processes not only occur over a very short time interval but also require high spatial resolution for ...

Integrating a Triplet-triplet Annihilation Up-conversion System to Enhance Dye-sensitized Solar Cell Response to Sub-bandgap Light

The poor response of dye-sensitized solar cells (DSCs) to red and infrared light is a significant impediment to the realization of higher photocurrents and hence higher efficiencies. Photon up-conversion by way of triplet-triplet annihilation (TTA-UC) is an attractive technique for using these otherwise wasted low energy photons to produce photocurrent, while not interfering with the photoanodic performance in a deleterious manner. Further to this, TTA-UC has a number of features, distinct from other reported photon up-conversion technologies, which renders it particularly suitable for coupling with DSC technology. In this work, a proven high performance TTA-UC system, comprising a palladium porphyrin sensitizer and rubrene emitter, is combined with a high performance DSC (utilizing the organic dye D149) in an integrated device. The device shows an enhanced response to sub-bandgap light over the absorption range of the TTA-UC sub-unit resulting in the highest figure of merit for up-conversion assisted DSC performance to date.

An integrated device, incorporating a dye-sensitized solar cell and triplet-triplet annihilation up-conversion unit was produced, affording enhanced light harvesting, from a wider section of the solar spectrum. Under modest irradiation levels a significantly enhanced response to low energy photons was demonstrated, yielding a record figure of merit for dye-sensitized solar cells.

Integration einer Triplett-Triplett-Annihilation Up-Conversion-System, um Farbstoffsolarzellantwort auf Sub-Bandgap-Licht Enhance

The poor response of dye-sensitized solar cells (DSCs) to red and infrared light is a significant impediment to the realization of higher photocurrents ...

Ambient Method for the Production of an Ionically Gated Carbon Nanotube Common Cathode in Tandem Organic Solar Cells

A method of fabricating organic photovoltaic (OPV) tandems that requires no vacuum processing is presented. These devices are comprised of two solution-processed polymeric cells connected in parallel by a transparent carbon nanotubes (CNT) interlayer. This structure includes improvements in fabrication techniques for tandem OPV devices. First the need for ambient-processed cathodes is considered. The CNT anode in the tandem device is tuned via ionic gating to become a common cathode. Ionic gating employs electric double layer charging to lower the work function of the CNT electrode. Secondly, the difficulty of sequentially stacking tandem layers by solution-processing is addressed. The devices are fabricated via solution and dry-lamination in ambient conditions with parallel processing steps. The method of fabricating the individual polymeric cells, the steps needed to laminate them together with a common CNT cathode, and then provide some representative results are described. These results demonstrate ionic gating of the CNT electrode to create a common cathode and addition of current and efficiency as a result of the lamination procedure.

A method of fabricating, in ambient conditions, organic photovoltaic tandem devices in a parallel configuration is presented. These devices feature an air-processed, semi-transparent, carbon nanotube common cathode.

Ambient Verfahren zur Herstellung eines ionisch Gated Carbon Nanotube Gemeinsame Kathode in Tandem Organische Solarzellen

A method of fabricating organic photovoltaic (OPV) tandems that requires no vacuum processing is presented. These devices are comprised of two ...

Electron Channeling Contrast Imaging for Rapid III-V Heteroepitaxial Characterization

Misfit dislocations in heteroepitaxial layers of GaP grown on Si(001) substrates are characterized through use of electron channeling contrast imaging (ECCI) in a scanning electron microscope (SEM). ECCI allows for imaging of defects and crystallographic features under specific diffraction conditions, similar to that possible via plan-view transmission electron microscopy (PV-TEM). A particular advantage of the ECCI technique is that it requires little to no sample preparation, and indeed can use large area, as-produced samples, making it a considerably higher throughput characterization method than TEM. Similar to TEM, different diffraction conditions can be obtained with ECCI by tilting and rotating the sample in the SEM. This capability enables the selective imaging of specific defects, such as misfit dislocations at the GaP/Si interface, with high contrast levels, which are determined by the standard invisibility criteria. An example application of this technique is described wherein ECCI imaging is used to determine the critical thickness for dislocation nucleation for GaP-on-Si by imaging a range of samples with various GaP epilayer thicknesses. Examples of ECCI micrographs of additional defect types, including threading dislocations and a stacking fault, are provided as demonstration of its broad, TEM-like applicability. Ultimately, the combination of TEM-like capabilities &#8211; high spatial resolution and richness of microstructural data &#8211; with the convenience and speed of SEM, position ECCI as a powerful tool for the rapid characterization of crystalline materials.

The use of electron channeling contrast imaging in a scanning electron microscope to characterize defects in III-V/Si heteroexpitaxial thin films is described. This method yields similar results to plan-view transmission electron microscopy, but in significantly less time due to lack of required sample preparation.

Electron Channeling Contrast Imaging Rapid III-V heteroepitaktischen Charakterisierung

Misfit dislocations in heteroepitaxial layers of GaP grown on Si(001) substrates are characterized through use of electron channeling contrast imaging ...

Experiments on Ultrasonic Lubrication Using a Piezoelectrically-assisted Tribometer and Optical Profilometer

Friction and wear are detrimental to engineered systems. Ultrasonic lubrication is achieved when the interface between two sliding surfaces is vibrated at a frequency above the acoustic range (20 kHz). As a solid-state technology, ultrasonic lubrication can be used where conventional lubricants are unfeasible or undesirable. Further, ultrasonic lubrication allows for electrical modulation of the effective friction coefficient between two sliding surfaces. This property enables adaptive systems that modify their frictional state and associated dynamic response as the operating conditions change. Surface wear can also be reduced through ultrasonic lubrication. We developed a protocol to investigate the dependence of friction force reduction and wear reduction on the linear sliding velocity between ultrasonically lubricated surfaces. A pin-on-disc tribometer was built which differs from commercial units in that a piezoelectric stack is used to vibrate the pin at 22 kHz normal to the rotating disc surface. Friction and wear metrics including effective friction force, volume loss, and surface roughness are measured without and with ultrasonic vibrations at a constant pressure of 1 to 4 MPa and three different sliding velocities: 20.3, 40.6, and 87 mm/sec. An optical profilometer is utilized to characterize the wear surfaces. The effective friction force is reduced by 62% at 20.3 mm/sec. Consistently with existing theories for ultrasonic lubrication, the percent reduction in friction force diminishes with increasing speed, down to 29% friction force reduction at 87 mm/sec. Wear reduction remains essentially constant (49%) at the three speeds considered.

We present a protocol for using a piezoelectrically-assisted tribometer and optical profilometer to investigate the dependence of ultrasonic wear and friction reduction on linear velocity, contact pressure, and surface properties.

Experimente an Ultraschall-Schmierung Verwenden eines piezoelektrisch unterstützten Tribometer und optische Profilometer

Friction and wear are detrimental to engineered systems. Ultrasonic lubrication is achieved when the interface between two sliding surfaces is vibrated at ...

Quantification of Hydrogen Concentrations in Surface and Interface Layers and Bulk Materials through Depth Profiling with Nuclear Reaction Analysis

Nuclear reaction analysis (NRA) via the resonant 1H(15N,&#945;&#947;)12C reaction is a highly effective method of depth profiling that quantitatively and non-destructively reveals the hydrogen density distribution at surfaces, at interfaces, and in the volume of solid materials with high depth resolution. The technique applies a 15N ion beam of 6.385 MeV provided by an electrostatic accelerator and specifically detects the 1H isotope in depths up to about 2 &#956;m from the target surface. Surface H coverages are measured with a sensitivity in the order of ~1013 cm-2 (~1% of a typical atomic monolayer density) and H volume concentrations with a detection limit of ~1018 cm-3 (~100 at. ppm). The near-surface depth resolution is 2-5 nm for surface-normal 15N ion incidence onto the target and can be enhanced to values below 1 nm for very flat targets by adopting a surface-grazing incidence geometry. The method is versatile and readily applied to any high vacuum compatible homogeneous material with a smooth surface (no pores). Electrically conductive targets usually tolerate the ion beam irradiation with negligible degradation. Hydrogen quantitation and correct depth analysis require knowledge of the elementary composition (besides hydrogen) and mass density of the target material. Especially in combination with ultra-high vacuum methods for in-situ target preparation and characterization, 1H(15N,&#945;&#947;)12C NRA is ideally suited for hydrogen analysis at atomically controlled surfaces and nanostructured interfaces. We exemplarily demonstrate here the application of 15N NRA at the MALT Tandem accelerator facility of the University of Tokyo to (1) quantitatively measure the surface coverage and the bulk concentration of hydrogen in the near-surface region of a H2 exposed Pd(110) single crystal, and (2) to determine the depth location and layer density of hydrogen near the interfaces of thin SiO2 films on Si(100).

We illustrate the application of 1H(15N,&#945;&#947;)12C resonant nuclear reaction analysis (NRA) to quantitatively evaluate the density of hydrogen atoms on the surface, in the volume, and at an interfacial layer of solid materials. The near-surface hydrogen depth profiling of a Pd(110) single crystal and of SiO2/Si(100) stacks is described.

Die Quantifizierung von Wasserstoffkonzentrationen in Oberflächen- und Grenzflächenschichten und Schüttgüter durch Tiefenprofilierung mit Kernreaktionsanalyse

Nuclear reaction analysis (NRA) via the resonant 1H(15N,&#945;&#947;)12C reaction is a highly effective method of depth profiling that quantitatively and ...

Effect of Bending on the Electrical Characteristics of Flexible Organic Single Crystal-based Field-effect Transistors

The charge transport in an organic semiconductor depends highly on the molecular packing in the crystal, which influences the electronic coupling immensely. However, in soft electronics, in which organic semiconductors play a critical role, the devices will be bent or folded repeatedly. The effect of bending on the crystal packing and thus the charge transport is crucial to the performance of the device. In this manuscript, we describe the protocol to bend a single crystal of 5,7,12,16-tetrachloro-6,13-diazapentacene (TCDAP) in the field-effect transistor configuration and to obtain reproducible I-V characteristics upon bending the crystal. The results show that bending a field-effect transistor prepared on a flexible substrate results in nearly reversible yet opposite trends in charge mobility, depending on the bending direction. The mobility increases when the device is bent toward the top gate/dielectric layer (upward, compressive state) and decreases when bent toward the crystal/substrate side (downward, tensile state). The effect of bending curvature was also observed, with greater mobility change resulting from higher bending curvature. It is suggested that the intermolecular &#960;-&#960; distance changes upon bending, thereby influencing the electronic coupling and the subsequent carrier transport ability.

This manuscript describes the bending process of an organic single crystal-based field-effect transistor to maintain a functioning device for electronic property measurement. The results suggest that bending causes changes in the molecular spacing in the crystal and thus in the charge hopping rate, which is important in flexible electronics.

Wirkung von Biegen auf die elektrischen Eigenschaften von flexiblen organischen Einkristall-basierte Feldeffekttransistoren

The charge transport in an organic semiconductor depends highly on the molecular packing in the crystal, which influences the electronic coupling ...

Experimental Implementation of a New Composite Fabrication Method: Exposing Bare Fibers on the Composite Surface by the Soft Layer Method

The bipolar plate is a key component in proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) and vanadium redox flow batteries (VRFBs). It is a multi-functional component that should have high electrical conductivity, high mechanical properties, and high productivity.
In this regard, a carbon fiber/epoxy resin composite can be an ideal material to replace the conventional graphite bipolar plate, which often leads to the catastrophic failure of the entire system because of its inherent brittleness. Though the carbon/epoxy composite has high mechanical properties and is easy to manufacture, the electrical conductivity in the through-thickness direction is poor because of the resin-rich layer that forms on its surface. Therefore, an expanded graphite coating was adopted to solve the electrical conductivity issue. However, the expanded graphite coating not only increases the manufacturing costs but also has poor mechanical properties.
In this study, a method to expose fibers on the composite surface is demonstrated. There are currently many methods that can expose fibers by surface treatment after the fabrication of the composite. This new method, however, does not require surface treatment because the fibers are exposed during the manufacture of the composite. By exposing bare carbon fibers on the surface, the electrical conductivity and mechanical strength of the composite are increased drastically.

A protocol to expose bare fibers on the composite surface by eliminating resin rich area is presented. The fibers are exposed during fabrication of the composites, not by the post surface treatment. The exposed carbon composites exhibit high electrical conductivity in the through-thickness direction and high mechanical property.

Experimentelle Umsetzung einer neuen Composite Fertigung-Methode: Verfügbarmachen nackten Fasern auf die zusammengesetzte Fläche durch die weiche Schicht-Methode

The bipolar plate is a key component in proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) and vanadium redox flow batteries (VRFBs). It is a multi-functional ...

Methods Article

Casting Protokolle für die Herstellung von Aluminium-Schäume Offenzellige vom Replikations Technik und der Auswirkungen auf die Porosität