Rozprawy doktorskie: „Substrate interface”

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Rogers, Daniel J. "Molecular dynamics simulation of the carbon nanotube - substrate thermal interface resistance". Thesis, Atlanta, Ga. : Georgia Institute of Technology, 2009. http://hdl.handle.net/1853/31765.

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Thesis (M. S.)--Mechanical Engineering, Georgia Institute of Technology, 2010.
Committee Chair: Dr. Jianmin Qu; Committee Member: Dr. CP Wong; Committee Member: Dr. Yogendra Joshi. Part of the SMARTech Electronic Thesis and Dissertation Collection.

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WIRASATE, SUPA. "SCRATCH BEHAVIOR OF POLY(carbonate) FILM/SUBSTRATE SYSTEMS". University of Cincinnati / OhioLINK, 2005. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=ucin1131995339.

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Chalasani, Praveen K. "Nanoindentation of Layered Materials with a Nonhomogeneous Interface". Scholar Commons, 2006. http://scholarcommons.usf.edu/etd/3902.

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Indentation is used as a technique for mechanical characterization of materials for a long time. In the last few decades, new techniques of mechanical characterization at micro and nano level using indentation have been developed. Mechanical character-ization of thin films has become an important area of research because of their crucial role in modern technological applications. Theoretical and computational models of indentation are less time consuming,cost effective, and flexible. Many researchers have investigated mechanical properties of thin films using theoretical and computational models. In this study, an indentation model for a thin layer-substrate geometry with the possibility of nonhomogeneous or homogeneous interface of finite thickness between layer and substrate has been developed. The layer and substrate can be nonhomogeneous or homogeneous. Three types of indenters are modeled: 1) Uniform pressure indenter 2) Flat indenter 3) Smooth indenter. Contact depth, maximum interfacial normal stress and maximum interfacial shear stress play an important role in design and mechanical characterization of thin films using indentation and the effect of modeling the interface as homogeneous and nonhomogeneous on these parameters is studied. A sensitivity analysis is also conducted to find the effect of indentation area, substrate to layer Young's modulus ratio, layer to interface thickness ratio on contact depth and critical interfacial stresses.

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Augustine, Anusree. "Swelling induced debonding of thin hydrogel films grafted on silicon substrate : the role of interface physical-chemistry". Electronic Thesis or Diss., Université Paris sciences et lettres, 2022. http://www.theses.fr/2022UPSLS040.

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Les revêtements d'hydrogel sont des réseaux de polymères transparents et hydrophiles capables d’abosrber plusieurs fois leur épaisseur en eau. Cependant, les contraintes induites par le gonflement du film peuvent entraîner un décollement préjudiciable de l'hydrogel ce qui peut limiter l’utilisation pratique des ces revêtements. Dans cette étude, nous proposons de décrire les mécanismes de décollement de films minces d’hydrogel en fonction de leur densité de greffage à l'interface film/substrat. Le but est de pouvoir contrôler et prédire la dégradation des revêtements hydrogel pendant le gonflement ou sous des contraintes de contact. Dans ce but, nous avons développé une méthodologie permettant de mesurer l'initiation et la propagation de la délamination induite par le gonflement de films minces d’hydrogel à partir de défauts d'interface préexistants bien contrôlés.Des films minces d'hydrogel de poly(diméthylacrylamide) (PDMA) attachés à la surface sont préparés sur des plaquettes de silicium à partir de la réticulation et du greffage simultanés (CLAG) de chaînes polymères fonctionnalisées par la chimie click thiol-ène. Cette stratégie permet de faire varier l'épaisseur du film (0.1 - 2 µm) et de contrôler le taux de gonflement du réseau, ici fixé à 2, tout en assurant une densité de réticulation homogène. Afin de faire varier la résistance de l'interface film/substrat, le substrat en silicium est greffé avec des mélanges de mercaptosilane (réactif) et de propylsilane (inerte) dans différentes proportions avant le dépôt du film mince. Alors que le mercaptosilane est capable de former des liaisons covalentes avec le réseau PDMA, le propylsilane ne réagit pas, ce qui permet de contrôler le taux de greffage du film mince d’hydrogel sur le substrat. Nous caractérisons la fraction de surface de mercaptosilane ainsi obtenue par des analyses XPS et TOF-SIMS. Par ailleurs, toujours à l’interface subtrat/film, des défauts linéaires bien contrôlés ayant une faible adhérence (largeur entre 10 et 100 µm) sont créés sur le substrat en passivant de façon localisée les groupes thiol réactifs par microlithographie. Ces défauts nucléent le décollement des films de façon bien localisée, ce qui permet ensuite de suivre la propagation de la décohésion à partir de ces défauts.Le décollement du film induit par le gonflement est réalisé sous un flux de vapeur constant assurant la saturation du film en eau. En observant le décollement progressif du film à partir des défauts linéaires préexistants, nous retrouvons un motif d’instabilité classique dit de fil de téléphone et nous montrons que le décollement résulte de contraintes de gonflement localisées proche de la ligne de décollement. Nous mesurons la vitesse de propagation du décollement dans la zone où le film est greffé sur le substrat et nous observons qu’elle augmente de deux ordres de grandeur lorsque la quantité de propylsilane dans le mélange de silanes réactifs passe de 0 à 90 %, c’est-à-dire lorsque le taux de greffage du film décroit. Un seuil d'épaisseur pour le décollement est également observé, les films pouvant se décoller étant d’autant plus minces que le taux de greffage du film ets faible. Les mesures de ce seuil sont discutées à partir d'un argument simple de mécanique de la rupture qui permet de rendre compte semi quantitativement de nos mesures
Hydrogel coatings are transparent and hydrophilic polymer networks that absorb a lot of water and can be suitable candidates for anti-mist coatings. However, swelling-induced stresses within the film can result in detrimental debonding of hydrogel and may fail. In this study, these debonding processes are investigated in the relation to the grafting density at the film/substrate interface, so as to control and predict the failure of the coatings during swelling or under contact stresses. For that purpose, we have developed a methodology consisting in monitoring the initiation and the propagation of swelling-induced delamination from well-controlled preexisting interface defects.Surface-attached poly(dimethylacrylamide) (PDMA) hydrogel thin films are prepared on silicon wafers from the simultaneous Cross-Linking And Grafting (CLAG) of functionalized polymer chains by thiol-ene click chemistry. This strategy allows to tune the film thickness (0.1-2 µm) while ensuring a homogeneous crosslinking density. In order to vary the strength of the film/substrate interface, the silicon wafer is grafted by mixing reactive mercaptosilane and unreactive propylsilane in various proportions prior to the formation of the hydrogel film. We characterize the mercaptosilane surface fraction thus obtained by XPS and TOF-SIMS analyses. Well-controlled line defects (width between 2 and 100 µm) are also created to nucleate delamination of the hydrogel from the substrate.Swelling-induced debonding of the film is achieved under a constant vapor flow ensuring water saturation. Optical observations show the progressive debonding of the film from the pre-existing line defects under the action of localized swelling stresses. We obtain a delamination pattern of typical so-called telephone cord instability. We measure the debonding propagation velocity where the hydrogel is grafted to the substrate. The debonding rate is found to decrease over two orders of magnitude when the amount of mercaptosilane in the reactive silane mixture is increased from 10% to 100% while increasing the covalent bonds between hydrogel and substrate. A threshold thickness for debonding is also observed. This threshold thickness increases with the amount of mercaptosilane used to graft the substrate. We derived quantitative values of the interface fracture energy from the measured thickness threshold with a simple fracture mechanics model

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Mokarem, David W. "Environmental Influence on the Bond Between a Polymer Concrete Overlay and an Aluminum Substrate". Thesis, Virginia Tech, 1999. http://hdl.handle.net/10919/31700.

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Chloride ion induced corrosion of reinforcing steel in concrete bridge decks has become a major problem in the United States. Latex modified concrete (LMC), low slump dense concrete (LSDC) and hot-mix asphalt membranes (HMAM) overlays are currently some of the most used rehabilitation methods. Epoxy coated reinforcing steel (ECR) was developed and promoted as a long term corrosion protection method by the Federal Highway Administration (FHWA). However, recent evidence has suggested that ECR will not provide adequate long term corrosion protection. The Reynolds Metals Company has developed an aluminum bridge deck system as a proposed alternative to conventional reinforced steel bridge deck systems. The deck consists of a polymer concrete overlay and an aluminum substrate. The purpose of this investigation is to evaluate the bond durability between the overlay and the aluminum substrate after conditioning specimens in various temperature and humidity conditions. The average critical strain energy release rate, Gcr, for each specimen was measured using a modified mixed mode flexure (MMF) test. In this investigation the strain energy release rate is a measure of the fracture toughness of the interface between the polymer concrete overlay and the aluminum substrate. The different environmental conditionings all had a significant effect on the bond durability. Specimens conditioned at 30 degrees C [86 degrees F], 45 degrees C [113 degrees F] and 60 degrees C [140 degrees F] at 98 % relative humidity all showed a decrease in interfacial bond strength after conditioning. A decrease in the interfacial bond strength was also observed for the specimens conditioned in freezing and thawing cycles as well as specimens conditioned in a salt water soak. Of the exposure conditions used in this investigation, the only one that showed an increase in the bond strength was drying the specimens continuously in an oven at 60 degrees C [140 degrees F].
Master of Science

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Carvalho, Denizard Paulo. "ESTUDO DA INTERFACE ENTRE BLOCOS CERÂMICOS E ARGAMASSAS DE CHAP ISCO". Universidade Federal de Santa Maria, 2016. http://repositorio.ufsm.br/handle/1/7935.

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The analysis of adhesion mechanisms between mortar lining and porous substrates has been the target of innumerous researchers due to its importance in ensuring system performance. Based on the theoretical reference of the topic, this work of experimental nature aimed to analyze the influence of the superficial topography of ceramic blocks in bonding slurry mortars and their relationship with the set of characteristics of fine aggregates that make up slurry mortars. Initially, the substrates and component materials of the mortars were characterized according to the Brazilian Association of Technical Standards; afterwards, characterization tests of fresh and hardened mortars were carried out. In the testing phase, the blocks received the slurry mortars. The experimental variables studied were: three types of ceramic blocks (ceramic sealing block with smooth surfaces, ceramic sealing block with horizontal grooved surfaces, and ceramic sealing block with vertical grooved surfaces); and two types of slurry mortars (one was prepared with coarse sand and the other with medium sand). Thus, six interfaces were evaluated through aspects of bonding strength and permeability and absorption by the pipe method. In order to observe the extent of adhesion and involvement of the grains of sand through the paste of the slurry mortars, interface analyses were conducted through observation by magnifying glass and petrographic microscope. The characteristics of the sands that influence the performance of fresh and hardened slurry mortars were analyzed, with emphasis on the textural parameters of the sands, which were evaluated with the aid of petrographic analysis. Results showed that there is direct correlation between the extent of adhesion provided by the grooves of the blocks, and bond tensile strength, made possible by the fluid nature of the slurry mortar. Therefore, this indicates the strong influence of the type of ceramic block on results of bond strength. On the other hand, the study of the characteristics of the sands, represented mainly by the granulometric composition, density, unitary mass, void content, degrees of roundness and sphericity, and mineralogy, proved to be useful in order to understand the role of the fine aggregates in the performance of the slurry mortar. Additionally, we observed that the tensile bonding strength was higher for the slurry mortars with coarse sand than with medium sand, when comparing the same type of block, although the tests have pointed to non-significant differences. This fact can be explained by the small difference between some of the characteristics of the sand used; however, the coarse sand studied seems to provide greater integration of the grains involved by the mortar paste, which was indicated by the degree of roundness. Moreover, it was also possible to observe direct relations in achieving results when comparing the permeability and absorption by the pipe method with the initial rate of absorption test (IRA) and extended IRA test. The final observation is that the basic treatment using slurry mortar can provide several benefits: increased roughness of the base, increased tensile bonding strength, adjustment of the suction capacity. This way, it was possible to homogenize the absorption of water by the substrate, thus avoiding different screeding times and performance for the lining layer. Thus, the treatment of the base with the use of slurry mortar can increase the performance and durability of the mortar lining.
A análise dos mecanismos de aderência entre argamassas de revestimento e substratos porosos tem sido alvo de muitos pesquisadores, devido à importância que tem para garantir o desempenho do sistema. Com base no referencial teórico sobre o tema, este trabalho de natureza experimental teve como objetivo principal analisar a influência da topografia superficial de blocos cerâmicos na aderência de argamassas de chapisco e a sua relação, ainda, com o conjunto de características dos agregados miúdos que compõem as argamassas de chapisco. Inicialmente, os substratos e os materiais componentes das argamassas foram caracterizados através do grupo de normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas; na sequência, foram realizados ensaios de caracterização das argamassas nos estados fresco e endurecido. Na fase de testes, os blocos receberam as argamassas de chapisco. As variáveis experimentais estudadas foram: três tipos de blocos cerâmicos (bloco cerâmico de vedação com faces lisas, bloco cerâmico de vedação com faces ranhuradas horizontais, e bloco cerâmico de vedação com faces ranhuradas verticais); e dois tipos de argamassas de chapisco (uma elaborada com areia grossa e outra com areia média). Dessa forma, surgiram seis interfaces que foram avaliadas através de aspectos relacionados à resistência de aderência à tração e à permeabilidade e absorção pelo método do cachimbo. Na intenção de observar a extensão de aderência e o envolvimento dos grãos de areia pela pasta das argamassas de chapisco, foram feitas análises da interface através da observação por lupa estereoscópica e microscópio petrográfico. Foram pesquisadas as características das areias que influem no desempenho das argamassas de chapisco em seu estado fresco e endurecido, com ênfase nos parâmetros texturais das areias, avaliados com auxílio da análise petrográfica. Os resultados mostraram que há correlação direta entre a extensão de aderência, proporcionada pelas ranhuras dos blocos cerâmicos e a resistência de aderência à tração, possibilitada pela natureza fluida da argamassa de chapisco, indicando, assim, a forte influência do tipo de bloco cerâmico nos resultados de aderência à tração. De outro lado, o estudo das características das areias, representadas, principalmente, pela composição granulométrica, massa específica, massa unitária, índice de vazios, graus de arredondamento e esfericidade e mineralogia revelou-se útil no sentido de compreender o papel dos agregados miúdos perante o desempenho das argamassas de chapisco. Notou-se que a resistência de aderência à tração foi maior para as argamassas de chapisco com areia grossa do que com areia média, quando se compara um mesmo tipo de bloco, embora os testes tenham apontado diferenças não significativas. Esse fato pode ser explicado pela pouca diferença entre algumas das características das areias utilizadas; porém, a areia grossa estudada parece proporcionar um maior entrosamento dos grãos envolvidos pela pasta da argamassa, indicado pelo grau de arredondamento. Foram observadas, ainda, relações diretas na obtenção de resultados quando se compara a permeabilidade e absorção pelo método do cachimbo com o ensaio do índice de absorção inicial de água (AAI) e AAI estendido. A constatação final é de que o tratamento de base através do emprego de chapisco pode proporcionar vários benefícios: aumento da rugosidade da base, aumento da resistência de aderência à tração e regulagem da capacidade de sucção. Possibilitando, com isso, homogeneizar a absorção de água por parte do substrato, evitando diferentes tempos de sarrafeamento e desempeno para a camada de revestimento. Assim, o tratamento da base com uso do chapisco pode aumentar o desempenho e a durabilidade dos revestimentos de argamassa.

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Phimphivong, Samrane. "Applications of Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy for Studies of Chemical Phenomena at the Substrate-Liquid Interface". Diss., The University of Arizona, 2008. http://hdl.handle.net/10150/194335.

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Applications of TIRFM for quantitative measurements of cells are limited due to high background fluorescence which can result in a low S/N ratio and therefore contribute to inaccuracy of measurements. Time-resolved total internal reflection fluorescence microscopy (TR-TIRFM) was developed by temporally gating a CCD camera using a liquid crystal shutter to optically filtering the short-live fluorescence and recording only the long-live emission. This technique was then applied to examine the extent of cell-substrate contacts. Tb+3 chelates such as DTPA-PhenylAS-Tb+3 was synthesized and applied as a membrane staining agent but was observed to internalized into the cell nucleus. A modified chelate molecule was therefore synthesized using DOPE as a carrier molecule. DOPE-DTPA-pAS-Tb+3 has a similar emission lifetime (1.5 msec) and appeared to stain only the cell membrane. TR-TIRF was applied to examine adherent cells on polystyrene-coated substrate. TR-TIRF images showed cellular autofluorescence and polystyrene emissions were optically filtered out, while the long-lived emission intensity of Tb+3 chelate was recorded. These results conclude that TR-TIRFM, with the use of long-live emission label (Tb+3 and Eu+3 chelates), is suitable as an analytical tool for probing a large number of cellular and molecular events occurring in the cell membrane and on the cell surface where background fluorescence would usually be problematic. Detection of K+ transported across a cell membrane is a prerequisite in the development of devices for screening drugs targeting K+ ion channels. K+ sensing film was fabricated by encapsulating a squaraine dye (aza-crown-SQR) in a sol-gel matrix for detection of K+. Sol-gel films were prepared by the hydrolysis and condensation reactions of TEOS or TMOS, APTS and GOPS mixtures. Formation of a DPhPC bilayer on sol-gel films was achieved by the vesicle fusion method and had diffusion coefficients of 2.3 and 2.1x10-8 cm2s-1 as measured by FRAP on TEOS-APTS-GOPS and TMOS-APTS-GOPS film, respectively. The time-based fluorescence intensity data from the H+ blocking experiments showed the sol-gel-supported DPhPC bilayers are impermeable to H+, and the K+ blocking experiments showed K+ was passively transported across a DPhPC bilayer by valinomycin.

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Kreysing, Eva [Verfasser], Andreas [Akademischer Betreuer] Offenhäusser i Jörg Ludwig [Akademischer Betreuer] Fitter. "Characterization of the cell-substrate interface using surface plasmon resonance microscopy / Eva Kreysing ; Andreas Offenhäusser, Jörg Ludwig Fitter". Aachen : Universitätsbibliothek der RWTH Aachen, 2018. http://d-nb.info/1187251445/34.

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Castagnola, Valentina. "Implantable microelectrodes on soft substrate with nanostructured active surface for stimulation and recording of brain activities". Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/2646/.

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Les prothèses neuronales implantables offrent de nos jours une réelle opportunité pour restaurer des fonctions perdues par des patients atteints de lésions cérébrales ou de la moelle épinière, en associant un canal non-musculaire au cerveau ce qui permet la connexion de machines au système nerveux. La fiabilité sur le long terme de ces dispositifs, se présentant sous la forme d'électrodes implantables, est un facteur crucial pour envisager des applications dans le domaine des interfaces cerveau-machine. Cependant, les électrodes actuelles pour l'enregistrement et la stimulation se détériorent en quelques mois voire quelques semaines. Ce défaut de fiabilité sur le long terme, principalement lié à une réaction chronique contre un corps étranger, est induit au départ par le traumatisme consécutif à l'insertion du dispositif et s'aggrave ensuite, durant les mouvements du cerveau, à cause des propriétés mécaniques inadaptées de l'électrode par rapport à celles du tissu. Au cours du temps, l'ensemble de ces facteurs inflammatoires conduit à l'encapsulation de l'électrode par une couche isolante de cellules réactives détériorant ainsi la qualité de l'interface entre le dispositif implanté et le tissu cérébral. Pour s'affranchir de ce phénomène, la biocompatibilité des matériaux et des procédés, ainsi que les propriétés mécaniques de l'électrode doivent être pris en considération. Durant cette thèse, nous avons abordé la question en développant un procédé de fabrication simple pour réaliser des dispositifs implantables souples en parylène. Les électrodes flexibles ainsi obtenues sont totalement biocompatibles et leur compliance est adaptée à celle du tissu cérébral ce qui limite fortement la réaction inflammatoire occasionnée par les mouvements du cerveau. Après avoir optimisé le procédé de fabrication, nous avons focalisé notre étude sur les performances du dispositif et sa stabilité. L'utilisation d'une grande densité d'électrodes micrométriques, avec un diamètre de 10 à 50 µm, permet de localiser les zones d'enregistrement en rendant possible, par exemple, la conversion d'un ensemble de signaux électrophysiologiques en une commande de mouvement. En contrepartie, la réduction de la taille des électrodes conduit à une augmentation de l'impédance ce qui dégrade la qualité d'enregistrement des signaux. Ici, un polymère conducteur organique, le poly(3,4-ethylenedioxythiophene), PEDOT, a été utilisé pour améliorer les caractéristiques électriques d'enregistrement d'électrodes de petites dimensions. Le PEDOT a été déposé sur la surface des électrodes par électrochimie avec une grande reproductibilité. Des dépôts homogènes avec des conductivités électriques très élevées ont été obtenus en utilisant différents procédés électrochimiques. Grâce à l'augmentation du rapport surface/volume induit par la présence de la couche de PEDOT, une diminution significative de l'impédance de l'électrode (jusqu'à 3 ordres de grandeur) a été obtenue sur une large plage de fréquences. De tests de vieillissement thermique accéléré ont également été effectués sans influence notable sur les propriétés électriques démontrant ainsi la stabilité de la couche de PEDOT durant plusieurs mois. Les dispositifs ainsi obtenus, fabriqués en parylène avec un dépôt de PEDOT sur la surface active des électrodes, ont été testés in vitro et in vivo sur des cerveaux de souris. Un meilleur rapport signal sur bruit a été mesuré durant des enregistrements neuronaux en comparaison avec des résultats obtenus avec des électrodes commerciales. En conclusion, la technologie décrite ici, associant stabilité sur le long terme et faible impédance, a permis d'obtenir des électrodes implantables parfaitement adaptées pour le développement d'interfaces neuronales chroniques
Implantable neural prosthetics devices offer, nowadays, a promising opportunity for the restoration of lost functions in patients affected by brain or spinal cord injury, by providing the brain with a non-muscular channel able to link machines to the nervous system. The long term reliability of these devices constituted by implantable electrodes has emerged as a crucial factor in view of the application in the "brain-machine interface" domain. However, current electrodes for recording or stimulation still fail within months or even weeks. This lack of long-term reliability, mainly related to the chronic foreign body reaction, is induced, at the beginning, by insertion trauma, and then exacerbated as a result of mechanical mismatch between the electrode and the tissue during brain motion. All these inflammatory factors lead, over the time, to the encapsulation of the electrode by an insulating layer of reactive cells thus impacting the quality of the interface between the implanted device and the brain tissue. To overcome this phenomenon, both the biocompatibility of materials and processes, and the mechanical properties of the electrodes have to be considered. During this PhD, we have addressed both issues by developing a simple process to fabricate soft implantable devices fully made of parylene. The resulting flexible electrodes are fully biocompatible and more compliant with the brain tissue thus limiting the inflammatory reaction during brain motions. Once the fabrication process has been completed, our study has been focused on the device performances and stability. The use of high density micrometer electrodes with a diameter ranging from 10 to 50 µm, on one hand, provides more localized recordings and allows converting a series of electrophysiological signals into, for instance, a movement command. On the other hand, as the electrode dimensions decrease, the impedance increases affecting the quality of signal recordings. Here, an organic conductive polymer, the poly(3,4-ethylenedioxythiophene), PEDOT, has been used to improve the recording characteristics of small electrodes. PEDOT was deposited on electrode surfaces by electrochemical deposition with a high reproducibility. Homogeneous coatings with a high electrical conductivity were obtained using various electrochemical routes. Thanks to the increase of the surface to volume ratio provided by the PEDOT coating, a significant lowering of the electrode impedance (up to 3 orders of magnitude) has been obtained over a wide range of frequencies. Thermal accelerated ageing tests were also performed without any significant impact on the electrical properties demonstrating the stability of the PEDOT coatings over several months. The resulting devices, made of parylene with a PEDOT coating on the active surface of electrodes, have been tested in vitro and in vivo in mice brain. An improved signal to noise ratio during neural recording has been measured in comparison to results obtained with commercially available electrodes. In conclusion, the technology described here, combining long-term stability and low impedance, make these implantable electrodes suitable candidates for the development of chronic neural interfaces

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Billaud, Mathilde. "Intégration de semi-conducteurs III-V sur substrat Silicium pour les transistors n-MOSFET à haute mobilité". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAT010/document.

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La substitution du canal de silicium par un semi-conducteur III-V est une des voies envisagées pour accroitre la mobilité des électrons dans les transistors n-MOSFET et ainsi réduire la consommation des circuits. Afin de réduire les coûts et de profiter des plateformes industrielles de la microélectronique, les transistors III-V doivent être réalisés sur des substrats de silicium. Cependant, la différence de paramètre de maille entre le Si et les couches III-V induit de nombreux défauts cristallins dans le canal du transistor, diminuant la mobilité des porteurs. L’objectif de cette thèse est la réalisation de transistors à canal III-V sur substrat de silicium au sein de la plateforme microélectronique du CEA Leti. Dans le cadre de ces travaux, deux filières technologiques d’intégration ont été développées pour la réalisation de transistors tri-gate à base d’In0,53Ga0,47As sur substrat de silicium : par un collage moléculaire d’une couche d’InGaAs sur InP et par une épitaxie directe de la couche d’InGaAs sur substrat Si. Les différentes étapes technologiques spécifiques à l’InGaAs ont été mises au point au cours de ces travaux, en prenant en compte les contraintes de contamination des équipements. Le traitement de surface de l’InGaAs et le dépôt du diélectrique de grille à haute permittivité (type high-k) par ALD ont été particulièrement étudiés afin de réduire la quantité d’états d’interface (Dit) et d’optimiser l’EOT. Pour cela, des analyses XPS et des mesures électriques C(V) de capacités MOS ont été réalisées à l’échelle d’un substrat de 300mm de diamètre
The replacement of the silicon channel by III-V materials is investigated to increase the electron mobility in the channel and reduce the power consumption. In order to decrease the cost and to take advantage of the microelectronic silicon platform, III-V transistors must be built on Silicon substrates. However, the lattice parameter mismatch between Silicon and the III-V layers leads to a high defects density in the channel and reduces the carrier mobility. This thesis aims to realize III-V transistors on silicon substrate in the CEA-Leti microelectronic clean room. In the frame of this PhD, two integration process are elaborated to realize In0,53Ga0,47As tri-gate transistors on silicon: the molecular bonding of an InGaAs layer grown on a InP substrate, and the direct epitaxy of InGaAs on a silicon substrate. The fabrication steps for InGaAs transistors were developed, taking into account the clean room contamination restriction. InGaAs surface treatment and high-permittivity dielectric deposition by ALD are studied in order to reduce the density of interface states (Dit) and to optimize the EOT. XPS analysis and C(V) measurement are performed at the scale of a 300mm Silicon substrate

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Linn, John Ross. "Characterizing Interfacial Bonds in Hybrid Metal AM Structures". BYU ScholarsArchive, 2018. https://scholarsarchive.byu.edu/etd/7030.

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The capabilities of various metal Additive Manufacturing (AM) processes, such as Powder Bed Fusion – Laser (PBF-L) and Direct Energy Deposition (DED) are increasing such that it is becoming ever more common to use them in industrial applications. The ability to print atop a substrate broadens that scope of applications. There is ongoing research regarding the mechanical properties of additively processed materials, but little regarding the interaction between additive material and its substrate. An understanding of the mechanical and performance properties of the AM/substrate interface is imperative. This paper describes a study of the strength properties of AM/substrate interfaces, with respect to torsion and tension, and compares them to their fully wrought and fully additive counterparts. PBF-L and DED are used to produce tensile and torsion test specimens of two different materials, SS316L and M300 steels. This provides sufficient variety in testing for a confident analysis to be made.

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Maslougkas, Sotirios. "Gate oxide characterization of 4H-SiC MOS capacitors : A study of the effects of electrical stress on the flat-band voltage of n-type substrate 4H-SiC MOS capacitors". Thesis, KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), 2021. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-301848.

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Silicon is the main material used in electronics. The evolution of power electronics and the need for more power efficient semiconductor devices led silicon to its limits. Silicon carbide is a promising material for electronic applications with a wide band-gap, high critical electric field, high thermal conductivity and saturation velocity. Except from its superiority to silicon, silicon carbide comes with a drawback of about two orders of magnitude more interface traps in the SiC/SiO2 interface compared with silicon. A result of this drawback is a flat-band voltage shift when applying a stress to the gate of MOS capacitors and power MOSFETs. In order to study the pure characteristics of the SiC/SiO2 interface, two stress methods, a current pulse stress and gate voltage upsweep, have been applied on 4H-SiC capacitors with nitrided thermal oxides at room temperature and at higher temperatures. The flat-band voltage recovery was examined. The flat-band voltage could be restored at room temperature with a gate voltage downsweep while a restoration is not needed at higher temperatures. The maximum voltage (initial voltage) and the voltage rate of the downsweep were investigated and higher initial voltages and lower voltage rates showed to lead to better VFB restoration. A 200 millisecond long current pulse stress was implemented and it had almost similar effects as the voltage upsweep which lasts 50 seconds.
Kisel är det viktigaste materialet som används i elektronik. Utvecklingen av kraftelektronik och behovet av mer energieffektiva halvledarkomponenter ledde kisel till sina gränser. Kiselkarbid är ett lovande material för elektroniska applikationer med ett brett bandgap, högt kritiskt elektriskt fält, hög värmeledningsförmåga och hög mättningshastighet. Förutom dess överlägsenhet gentemot kisel, kommer kiselkarbid med en nackdel med cirka två storleksordningar fler gränssnittsfällor i SiC / SiO2-gränssnittet jämfört med kisel. Ett resultat av denna nackdel är en förskjutning av flatbands-spänningen, VFB, när man applicerar en spänning på gaten till MOS-kondensatorer och kraft- MOSFETar. För att studera de rena egenskaperna hos SiC/SiO2-gränssnittet har två spänningsmetoder, en strömpulsstress och ett uppåtriktat gate-spänningssvep, applicerats på 4H-SiC- kondensatorer med nitriderade termiska oxider vid rumstemperatur och vid högre temperaturer. Återställning av VFB undersöktes. VFB kan återställas vid rumstemperatur med ett nedåtriktat gate-spänningssvep medan en återställning inte behövs vid högre temperaturer. Den maximala spänningen (initialspänningem) och svephastigheten för det nedåtriktade svepet undersöktes och högre initialspänningar och lägre svephastigheter visade sig leda till bättre VFB-återställning. En 200 millisekund lång strömpuls-stress implementerades och den hade nästan samma effekter som ett uppåtriktat spänningssvep

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Gillani, Syed Asad Ali. "Degradation of the residual strength of concrete : effect of fiber-reinforcement and of rubber aggregates : application to thin bonded cement-based overlays". Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30040.

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Ce travail est centré sur l'étude du décollement de couches minces adhérentes à base cimentaire sur un substrat en béton sous chargement mécanique. Comme matériaux de réparation, des mortiers renforcés par des fibres et/ou incorporant des granulats en caoutchouc sont utilisés. Dans ces conditions, l'étude de la durabilité des réparations implique nécessairement celle de la dégradation de la résistance sous chargement de fatigue. Dans ce contexte, des essais de fatigue par traction, contrôlés par l'ouverture de la fissure (CMOD) sont effectués sur des échantillons composites afin d'établir la loi de dégradation de la résistance du mortier renforcé par des fibres et / incorporant des granulats en caoutchouc. Les résultats montrent que, pour une ouverture de fissure maximale donnée, la résistance résiduelle diminue avec le nombre de cycles et ce quelle que soit la nature du composite. La dégradation maximale de la résistance résiduelle se produit dans le cas du mortier non fibré. Pour des grandes ouvertures de fissure, un renfort par des fibres permet de limiter cette dégradation sous un chargement de fatigue. Dans le cas du mortier incorporant des granulats en caoutchouc, la dégradation de la résistance résiduelle est limitée pour les petites ouvertures de fissure. Une association granulats caoutchouc-renforcement par des fibres permet de limiter les dégâts sur une large étendue d'ouvertures de fissure. Cette solution confère au composite un intérêt pour une application durable dans le cas des réparations minces adhérentes à base cimentaire. En tenant compte des principales pathologies rencontrées dans cette application tels que la fissuration de la couche de réparation suivie par le décollement de l'interface, différentes techniques de préparation de la surface du support ont été évaluées. Parmi celles-ci, un traitement de la surface par sablage, facile à mettre en œuvre dans les conditions réelles, a été utilisé. Pour évaluer la performance structurale, des poutres composites constituées d'un rechargement mince sur des substrats dont la surface a été préalablement traitée par sablage ont été soumises à des essais de flexion trois points (monotone et fatigue). Pour le suivi de l'évolution de la fissuration dans le rechargement et du décollement à l'interface, la technique de corrélation d'image 3D est employée. Il en résulte que l'incorporation des granulats caoutchouc dans le matériau de réparation est efficace pour contrôler la fissuration, et par conséquent pour retarder l'initiation du décollement. De plus, le renforcement du matériau de réparation par des fibres est également efficace pour limiter la propagation du décollement en contrôlant l'ouverture de la fissure. Ainsi, l'utilisation simultanée des granulats caoutchouc et des fibres dans le matériau de réparation par couches minces à base cimentaire peut être une solution appropriée pour retarder l'initiation du décollement et également pour limiter sa propagation, autrement dit pour la durabilité de l'application. Les granulats en caoutchouc utilisés étant obtenus par broyage de pneus usagés non réutilisables, cette approche apporte une valeur ajoutée en valorisant un sous produit industriel et en contribuant à la sauvegarde d'un environnement sain
This work is devoted to the study of the debonding of thin bonded cement-based overlays from the concrete substrate under mechanical loading. As repair materials, fiber-reinforced and rubbberized cement-based mortars are used. Under these conditions, assessment of durability of the repairs necessarily involves the study of the degradation of the bridging strength under fatigue loading. In this context, tensile fatigue tests controlled by crack mouth opening displacement (CMOD) are conducted on composite specimens in order to establish the degradation law of fiber-reinforced and/or rubberized mortar. The bridging strength decreases with the number of fatigue cycles for the same maximum crack width, whatever the nature of the composite. The maximum cyclic bridging strength degradation occurs in plain mortar. The cyclic bridging strength degradation for large pre-cracked widths is limited for mortar reinforced with metallic fibers. In case of rubberized mortar, cyclic bridging strength degradation is limited at less pre-cracked width values. A combine use of rubber aggregates and fibers in mortar appeared to be a suitable solution to limit the cyclic bridging strength degradation for a wide range of pre-cracked widths. It confers to the composite an interest for durable application such as cement-based thin bonded overlays. Taking into account the main cause of distress in thin bonded cement-based applications i.e. cracking and interface debonding, different surface preparation techniques were evaluated in this research. Among them, the sandblasting one is usually implemented in actual conditions. In order to investigate the structural performance, composite beams consisting of a thin repair layer on top of sandblasted substrates are subjected to three point bending tests (monotonic and fatigue). For monitoring the evolution of cracking in the repair layer and of debonding at interface, digital 3D image correlation technique is used. It emerges as a conclusion that the rubber aggregates incorporation in repair material is helpful to control micro-cracking, which results in the delay of the debonding initiation. Moreover, a fiber-reinforcement of repair material is also helpful to limit the interface debonding propagation by restraining opening of the crack. So, the dual-use of rubber aggregates and fibers in the repair material of thin bonded cement-based overlays can be a suitable solution to delay the debonding initiation and also to limit the interface debonding propagation. This shows that the synergetic effect provided by the combine use of rubber aggregates and fibers remains valid under fatigue loading also. The used rubber aggregates are obtained by grinding end-of-life tyres. In such conditions, the approach brings an added value, the recycling of this industrial by-product being also a contribution to the maintenance of a clean environment. Incidentally, this approach also helps towards the development of a circular economy

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Lafabrier, Aurore. "Etude de l'adhérence de revêtements poudre appliqués sur substrats composites à matrice polymère". Thesis, Toulon, 2014. http://www.theses.fr/2014TOUL0017.

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Sur de nombreuses pièces et structures, la peinture garantit une protection de surface et assure l'esthétique du produit final. Cependant, l'arrivée de nouvelles directives visant à réduire les sources de rejets majoritaires de Composés Organiques Volatiles (COV) incite les industriels à s'orienter vers des technologies alternatives aux peintures solvantées classiques, telles que les revêtements poudres. Dans le cas d'un substrat non-conducteur thermosensible, cette substitution implique de développer de nouvelles méthodes de mise en œuvre et d'en optimiser les paramètres.Ce travail de thèse vise à maîtriser l'adhérence et à comprendre les phénomènes d'adhésion de peintures poudre sur substrats composites à matrice organique, d'un point de vue physico-chimique. Notre travail s'est articulé autour d'une peinture poudre et de deux substrats composites dont l'un possède une matrice thermodurcissable (époxy) et l'autre une matrice thermoplastique (PEEK).Dans un premier temps, nous avons analysé l'influence des conditions de mise en œuvre sur l'interface substrat époxy/revêtement, afin de déterminer quel procédé favorise le plus l'adhérence entre la méthode "fond de moule" et l'application directe. Nous nous sommes, ensuite, intéressés à la durabilité de ces systèmes revêtus lors d'un vieillissement hygrothermique. Enfin, nous avons étudié l'effet des traitements plasmas atmosphérique et basse pression sur l'adhérence entre le revêtement poudre et le substrat à matrice PEEK
On many products and structures, the painting ensures surface protection and provides aesthetic of final product. However, the new guidelines to reduce the main release's sources of Volatile Organic Compounds (VOCs) incite the industrials to use alternative to usual solvent-based paints such as powder coatings. In the case of non-conductive and heat-sensitive substrate, this substitution involves the development of new processes and the optimization of their parameters.This thesis is about controlling adhesion and understanding the adhesion of powder coatings on organic matrix composites substrates, on a physico-chemical point of view. Our work focus on a powder coating and two substrates, one containing thermosetting resin (epoxy) and the other a thermoplastic resin (PEEK) .As a first step, we analyzed the influence of the characteristic of the process on the epoxy substrate/coating interface to determine which one promotes the best adhesion between the "in mold-coating" and direct application. Then we studied the durability of these coated systems in a hydrothermal aging. Finally, we studied the effect of atmospheric plasma treatment and low pressure plasma treatment on the adhesion between powder coating and PEEK matrix substrate

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Rehfeldt, Florian. "Novel ultrathin polymer films as biomimetic interfaces". [S.l. : s.n.], 2004. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=973910089.

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Tong, Yongfeng. "Self-Assembly of Organic Molecules on Reactive Metal Substrates". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS522/document.

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Dans cette thèse, la formation de monocouches auto-assemblées de différentes molécules de chalcogénure et de molécules p-conjuguées planaire et leurs caractéristiques structurelles et électroniques ont été systématiquement étudiées principalement par spectroscopie photoélectronique à rayons X effectuée utilisant la lumière synchrotron, microscopie à effet tunnel à balayage et diffraction d'électrons à faible énergie. Une étude de la formation de structures hybrides organiques-inorganiques auto-assemblées a été réalisée par assemblage couche par couche d'un dithiol sur ZnO (0001) avec dépôt de métal intermédiaire. De plus en complément de l'étude des molécules comportant un atome de chalcogènure, les caractéristiques d'adsorption du sélénium et du soufre ont été étudiées. La spectroscopie XPS à haute résolution et la spectroscopie de structure fine d’absorption au seuil d’excitation (NEXAFS) ont permis d'étudier les caractéristiques des monocouches auto-assemblées du sélénure de benzène et du sélénophène sur Cu (100) et dihexyldiselénure sur Ni (111) et Pd (111) et ont montré en particulier l’existence de processus de rupture de liaison Se-C ainsi que l’existence de différents sites d'adsorption de molécules. Ces conclusions ont été soutenues par l'étude de l'adsorption atomique du sélénium, qui montre également l'existence de différents sites d'adsorption pour le Se atomique avec différents environnements chimiques. Ces conclusions sont principalement basées sur une étude XPS haute résolution des spectres caractéristiques Se3d, Se3p, du spectre de bande de valence et de l'imagerie LEED. La formation de monocouche de 5,5-bis (mercaptéthyl) -2,20-bipyridine (BPD) avec terminaison SH libre sur ZnO(0001) a été démontrée, permettant le greffage ultérieur d'Ag et Ni et de l’ assemblage d’une autre couche de BPD sur cette couche de métal-dithiol. Les changements dans les propriétés électroniques ont été déterminés à partir des spectres de la bande de valence. La molécule π-conjuguée, NTCDA, a été déposée sur différentes surfaces métalliques et sa morphologie structurelle et ses propriétés chimiques par rapport à la surface métallique ont été étudiées. Les molécules NTCDA affichent une structure « couchée » avec deux domaines différents sur Ag (110) et Cu (100) mais trois domaines sur la surface de Cu (111). Par rapport à celui sur la surface inerte de Au, une forte interaction entre les molécules et les substrats de Cu, Ag existe et joue un rôle important dans la détermination de l'orientation et de l'état de liaison des films organiques
In this thesis, the formation of self-assembled monolayers of different chalcogenide molecules and planer π-conjugated molecules and their electronic and structural characteristics were systematically studied mainly by synchrotron based X-ray photoelectron spectroscopy, scanning tunneling microscopy and low energy electron diffraction. A study of formation of hybrid organic-inorganic self assembled structure was performed by layer by layer assembly of a dithiol on ZnO(0001) with intermediate metal deposition. Additionally as a complement to the study of chalcogen head group molecules the adsorption characteristics of selenium and sulfur were investigated. The high resolution XPS and near edge absorption fine structure spectroscopy allowed to investigate the characteristics of self-assembled monolayers of benzene selenide and selenophene on Cu (100), and dihexyldiselenide on Ni(111) and Pd(111) and showed in particular the existence of Se-C bond breaking processes and existence of different adsorption sites of molecules. These conclusions were supported by the study of atomic selenium adsorption, which also shows existence different adsorption sites for the atomic Se with different chemical environments. These conclusions are mainly based on high resolution XPS study of characteristic Se3d, Se3p spectra, valance band spectrum and LEED imaging. The formation of a 5,5- bis (mercaptomethyl)-2,20- bipyridine (BPD) with SH termination on ZnO(0001) was demonstrated allowing subsequent grafting of Ag and Ni and further assembly of BPD on this metal-dithiol layer. The changes in electronic properties were determined from valence band spectra. The large π-conjugated molecule, NTCDA, was deposited on different metal surfaces and its structure morphology and chemical properties with respect to the metal surface was investigated. The NTCDA molecules displays a lying down structure with two different domains on Ag (110) and Cu(100) but three domain on Cu(111) surface. Compared with the one on the inert Au surface, a strong interface interaction between the molecules and Cu, Ag substrates plays an important role in determining the orientation and bonding state of the organic films

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Benamara, Mourad. "Contribution à l'étude des interfaces de soudure directe dans le silicium". Toulouse 3, 1996. http://www.theses.fr/1996TOU30135.

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Afin de repondre de la faisabilite d'une filiere technologique de circuits integres de puissance basee sur la soudure directe sur silicium, des etudes preliminaires sont entreprises et montrent clairement que l'interface si/si n'est pas electriquement neutre. Apres avoir mis au point une procedure experimentale pour realiser des interfaces si/si de facon reproductible, nous avons etudie l'interface de soudure d'un point de vue physique et electrique. La microscopie electronique en transmission montre que la structure de ces interfaces est ainsi constituee de deux reseaux de dislocations qui permettent de rattraper exactement la desorientation relative des deux cristaux. Le premier bidimensionnel est constitue de dislocations de type purement vis organisees en reseau carre et permet de rattraper la composante de torsion (jusqu'a 15) entre les deux plaquettes. Le second est un reseau de dislocations a 60 qui compense une faible composante de flexion. Les profils de densite de porteurs au niveau de l'interface (mesures par spreading resistance) demontre que l'interface si/si est le siege de charges positives dont la densite est etroitement liee a la densite de defauts presents a l'interface. Les origines physiques possibles de ces charges sont discutees et sont les dislocations de desorientation, les precipites (pp) de silice (etats donneur a l'interface pp/matrice silicium) dont la densite croit avec la desorientation, et des clusters sio#x de type donneur ou double-donneur dont la cinetique de formation est favorisee par la presence du carbone. Par ailleurs, les mesures de courant ebic (electron beam induced current) demontrent que l'utilisation de plaquettes fz permet de reduire considerablement l'activite recombinante de ces interfaces. D'une facon generale, ce travail demontre que l'optimisation des proprietes electriques de ces interfaces requiert l'utilisation de plaquettes fz et passe par le controle de leur desorientation lors de l'assemblage

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Andreussi, Oliviero. "Water at Interfaces". Doctoral thesis, Scuola Normale Superiore, 2008. http://hdl.handle.net/11384/85793.

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Arid, Juliana. "Efeito da radioterapia na adesão e interface ao substrato de dentes permanentes". Universidade de São Paulo, 2015. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/58/58135/tde-07122015-102639/.

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O câncer de cabeça e pescoço é, dentre todos os tipos de cânceres, o sétimo mais comum, dentre suas principais formas de tratamento está a radioterapia (RT), que é amplamente utilizada e eficiente, mas os efeitos colaterais aos tecidos adjacentes são inevitáveis. A realização do tratamento odontológico previamente a radioterapia é de suma importância e visa eliminar/reduzir os focos infecciosos presentes na cavidade bucal, sendo essencial a eliminação das lesões de cárie, e após a radioterapia é fundamental tratar as \"cáries de radiação\", que é um dos efeitos colaterais do tratamento radioterápico de cabeça e pescoço. Os sistemas resinosos são os materiais mais indicados para restauração dos dentes de pacientes submetidos à radioterapia, por isso o objetivo do presente estudo foi avaliar in vitro o efeito da radiação, no momento em que é realizada a restauração ao esmalte e a dentina, por meio de teste de cisalhamento, analisar longitudinalmente as alterações morfológicas na superfície do substrato dental durante a radiação por meio de microscopia confocal a laser e analisar qualitativamente a interface de união compósito/substrato dental por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Foram utilizados 60 terceiros molares permanentes, que foram seccionados em um total de 120 fragmentos de esmalte e 120 de dentina, e após o preparo da superfície foram divididos aleatoriamente em grupos 4 grupos (n=30): G1 (controle) - substrato sem irradiação + procedimento restaurador; G2 - procedimento restaurador realizado antes da RT; G3 - procedimento restaurador realizado após a RT; e G4 - procedimento restaurador realizado 6 meses após a RT. Cada um dos grupos foi dividido em 2 subgrupos, sendo empregado no subgrupo \"A\" (SGA) o adesivo AdperTM Single Bond 2 (SB); e no subgrupo \"B\" (SGB) o adesivo Clearfil SE Bond (CL), para o procedimento restaurador. Os espécimes foram irradiados com fração de dose de 2Gy, 5 dias consecutivos, até atingirem a dose total de 60Gy, com um total de 30 frações, durante 6 semanas. O procedimento restaurador foi realizado com resina Z350, e para padronização da restauração foi utilizada uma matriz, de forma que os espécimes apresentam 4mm de altura e 2mm de diâmetro. Os corpos de prova foram submetidos ao teste de resistência ao cisalhamento e depois analisou-se o modo de fratura. Foram selecionados 5 espécimes de cada substrato, para a realização da análise morfológica da superfície dental por meio da microscopia confocal, sendo estes avaliados a cada 10Gy. Para a análise da interface adesiva foram selecionados 3 espécimes de cada grupo e estes foram preparados para realização da MEV. O sistema adesivo CL apresentou desempenho superior, em ambos substratos, quando comparado o SB; quanto ao tempo da restauração, tanto em esmalte quanto em dentina, o grupo 2 apresentou os menores valores; o padrão de fratura predominante para todos os grupos foi a Adesiva; houveram alterações morfológicas notáveis em esmalte e dentina após a dose acumulativa de 30Gy, onde aos 60Gy, no esmalte, os prismas se tornaram amorfos e a camada interprismática degradada, e na dentina os túbulos dentinários encontravam-se completamente obliterados; na análise da interface adesiva do grupo 2 notou-se que quase não houve formação de tags e nos grupos 3 de esmalte a camada adesiva formada era mais fina, porém com formação de tags mais prolongados e na dentina houve formação de gaps.
Head and neck cancer is among all kinds of cancer the seventh most common and radiotherapy (RT) is one of its main treatments, which is widely used and efficient, but side effects are unavoidable. A dental treatment before RT is very important to reduce/eliminate infectious foci in the oral cavity, so it is essential to eliminate carious lesions, and after RT \"radiation caries\", which are a side effect of the treatment, must be eliminated. Adhesive systems are the most indicated to restore teeth of patients undergoing RT, so this study aimed to evaluate in vitro the effect of RT in the moment of the dental restorations in enamel and dentin, using shear bond strength tests, evaluate morphologic alterations at teeth surface during RT, with a laser confocal microscopy and to evaluate qualitatively the union interface of the composite/ dental substrate by scanning electron microscope (SEM). It was used 60 third molars, which were sectioned into 120 fragments of enamel and 120 of dentin, and after the surface prepare the specimens were randomly divided into 4 groups (n=30): G1 (control) - no irradiated substrate + restorative procedure; G2 - restorative procedure performed before RT; G3 - restorative procedure performed after RT; e G4 - restorative procedure performed 6 months after RT. Each group was divided into 2 subgroups: Subgroup \"A\" (SGA) in which was used the AdperTM Single Bond 2 (SB); and subgrup \"B\" in which was used Clearfil SE Bond (CL), for the restorative procedure. The specimens were fractionally irradiated by a dose of 2Gy/day, 5 consecutive days, until it reached a total dose of 60Gy, in a total of 30 fractions, lasting 6 weeks. For the restorative treatment the resin Z350 was chosen, and for standardization it was used a matrix so all specimens had 4mm height and 2mm in diameter. The specimens were submitted to shear bond strength test and the fracture pattern was evaluated. It was chosen 5 specimens of each substrate for the morfological evaluation of the dental surface by a laser confocal microscopy, those were evaluate every 10Gy. To evaluate the adhesive interface it was chosen 3 specimens of each group and those were prepared for the SEM. A better performance was observed for the CL, in both dental substrates, rather than the SB; according to the period of restoration, in both enamel and dentin, Group 2 has showed lower values; the predominant fracture pattern to all groups was the Adesive one; there were morphological alterations in enamel and dentin after a cumulative dose of 30Gy, the prisms of enamel became formless and the interprismatic region was degraded after 60Gy, at the dentin the dental tubules were completely amorphous; the analysis of the interface adhesion has showed that in group 2 tags were barely formed, and in group 3 of enamel the adhesive layer was thinner, but tags were longer, and at the dentin gaps were observed.

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Parks, Carl L. "An experimental approach for studying the creep behavior of thin film/ substrate interfaces". Thesis, Monterey, Calif. : Springfield, Va. : Naval Postgraduate School ; Available from National Technical Information Service, 2004. http://library.nps.navy.mil/uhtbin/hyperion/04Sep%5FParks.pdf.

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Ghosh, Arijit. "Degradation of polymer/substrate interfaces - an attenuated total reflection Fourier transform infrared spectroscopy approach". The Ohio State University, 2010. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1291130563.

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Secor, E. Daniel. "A constant-depth scratch test for the measurement of adhesion at film-substrate interfaces". Thesis, Monterey, Calif. : Springfield, Va. : Naval Postgraduate School ; Available from National Technical Information Service, 1994. http://handle.dtic.mil/100.2/ADA283660.

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Campbell, John C. "The measurement of adhesion at film-substrate interfaces using a constant depth scratch test". Thesis, Monterey, Calif. : Springfield, Va. : Naval Postgraduate School ; Available from National Technical Information Service, 1994. http://handle.dtic.mil/100.2/ADA289940.

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Schöder, Sebastian. "Substrate-dependence of the ice premelting at heterogeneous interfaces an X-ray scattering study /". [S.l. : s.n.], 2007. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:93-opus-36131.

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Pye, Glendon B. "The effect of interface properties on the adhesion of cement paste to various substrates". Thesis, University of Ottawa (Canada), 1990. http://hdl.handle.net/10393/5758.

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This study deals with the adhesion of cement paste and modified cement paste systems to substrates of steel and glass for hydration times of up to seven days. The bond strength of cement, clinker and C$\sb3$S paste in addition to cement paste systems containing salts (NaNO$\sb3$, CaCl$\sb2$, Ca(C$\sb3$H$\sb5$O$\sb2$)$\sb2$.H$\sb2$O) and silica fume was studied using a uniaxial tensile testing apparatus. A new term, interface fracture energy, was derived to provide a more meaningful basis for comparison of bond tests. This was necessary as the interfacial bond for all the paste systems was thickness dependent. A decrease in paste thickness resulted in an increase in bond failure stress. Factors other than the deposition of CH and C-S-H at the interface may affect bond strength. Comparison of the bond strength data for the control paste and the C$\sb3$S and clinker pastes indicates that the effect of the hydration products resulting from gypsum reactions eg. sulphoaluminate phases, may be secondary. Physico-mechanical characteristics of the interface eg. geometry and size of inherent flaws may be important. The addition of the salts and silica fume did not consistantly increase the bond strength of the paste. It is inferred that factors other than CH crystal size are important. Interface fracture energy, $\gamma$, reaches a maximum after one day, decreases at two days then remains relatively constant. The decrease in bond strength may be due to the pressure exerted by the formation of CH crystals in the interface. In general the interface fracture energy increased with a decrease in water-cement ratio. Other time and system dependent factors appear to affect the development of interface fracture energy. Values of $\gamma$ for all systems studied range from 0.001 to 1.66 Jm$\sp{-2}$ suggesting that van der Waal's forces of attraction are the primary binding forces.

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Gallais, Patrick. "Dépôt de couches minces de tantale par pulvérisation et étude des interactions TA/SIO :(2) et TA/SI à basses températures". Angers, 1987. http://www.theses.fr/1987ANGE0013.

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Analyse par spectrométrie Auger des couches déposées par pulvérisation cathodique sur des substrats de silicium ou d'oxyde de silicium pour des températures comprises entre 50 et 500c. Certains échantillons sont élaborés en bombardant la couche durant sa formation à l'aide d'ions argon du plasma. Etude de la nature chimique des interactions entre TA et SI ou SIO::(2).

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Zugic, Richard. "Modelling the tribology of thin film interfaces". Thesis, University of Oxford, 2000. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.365788.

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Lafabrier, Aurore. "Etude de l'adhérence de revêtements poudre appliqués sur substrats composites à matrice polymère". Electronic Thesis or Diss., Toulon, 2014. http://bu.univ-tln.fr/userfiles/file/intranet/travuniv/theses/sciences/2014/These_Lafabrier.pdf.

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Sur de nombreuses pièces et structures, la peinture garantit une protection de surface et assure l'esthétique du produit final. Cependant, l'arrivée de nouvelles directives visant à réduire les sources de rejets majoritaires de Composés Organiques Volatiles (COV) incite les industriels à s'orienter vers des technologies alternatives aux peintures solvantées classiques, telles que les revêtements poudres. Dans le cas d'un substrat non-conducteur thermosensible, cette substitution implique de développer de nouvelles méthodes de mise en œuvre et d'en optimiser les paramètres.Ce travail de thèse vise à maîtriser l'adhérence et à comprendre les phénomènes d'adhésion de peintures poudre sur substrats composites à matrice organique, d'un point de vue physico-chimique. Notre travail s'est articulé autour d'une peinture poudre et de deux substrats composites dont l'un possède une matrice thermodurcissable (époxy) et l'autre une matrice thermoplastique (PEEK).Dans un premier temps, nous avons analysé l'influence des conditions de mise en œuvre sur l'interface substrat époxy/revêtement, afin de déterminer quel procédé favorise le plus l'adhérence entre la méthode "fond de moule" et l'application directe. Nous nous sommes, ensuite, intéressés à la durabilité de ces systèmes revêtus lors d'un vieillissement hygrothermique. Enfin, nous avons étudié l'effet des traitements plasmas atmosphérique et basse pression sur l'adhérence entre le revêtement poudre et le substrat à matrice PEEK
On many products and structures, the painting ensures surface protection and provides aesthetic of final product. However, the new guidelines to reduce the main release's sources of Volatile Organic Compounds (VOCs) incite the industrials to use alternative to usual solvent-based paints such as powder coatings. In the case of non-conductive and heat-sensitive substrate, this substitution involves the development of new processes and the optimization of their parameters.This thesis is about controlling adhesion and understanding the adhesion of powder coatings on organic matrix composites substrates, on a physico-chemical point of view. Our work focus on a powder coating and two substrates, one containing thermosetting resin (epoxy) and the other a thermoplastic resin (PEEK) .As a first step, we analyzed the influence of the characteristic of the process on the epoxy substrate/coating interface to determine which one promotes the best adhesion between the "in mold-coating" and direct application. Then we studied the durability of these coated systems in a hydrothermal aging. Finally, we studied the effect of atmospheric plasma treatment and low pressure plasma treatment on the adhesion between powder coating and PEEK matrix substrate

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Souharce, Grégoire. "Génération de surface nanostructurées par le contrôle des interactions aux interfaces". Phd thesis, INSA de Lyon, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00845841.

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La génération de surfaces présentant des nanostructurations de surface variées et modulables est l'objectif principal de ce travail. L'auto-assemblage de copolymères à bloc ou de nanoparticules d'or a été privilégié, et nécessite pour se faire de moduler finement les interactions aux interfaces substrat/ matériaux déposés. Dans une première partie, un dispositif expérimental de greffage de silane alkyle en voie vapeur est décrit. Cette technique de greffage permet d'aboutir à des surfaces fonctionnalisées soit de façon homogène, soit de façon graduelle et ce, avec un ou deux silanes (substrat respectivement mono ou bi-composant). La robustesse, la simplicité et la flexibilité de notre procédé ont été démontrés par des caractérisations physico-chimique (mesure des propriétés de mouillabilité), chimique (spectroscopie de photoélectrons X) ainsi que par analyse topographique (microscopie à force atomique). Dans une deuxième partie, l'influence des interactions aux interfaces substrat / film sur l'auto-assemblage de copolymères à bloc PS-b-PMMA a été mise en évidence par AFM. A partir des substrats de silicium homogènes en énergie de surface, il a été possible de moduler la nanostructuration sur différents échantillons et à partir des surfaces fonctionnalisées graduellement, cette variation de nanostructuration a pu être obtenue sur un même substrat. Par l'utilisation de copolymère à bloc PS-b-PI, il est par ailleurs possible de générer des films nanostructurés sans préfonctionnalisation du substrat, sans recuit et ce quelle que soit l'épaisseur du film. Dans une troisième partie, l'influence des interactions aux interfaces sur l'assemblage capillaire/convectif dirigé de nanoparticules d'or a été démontré par microscopie à champ sombre. La nature chimique et la densité de greffage des silanes ainsi que la dimension des échantillons ont été modulées pour mettre en évidence le rôle de ces paramètres sur l'assemblage de ces particules. Cette étude montre que les interactions aux interfaces contrôlent l'assemblage des entités chimiques organiques et inorganiques et donc la nanostructuration de surface qui en résulte.

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Sajini, Shara Ismail Ibrahim. "Multimodal optical characterisation of the interface between dental cements and sound or carious dentinal substrates". Thesis, King's College London (University of London), 2016. https://kclpure.kcl.ac.uk/portal/en/theses/multimodal-optical-characterisation-of-the-interface-between-dental-cements-and-sound-or-carious-dentinal-substrates(bf8d0b6d-7809-4fb3-9f4e-85192a6a5c03).html.

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Objectives: Calcium silicate based cements have been mainly used for endodontic applications. Recently, a new formula has been produced as a coronal restoration. The aim of this project was to optically characterise different human dentine substrates. Then to investigate possible mineralisation effects of this new calcium-silicate based cement (BiodentineTM) and compare them with those of glass ionomer cements (Fuji IXTM) based on the optical properties of the interface. Methodology: The interaction of both cements with in-vitro demineralised dentine samples was investigated. A model including sound and demineralised dentine tissues was created and optically evaluated. Then Biodentine and GIC were applied and evaluated using more controlled samples. Various advanced optical imaging techniques were applied; such as multiphoton fluorescence microscopy, fluorescence lifetime imaging and second harmonic generation imaging to assess optical changes before and after aging the samples. In addition, Raman spectroscopy was used to detect changes in the intensity of the mineral peak. These non-invasive optical techniques were then used on carious teeth to characterise different zones of dentine caries based on tissue’s auto-fluorescence without labelling. Each zone was then defined by its Knoop microhardness reading. Afterwards, the mineralisation effect of both cements on each dentine zone was assessed after aging the substrate in solutions of (+/- 0.015% tetracycline, PBS and water). In another set of samples, excavated carious teeth were used to mimic the clinical situation, as each half was restored with either GIC or Biodentine. The interface of the two cements was evaluated based on changes in fluorescence intensity and lifetime. Results: Significant changes in the fluorescence intensity and lifetime of the interfacial dentine before and after ageing were found under both cements in the demineralised dentine model samples. These optical changes were associated with significant increase in the Raman mineral peak after storage. Using KHN to indicate tissue type, the single and multiphoton fluorescence intensity, fluorescence lifetime, and SHG signal differentiated significantly between caries-infected, caries-affected and sound dentine. The cement groups showed significant fluorescence changes within infected and affected tissues, indicating possible mineralisation as they were associated with an increase in the mineral peak intensity. Tetracycline mineral-binding induced a reduction in the lifetime with comparable increase in the fluorescence intensity in the Biodentine™ and GIC groups within the affected and sound areas. Similar optical changes were detected as a band of mineralised structure under both cements with deeper infiltration of GIC within inter and peritubular dentine in the excavated caries samples. Conclusion: Two-photon microscopy can be efficiently used for non-invasive in-vitro diagnostic dentine caries characterisation. Studying the same lesion-restoration interface over time, changes in the fluorescence lifetime and intensity could indicate that mineralisation may have occurred within the dentine under GIC and calcium silicate cements (Biodentine™).

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Al-Milaji, Karam Nashwan. "Material Interactions and Self-Assembly in Inkjet Printing". VCU Scholars Compass, 2019. https://scholarscompass.vcu.edu/etd/6053.

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Inkjet printing has attracted much attention in recent years as a versatile manufacturing tool, suitable for printing functional materials. This facile, low-cost printing technique with high throughput and accuracy is considered promising for a wide range of applications including but not limited to optical and electronic devices, sensors, solar cells, biochips, and displays. The performance of such functional devices is significantly influenced by the deposit morphology and printing resolution. Therefore, fabrication functional devices with precise footprints by inkjet printing requires deep understanding of ink properties, material interactions, and material self-assembly. In conventional inkjet printing process, where sessile droplets are directly printed on substrates, particle depositions are usually associated with the well-known, undesirable coffee-ring effect due to the high solvent evaporation rate at the edges of the printed droplets. Such particle accumulation phenomenon in vicinity of the three-phase contact lines of sessile droplets is considered detrimental to inkjet printing applications. This study investigates the material interactions and self-assembly of colloidal inks in inkjet printing applications at different length scales. The potential of inkjet printing has been exploited through employing the dual-droplet inkjet printing of colloidal particles to investigate the self-assembly of colloidal nanoparticles at the air-liquid interface and at the three-phase contact line of sessile droplets, which provide better understanding of the particle deposition morphologies after solvent evaporation. Different from conventional inkjet printing, the dual-droplet printing involves jetting wetting droplets, containing colloidal nanoparticles dispersed in solvents with high vapor pressure, over supporting droplets composed of water only. By tuning the surface tensions and controlling the jetting parameters of the jetted droplets, monolayers with closely-packed deposition of colloidal nanoparticles are demonstrated. Various solutions are proposed to totally suppress or mitigate the coffee-ring effect in inkjet printing applications through tuning the pH value of the supporting droplets in the dual-droplet inkjet printing to control the multibody interactions (i.e., particle-particle, particle-interface, and particle-substrate interactions) or by applying magnetic field to direct the self-assembly of colloidal particles in conventional inkjet printing. In addition, the influence of various forces such as drag force, van der Waals force, electrotactic force, and capillary force on the particle deposition and assembly in vicinity of the three-phase contact line area were investigated for both the conventional and dual-droplet inkjet printing techniques. Finally, fabrication of functional devices such as stretchable conductors have also been demonstrated by inkjet printing of silver nanowires into elastomer substrate, where the viscous liquid elastomer layer shaped the printed silver wire lines into tens of micrometers in dimeter. The silver nanowires align along the printing direction during solvent evaporation, resulting in wires with good mechanical stability and electrical performance. The printing techniques and the outcomes presented in this study can be harnessed in engineering and manufacturing a wide range of technological applications ranging from high-performance optical and electronic devices to stretchable conductors and sensors.

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Mendes, Marcel D. "The Characterization of Biofilm Attachment to Metal Interfaces: Effects of Substratum Properties". DigitalCommons@CalPoly, 2012. https://digitalcommons.calpoly.edu/theses/816.

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Bacteria are among the most abundant microorganisms on earth, and can be found in essentially every environment. When a clean surface is exposed to media containing planktonic bacteria, the bacterial cells will attach to the surface and aggregate to form what is known as a biofilm. Biofilms have been shown to negatively affect many industries including medical, industrial, and food science applications. While biofilms have been well characterized from a microbiology perspective, there has been much less research from a materials science standpoint. It is hypothesized that the material properties of the substratum (such as the micro-structure) have a significant impact on biofilm growth. To research this hypothesis, protocol was established in order to produce, analyze, and study biofilms in a static exposure system. Though simple, the static bioreactor was proved to be adequate for inducing microbial attachment to processed samples. Methodologies for analyzing the established biofilms were presented, and an experimental procedure was proposed that enables the correlation of material properties to microbial growth on the substratum. The experimental procedure utilized Design of Experiments in a three factor, two level study that identified the interaction of Material Composition, Surface Conditions, and the Effect of Welding on microbial growth. In a trial iteration of the experiment, samples of 303 and 304 Stainless Steel were mounted in Bakelite and processed. Some samples were sanded to 600 grit sand paper, while others were polished to 1µm. The samples were exposed to biologically active natural water and imaged with scanning electron microscopy. Preliminary results were presented, and limitations of the study were identified.

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Legros, Anne. "Etude des propriétés interfaciales entre polypropylène fonctionnalisé et substrat d'acier". Lyon 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LYO10120.

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Cette etude concerne la caracterisation des interfaces en vue de mieux maitriser les performances des assemblages polymere/acier. Le polypropylene est fonctionnalise dans la masse, par greffage radicalaire de groupements esters et epoxydes. La surface d'acier subit une oxydation par voie thermique ou electrochimique (anodisation). Ce travail comporte trois etapes principales, utilisant respectivement des essais mecaniques destructifs, les techniques ultrasonores et la reflexion absorption infrarouge en incidence rasante. L'amelioration de l'adherence et de la tenue au vieillissement des systemes acier anodise/pp greffe au methacrylate de glycidyle (mag) est attribuee a l'etablissement d'interactions de type alcoolate, carboxylate ou de complexation, entre les fonctions epoxydes et esters et les oxydes ou hydroxydes metalliques. La porosite des couches anodisees intervient egalement dans l'accrochage mecanique du film et dans la multiplication des sites reactionnels. Par ailleurs, l'analyse morphologique des grains de polypropylene greffe revele l'existence d'une structure cur/peau et l'assemblage du film fait apparaitre une couche entre l'acier et ce polymere, d'epaisseur evaluee a une centaine d'angstroems et de module inferieur a celui du polypropylene massique. Constituee par des chaines de polymethacrylate de glycidyle, celle-ci est prise en compte lors de la simulation de la propagation des ondes ultrasonores

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Hadad, Mousab. "Évaluation de l’adhérence et des contraintes résiduelles de revêtements obtenus par projection thermique". Thesis, Lille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LIL10115/document.

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Pour les revêtements obtenus par projection thermique, c'est-à-dire entrant dans la catégorie des revêtements épais, l’adhérence sur le support et les contraintes résiduelles sont les paramètres principaux déterminant leur performance en service. Bien que de nombreuses méthodes aient été essayées pour évaluer l'adhérence, il n'existe pas de test satisfaisant toutes les exigences tant techniques que théoriques nécessaires pour représenter valablement l’adhérence d’un revêtement. L’idée essentielle est de comparer plusieurs méthodes d’essais capables d’aboutir à une ténacité d’interface ou une énergie de fissuration interfaciale représentatives de l’adhérence de revêtements préparés dans des conditions d’élaboration les plus variées possibles. En dehors de l’essai normalisé EN582, l’indentation interfaciale, l’essai de cisaillement et l’indentation Rockwell-C associée à une modélisation par éléments finis ont été utilisés. Les contraintes résiduelles ont été estimées par l’essai de courbure, le perçage incrémental et par une méthode indirecte à partir des résultats de l’indentation interfaciale. Pour les revêtements métalliques, on observe une corrélation quasi-linéaire entre les ténacités d’interface obtenues par indentation interfaciale et par cisaillement. Ce résultat, très nouveau, est très important, car le fait que les deux essais donnent des résultats parfaitement cohérents et fiables, montre leur pertinence pour évaluer l'adhérence. Enfin, le traitement de recuit, en permettant l’établissement d’un nouvel état de contraintes à l’intérieur du revêtement et du substrat, a permis de quantifier l’influence des contraintes résiduelles sur l’adhérence
For thermal sprayed coatings that are characterized by thick coatings, the adhesion to the substrate and residual stresses are the main parameters determining their performance in service. Although many methods have been tried to assess adhesion, there is no test, nowadays, that satisfies all requirements, both technical and theoretical, necessary to properly represent the adhesion of a coating on its substrate. The essential idea here is to compare several test methods capable of delivering an interface toughness or interfacial fracture energy representative of the adhesion of coatings. Various conditions of spraying as well as different materials and substrates were used. Apart from the EN582 standard test, indentation interfacial, in-plane shear and C-Rockwell indentation associated with a finite element modeling were used. The residual stresses were estimated using the curvature bending, the incremental hole drilling and the indirect method based on the results of the interfacial indentation. We show that the methods of interfacial indentation and in-plane tensile tests provide the best prospects in terms of consistency and reliability of the physical quantities obtained. For example, for metallic coatings, a quasi-linear correlation was found between the results of the interface indentation and the in-plane tensile tests. This result is very important since both tests provide fully consistent and reliable results, thus demonstrating their relevance to assess adhesion. Finally, the annealing process, allowing the establishment of a new state of residual stress within the coating and substrate, was used to analyze the influence of residual stresses on adhesion

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Robb, David Andrew. "An investigation of the nature of the interaction of dicyandiamide cured epoxy resin adhesives with aluminium substrates, using model compounds". Thesis, University of Strathclyde, 2001. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.366906.

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Belalia, Keltoume. "Ellipsométrie spectroscopique à modulation de phase : construction de l'appareillage et application à la caractérisation des substrats Si et GaSb et des couches d'oxydes déposées sur ces substrats". Montpellier 2, 1991. http://www.theses.fr/1991MON20247.

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Notre travail a ete axe sur la realisation d'un ellipsometre a modulation de phase (240-600 nm) et son application a l'etude des couches minces et des interfaces. Le principe de cette technique optique, non destructive est l'etude de la modification de l'etat de polarisation de la lumiere apres sa reflection sur un echantillon. Nous avons rapporte les aspects theoriques de l'ellipsometrie spectroscopique: le principe de la methode, les modeles utilises (modele a substrat nu, modele a une couche, et le modele multi-couche) et la theorie du milieu effectif appliques dans le cas des melanges (la couche etant un melange de deux phases). Une description des composants optiques du dispositif experimental et du systeme d'acquisition a ete donnee ainsi que les differentes etapes suivies pour la calibration de l'appareil. D'autre part, nous avons developpe les methodes de minimisation utilisee ou elaboree pour la determination des epaisseurs, des indices et des fractions volumiques. L'application de ces methodes et les resultats obtenus sur les substrats de silicium (si) et d'antimoniure de gallium (gasb) ainsi que les couches d'oxyde natif du si et du gasb, de silice thermique sur si, d'oxyde anodique de gasb et de silice evaporee sur gasb sont egalement illustres

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Tchangai, Tchaa. "Caracterisation electrique des films de polyamide-imide et de leurs interfaces avec un substrat semiconducteur". Toulouse 3, 1988. http://www.theses.fr/1988TOU30101.

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Preparation de couches minces par pelliculage sur substrat de verre metallique ou semiconducteur. L'adherence se fait par des liaisons chimiques; les films resistent a la gravure par plasma fluore. Mecanisme de la conduction electrique

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Tchangai, Tchaa. "Caractérisation électrique des films de polyamide-imide et de leurs interfaces avec un substrat semiconducteur". Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37618811c.

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Carrara, Pietro [Verfasser], i H. [Akademischer Betreuer] Budelmann. "Interface behavior of fiber reinforced polymer composites externally glued to quasi-brittle substrates / Pietro Carrara ; Betreuer: H. Budelmann". Braunschweig : Technische Universität Braunschweig, 2014. http://d-nb.info/1175820091/34.

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Douarche, Carine. "Étude de l'adsorption de l'ADN simple brin et double brin aux interfaces". Lille 1, 2007. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2007/50376-2007-183.pdf.

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Les interactions acides nucléiques - interfaces jouent un rôle important à la fois dans de nombreux phénomènes biologiques et dans les biotechnologies. Ce travail de thèse est consacré l'étude de l'adsorption de l'ADN sur deux types d'interfaces: (i) des surfaces solides de silicium fonctionnalisées et (ii) l'interface eau/air. L'étude de ces systèmes simples a été entreprise afin de mieux comprendre les interactions existant in vivo et de faire progresser les biotechnologies impliquant des surfaces. (i) Nous avons élaboré un protocole de fonctionnalisation chimique du silicium permettant d'obtenir des surfaces atomiquement planes, sans oxyde, et qui possèdent une fonctionnalité chimique choisie. La caractérisation des molécules greffées (nature chimique, densité, homogénéité) a été faite par spectroscopie infrarouge et par microscopie AFM. La technique de greffage moléculaire développée permet d'obtenir des monocouches denses de molécules organiques. Nous avons alors étudié par différentes techniques les interactions moléculaires entre les acides nucléiques simple brin et double brin et différents types de surfaces: a) des surfaces greffées de composés aromatiques (phénol) par microscopie AFM et b) des surfaces chargées positivement (par greffage de groupement amines) par réflectivité de rayons X. (ii) Nous avons étudié l'adsorption de l'ADN simple brin à l'interface eau/air par une technique d'autoradiographie. Nous avons montré que cette adsorption est directement corrélée à une agrégation de l'ADN, soit en présence d'ions multivalents, soit à haute concentration en sels monovalents.

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Marrier, Etienne. "Modélisation de l'évolution de la composition du substrat au cours de l'oxydation sélective des alliages à haute température". Thesis, Saint-Etienne, EMSE, 2015. http://www.theses.fr/2015EMSE0810/document.

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L'oxydation sélective conduit à un appauvrissement du substrat qui contribue aux phénomènes de corrosion sous contrainte. Afin de prédire cet appauvrissement en élément oxydable, un modèle basé sur la diffusion dans le substrat et l'équilibre des flux au niveau de l'interface alliage/oxyde a été développé. La cinétique d'oxydation du matériau est utilisée comme donnée d'entrée du modèle et permet de piloter le déplacement de l'interface alliage/oxyde.Le modèle d'appauvrissement développé a été validé dans la cas de l'oxydation de l'alliage binaire Pt-Ni à 850 °C, en reproduisant la solution analytique du modèle de Wagner. L'utilisation de la méthode des différences finies a permis de lever les hypothèses d'une concentration à l'interface alliage/oxyde et d'un coefficient d'interdiffusion constants.L'appauvrissement initial en élément oxydable d'un alliage binaire (passivation, pré-oxydation) a peu d'influence sur l'évolution de l'appauvrissement de l'alliage lors de son oxydation à haute température. En revanche, lorsque le coefficient d'interdiffusion de l'alliage est plus grand en subsurface qu'en volume de cet alliage (écrouissage), la concentration en élément oxydable au niveau de l'interface alliage/oxyde décroit au cours de l'oxydation. Les profils d'appauvrissement présentent alors un point d'inflexion dû à une diffusion plus rapide au voisinage de l'interface.Enfin, le modèle a été appliqué à l'oxydation en milieu aqueux à une température de 290 °C pour étudier la déchromisation de l'alliage 690 en milieu primaire des REP. Ceci a permis de conforter la cinétique d'oxydation logarithmique directe proposée dans la littérature pour cet alliage
High temperature selective oxidation of alloys usually results in substrate depletion. This phenomenon can be at the origin of stress corrosion cracking (SCC) initiation. To predict the depletion of the oxidizable element, a model based on diffusion in the substrate and fluxes balance at the oxide/alloy interface has been developed. The oxidation kinetics is used as input data of the model in order to drive the oxide/alloy interface displacement when the oxidizable element is "consumed" from the alloy.The depletion model presented in this work has been validated in the case of the oxidation at 850 °C of the Pt-Ni binary alloy by reproducing the Wagner's analytical solution. The two assumptions of a fixed concentration at the oxide/alloy interface, and of a diffusion coefficient homogeneous in the substrate and constant during oxidation, have been relaxed using finite difference method.An initial depletion of a binary alloy in oxidizable element (passivation, pre-oxidation) has a low impact on the substrate depletion evolution during high temperature oxidation. However, when the interdiffusion coefficient in the alloy is greater in subsurface than in the bulk (work-hardening), the oxidizable element concentration at the oxide/alloy interface decreases during the oxidation. Depletion profiles show an inflexion point due to faster diffusion close to the interface.Finally, the model has been applied to oxidation in aquaous media at a temperature of 290 °C to study Cr-depletion of alloy 690 in PWR primary water. The direct logarithmic oxidation kinetics proposed in the literature has been validated

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McEwen, Gerald Dustin. "Raman Microspectroscopy, Atomic Force Microscopy, and Electric Cell-Substrate Impedance Sensing For Characterization of Bio-Interfaces: Molecular, Bacteria, and Mammalian Cells". DigitalCommons@USU, 2012. https://digitalcommons.usu.edu/etd/1251.

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A fundamental understanding of bio-interfaces will facilitate improvement in the design and application of biomaterials that can beneficially interact with biological objects such as nucleic acids, molecules, bacteria, and mammalian cells. Currently, there exist analytical instruments to investigate material properties and report information on electrical, chemical, physical, and mechanical natures of biomaterials and biological samples. The overall goal of this research was to utilize advanced spectroscopy techniques coupled with data mining to elucidate specific characteristic properties for biological objects and how these properties imply interaction with environmental biomaterials. My studies of interfacial electron transfer (ET) of DNA-modified gold electrodes aided in understanding that DNA surface density is related to the step-wise order of which a self-assembled monolayer is created on a gold substrate. Further surface modification plays a role in surface conductivity, and I found that electro-oxidation of the DNA involved the oxidation of guanine and adenine nucleotides. Scanning tunneling microscopy (STM) was used to create topography and current images of the SAM surfaces. I also used Raman microspectroscopy (RM) to obtain spectra and spectral maps of DNA-modified gold surfaces. For studies of bacteria, atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM) images showed similar morphological features of Gram-positive and Gram-negative bacteria. Direct classical least squares (DCLS) analysis aided to distinguish co-cultured strains. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy proved insightful for characteristic bands for Gram-positive bacteria and a combined AFM/RM image revealed a relationship between culture height/density and peak Raman intensity. In our mammalian cell studies we focused on human lung adenocarcinoma epithelial cells (A549), metastatic human breast carcinoma cells MDA-MB-435 (435), and non-metastatic MDA-MB-435/BRMS1 (435/BRMS1). RM revealed similarities between metastatic 435 and non-metastatic 435/BRMS1 cells compared to epithelial A549 cells. AFM showed increases in biomechanical properties for 435/BRMS1 in the areas of cell adhesion, cell spring constant, and Young’s modulus. Fluorescent staining illustrates F-actin rearrangement for 435 and 435/BRMS1. Electric cell-substrate impedance sensing (ECIS) revealed that 435 cells adhere tightly to substrata and migrate rapidly compared with 435/BRMS1. For ECIS, ≤10-fold diesel exhaust particles (DEP) concentration exposure caused clastogenic DNA degradation whereas ≥25-fold DEP exposure caused cytotoxic results. Resveratrol (RES) at 10 μM showed minimal to mild protection against DEP before and after exposure and aided in improving injury recovery.

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Emonot, Jérôme. "Contribution à l'étude du contact dynamique entre une nappe de liquide et un substrat solide". Lyon 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LYO10232.

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Une operation d'enduction concerne le revetement en continu d'une surface solide par un liquide et se retrouve dans de nombreux secteurs de l'industrie (papier, plastique, textile non tisse, emballage, magnetique, photographie). L'interet porte par les scientifiques sur le sujet n'est pas nouveau mais force est de constater que le savoir faire technologique a jusqu'a present devance la comprehension physique pour le developpement des nombreux outils d'enduction existants. Celle-ci se heurte a deux problemes majeurs: la presence de surfaces libres et le contact du liquide avec la surface du substrat solide. Le probleme des surfaces libres a ete resolu recemment dans la plupart des configurations a l'aide de methodes numeriques evoluees. L'intersection de l'interface liquide-air par la surface solide, au moment du contact avec le substrat, demeure, quant a elle, un probleme incompletement resolu. Il releve a la fois de la physique microscopique de l'etalement de goutte et de la mecanique des fluides macroscopique. D'un point de vue de mecanicien, l'analyse de l'ecoulement du liquide au voisinage du contact avec le substrat se heurte a deux difficultes: la singularite de la ligne triple (valeur infinie du taux de cisaillement au contact) et l'indetermination sur la valeur reelle de l'angle de contact dynamique. L'enduction a haute vitesse a revele un nouveau phenomene qui perturbe la phase de contact: l'entrainement d'air. En se placant resolument dans une situation ou une lame d'air est entrainee sous le film liquide, le contact n'est alors qu'apparent et un modele complet d'ecoulement d'air est propose. Ce modele conduit a la prediction de l'epaisseur de la lame d'air susceptible d'etre entrainee, en fonction des differents parametres du procede. Nous montrons alors comment la prise en compte de cette lame d'air permet de s'affranchir du probleme de la ligne triple et de l'angle de contact dynamique. Nous appliquons ensuite le modele au cas de la fabrication de films plastique. Un prototype d'aide au contact, concu sur la base des calculs, permet de verifier experimentalement la validite des simulations. Enfin, l'influence sur le refroidissement du film par la surface solide, de la lame d'air piegee au contact, est evaluee dans le cas particulier du cast-film

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Day, Stephen. "Controlling charge carrier injection in organic electroluminescent devices via ITO substrate modification". Thesis, University of Nottingham, 2001. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.368243.

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Schonjahn, Cornelia. "Surface treatment in a cathodic arc plasma : key step for interface engineering". Thesis, Sheffield Hallam University, 2001. http://shura.shu.ac.uk/20336/.

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The effect of substrate surface treatment (substrate sputter cleaning) in a cathodic arc plasma prior to unbalanced magnetron deposition of transition metal nitride coatings on the performance of the coated components has been investigated. In particular the influence of parameters such as ion species, ion energy and exposure time on the changes in substrate surface topography, microstructure and micro-chemistry were studied employing transmission electron microscopy, energy dispersive X-ray analysis, electron energy loss spectroscopy, X-ray diffraction, atomic force microscopy and optical microscopy. The consequences for both the microstructure of subsequently grown transition metal nitride coatings and their adhesion were elucidated. The relevance for practical applications was demonstrated using the example of dry high-speed milling tests, which showed that an appropriate choice of substrate surface pre-treatment parameters can double the life time of the coated tools. This was found to be due to an improved adhesion as a result of a combina-tion of reduced oxygen incorporation at the interface between coating and substrate and local epitaxial growth of the coating. The latter is promoted by certain sub-strate surface pre-treatment procedures, which provide clean surfaces with preserved crystallographic order.

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Linossier, Isabelle. "Utilisation de la spectrométrie infrarouge des ondes évanescentes, pour l'étude in-situ de la zone interfaciale polymère-substrat". Lyon 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LYO10220.

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Les systemes polymere/substrat couvrent un large champ d'application. Dans de tels systemes, l'etude de la zone interfaciale (zone plus generalement denommee interphase) existant entre le support et le materiau organique presente un interet aussi bien d'un point de vue fondamental, pour la comprehension de phenomenes d'adhesion, que pratique afin de determiner la resistance des assemblages a diverses agressions (humidite, milieux corrosifs). Les techniques adaptees a l'etude in-situ de tels systemes sont tres rares. Parmi celles-ci, la spectrometrie infrarouge des ondes evanescentes (attenuated total reflection: atr) presente des potentialites interessantes et originales qui sont explorees et exploitees au cours de cette these. Ce travail a consiste a elaborer une cellule de mesure atr permettant d'etudier la diffusion de l'eau a travers un film mince de polymere. Les experiences conduites avec du polystyrene (ps), du poly(methacrylate de methyle) (pmma) et une resine epoxy ont permis de calculer un coefficient de diffusion et de discuter, pour chaque, cas la conformite a un comportement fickien ou non. L'effet de la masse moleculaire du polymere et des defauts presents dans le revetement sont clairement mis en evidence par cette technique. Une deuxieme geometrie de cellule a egalement ete developpee afin d'exposer directement a l'agression du diffusant la zone interfaciale polymere/substrat. La preponderance de la diffusion a l'interface a ete mise en evidence dans le cas du pmma qui presente une faible adhesion au support. Afin d'ameliorer cette adhesion, un traitement de surface du substrat par plasma d'ammoniac a ete effectue. Des analyses xps et ftir ont montre l'existence d'une interaction chimique du pmma avec le substrat traite, conduisant a une augmentation de l'adhesion et en consequence a une nette diminution de la diffusion de l'eau a l'interface. Enfin, le systeme developpe est applique a l'etude in-situ de la synthese d'un polymere conducteur (la polyaniline) par electrochimie. La technique atr montre ainsi tout son potentiel pour etudier la formation et la degradation d'interfaces polymere/substrat. La forte sensibilite de la technique, sa fiabilite et sa selectivite (analyse vibrationnelle) en font une methode de choix dans le domaine des sciences de l'adhesion

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Rouina, Fayçal. "Caractérisations électrochimique et photoélectrochimique de couches passives à la surface du fer résultant de traitements électrochimiques". Grenoble INPG, 1990. http://www.theses.fr/1990INPG0026.

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Dans l'etude des interfaces fer/oxydes et hydroxydes de fer/electrolyte alcalin deux types d'impuretes ont ete consideres: celles contenues dans le substrat et celles inserees electrochimiquement dans la couche de surface. Le comportement electrochimique du fer varie en fonction de la teneur en impuretes contenues respectivement, dans le fer tres pur, le fer industriel (telar) et le fer pur 3% de silicium. La formation des couches passives a ete realisee par polarisation cyclique. Ce procede montre que: le dopage electrochimique, par les atomes d'or, est possible principalement sur le fer tres pur. Il augmente la stabilite de la couche passive et provoque une reactivite electrocatalytique specifique; la presence des impuretes du substrat permet d'obtenir une stabilite de la couche mais ne provoque pas de reactivite electrocatalytique particuliere. La vitesse de transfert de charges dans l'obscurite pour le systeme redox fe(cn)#6#4#/fe(cn)#6#3# est plus elevee sur les couches passives a la surface du fer en milieu basique que celle obtenue dans la litterature en milieu neutre. Le dopage par l'or conserve la reactivite electrochimique de la couche vis-a-vis du systeme redox considere la photo-excitation des couches passives montre la validite du modele de poole-frenkel. La photoreactivite comparee de ces couches vis-a-vis de oh# et de fe(cn)#6#4# montre l'effet des charges electrostatiques dus a l'accumulation de trous photogeneres

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Telfer, Samantha Anne. "Fundamental study of growth of (Zn,Cd)Se on GaAs (211)B from hetero-interface to nanostructures". Thesis, Heriot-Watt University, 2000. http://hdl.handle.net/10399/515.

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Sugar, Joshua D. "Mechanisms of microstructure development at metallic-interlayer/ceramic interfaces during liquid-film-assisted bonding". Berkeley, Calif. : Oak Ridge, Tenn. : Lawrence Berkeley National Laboratory ; distributed by the Office of Scientific and Technical Information, U.S. Dept. of Energy, 2003. http://www.osti.gov/servlets/purl/825347-j6A0Su/native/.

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Thesis (M.S.); Submitted to the University of California, Berkeley, CA (US); 1 Dec 2003.
Published through the Information Bridge: DOE Scientific and Technical Information. "LBNL--54185" Sugar, Joshua D. USDOE Director. Office of Science. Basic Energy Sciences (US) 12/01/2003. Report is also available in paper and microfiche from NTIS.

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Choi, Sung-Eun [Verfasser], Andreas [Akademischer Betreuer] Offenhäusser i Jörg [Akademischer Betreuer] Fitter. "Design and investigation of a biomimetic interface between nerve cells and technical substrates / Sung-Eun Choi ; Andreas Offenhäusser, Jörg Fitter". Aachen : Universitätsbibliothek der RWTH Aachen, 2016. http://d-nb.info/1130151670/34.

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Rozprawy doktorskie na temat „Substrate interface”

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