Categoria: Master tesi

Author: Marco Cesco; Type of thesis: Master Thesis
Abstract: L’applicazione di questo lavoro, riguardante un contratto di ricerca tra l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e l’azienda Fabbrica d’Armi Pietro Beretta (FDAPB), ha richiesto il ricoprimento della superficie interna di canne tubolari con lo scopo di evitare delaminazione ed usura nel tempo.
I rivestimenti dovranno essere, perciò dotati di un’elevata purezza, ottima adesione, resistenza a corrosione ed elevate temperature.
I campioni tubolari saranno in materiale ferroso, aventi diametro interno di 18 mm e lunghezza pari a 788 mm.
Il materiale utilizzato per il ricoprimento è il niobio, il quale potrebbe essere la soluzione ottimale per l’applicazione richiesta.
Data la dimensione del campione, la principale problematica risiede nell’ottenere un plasma uniforme ed omogeneo per tutta la sua lunghezza all’interno dello stretto diametro.
Si è deciso di attuare un approccio di tipo PVD con due possibili configurazioni:
Sputtering a diodo in corrente continua (DC) ed alternata (AC).
Sono stati utilizzati strumenti quali il microscopio elettronico a scansione (SEM) e la spettrometria a dispersione di energia (EDX) per studiare le diverse proprietà e per caratterizzare i rivestimenti ottenuti in modo da capire quale tra le due soluzioni sia la migliore.
Inoltre, sono stati fatti ulteriori esami chimici per testarne la qualità come la porosità e la purezza.
Il presente lavoro di tesi ha riguardato anche la progettazione meccanica e la realizzazione di alcune componenti che serviranno a migliorare le condizioni per il trattamento di deposizione.

Author: Marco Zordan ; Type of thesis: Master thesis
Abstract: I film sottili sono al giorno d’oggi oggetto di studio e sperimentazione in virtù dei loro numerosi impieghi in ambito industriale. Molteplici sono i campi coinvolti ed interessati alla ricerca di questi nuovi “prodotti” e si cerca di spingere sempre più in alto i livelli prestazionali richiesti dai materiali; si va dal campo ingegneristico a quello chimico e fisico fino a quello che studia la scienza dei materiali che comprende anche il ramo biomedico. La continua ricerca di nuove proprietà caratteristiche dei diversi film sottili realizzabili su substrati generici è infatti il principio sul quale si sviluppa il lavoro di questa tesi: la realizzazione e lo studio della caratterizzazione di un deposito di argento su substrati edibili per il mercato orientale e medio orientale.
Si adopera uno dei processi più semplici e versatili per la realizzazione di film sottili cioè il sistema magnetron sputtering che risulta inoltre veloce ed adattabile alle condizioni di lavoro richieste.
Lo svolgimento sperimentale della tesi ha rivelato inoltre durante la fase di deposizione con il sistema di sputtering alcuni aspetti che influenzano la stabilità del processo stesso, aspetti che riguardano la fase di pre-sputtering sul materiale sorgente impiegato. È stato analizzato l’aspetto qualitativo di adesione dei depositi sui diversi campioni edibili, analisi che hanno rivelato delle marcate differenze tra i film sottili realizzati. Con questo lavoro di tesi, dopo aver delineato le proprietà antibatteriche dell’argento, il loro utilizzo nella preparazione dei cibi in Oriente e le caratteristiche della tecnica di sputtering (in particolare quella di magnetron sputtering), ho fornito una descrizione dettagliata dei processi effettuati su diversi substrati edibili, con particolare attenzione a quelli effettuati sul cardamomo, al fine di ottenere delle deposizioni ripetibili, ovvero avere il controllo dei parametri coinvolti nel processo, e determinare con precisione il rate di deposizione, in modo da poter conoscere con sufficiente accuratezza lo spessore di film depositato.

Author: Nicoletta Ciatara ; Type of thesis: Master thesis
Abstract: I film sottili sono al giorno d’oggi oggetto di studio e sperimentazione in virtù dei loro numerosi impieghi in ambito industriale. Molteplici sono i campi coinvolti ed interessati alla ricerca di questi nuovi “prodotti” e si cerca di spingere sempre più in alto i livelli prestazionali richiesti dai materiali; si va dal campo ingegneristico a quello chimico e fisico fino a quello che studia la scienza dei materiali che comprende anche il ramo biomedico. La continua ricerca di nuove proprietà caratteristiche dei diversi film sottili realizzabili su substrati generici è infatti il principio sul quale si sviluppa il lavoro di questa tesi: la realizzazione e lo studio della caratterizzazione di un deposito di argento su substrati edibili per il mercato orientale e medio orientale.
Si adopera uno dei processi più semplici e versatili per la realizzazione di film sottili cioè il sistema magnetron sputtering che risulta inoltre veloce ed adattabile alle condizioni di lavoro richieste.
Lo svolgimento sperimentale della tesi ha rivelato inoltre durante la fase di deposizione con il sistema di sputtering alcuni aspetti che influenzano la stabilità del processo stesso, aspetti che riguardano la fase di pre-sputtering sul materiale sorgente impiegato. È stato analizzato l’aspetto qualitativo di adesione dei depositi sui diversi campioni edibili, analisi che hanno rivelato delle marcate differenze tra i film sottili realizzati. Con questo lavoro di tesi, dopo aver delineato le proprietà antibatteriche dell’argento, il loro utilizzo nella preparazione dei cibi in Oriente e le caratteristiche della tecnica di sputtering (in particolare quella di magnetron sputtering), ho fornito una descrizione dettagliata dei processi effettuati su diversi substrati edibili, con particolare attenzione a quelli effettuati sul cardamomo, al fine di ottenere delle deposizioni ripetibili, ovvero avere il controllo dei parametri coinvolti nel processo, e determinare con precisione il rate di deposizione, in modo da poter conoscere con sufficiente accuratezza lo spessore di film depositato.

Author: STEFANO RAPPO ; Type of thesis: Master thesis
Abstract:

Lo scopo di questo lavoro di tesi, riguardante un contratto tra l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare INFN e la società Fabbrica d’Armi Pietro Beretta FDAPB, consiste nel realizzare la deposizione di un ricoprimento protettivo all’interno di una canna tubolare ferromagnetica (provetta sparo), avente diametro pari 18 mm a e lunghezza 165 mm.
In questa trattazione si propone di realizzare ricoprimenti protettivi di Niobio, Grafite ed eventuali altri elementi e/o leghe, i quali potrebbero essere la soluzione ottimale per l’applicazione richiesta.
In particolare, si proverà ad ottenere uno spessore maggiore a 5 um, all’interno di un campione ferromagnetico di forma complessa. La difficoltà principale sembra essere data proprio dal ridotto diametro interno ( per motivi fisici consistenti nello spazio disponibile; oltre a questo, l’applicazione richiede un ricoprimento altamente resistente ad alta temperatura ed a corrosione, denso e con ottima adesione all’interfaccia rivestimento-substrato. Per questo motivo non risulta possibile l’utilizzo di un trattamento di elettrodeposizione per il Niobio, su cui sono stati fatti molti tentativi anche nei laboratori nazionali di Legnaro, utilizzando sali fusi ad alta temperatura o liquidi ionici, ottenendo però un ricoprimento amorfo e poroso.
Si è scelto quindi di sondare due diverse possibili configurazioni di tipo PVD, a Post Magnetron Cilindrico e Plasma-Based Sputter Ion Plating, per studiarne le diverse proprietà caratterizzando i film ottenuti con tecniche di analisi SEM-EDX, allo scopo di comprendere con quale delle due configurazioni sia possibile ottenere i risultati migliori.

Author: STELVIO GOLFETTO ; Type of thesis: Master thesis
Abstract: Nato durante la crisi petrolifera del 1970, il fotovoltaico a concentrazione (CPV), congiuntamente a quello flat-plates e a quello thin-film, è una delle risposte ai problemi di carenza energetica che sfruttano la conversione della radiazione solare in potenza elettrica. Negli ultimi anni sono stati raggiunti importanti risultati in molti degli ambiti tecnologici che intervengono nella realizzazione di un sistema cpv. Tra questi uno dei più promettenti per lo sviluppo delle prossime generazioni di sistemi cpv è certamente la disponibilità di celle solari multi-giunzione ad alta efficienza,
ma anche la possibilità di realizzare ottiche free-form a basso costo riveste un ruolo fondamentale nel successo che il solare a concentrazione può avere in futuro. Questo lavoro si riferisce ad un sistema cpv progettato e realizzato da una azienda spin-off dell’Università di Padova, sistema detto twin focus, e riguarda in particolare l’attività di ricerca e sviluppo finalizzata ad ottimizzare le superfici ottiche. Dopo un breve percorso che, partendo dalla descrizione generale del fotovoltaico a concentrazione, arriverà allo sviluppo del twin focus, verranno illustrati i metodi di realizzazione e caratterizzazione delle superfici ottiche con particolare riferimento alla deposizione degli strati sottili che costituiscono le parti riflettenti. Infine verranno discusse le scelte che ne sono scaturite.

Author: Terenziani Giovanni ; Type of thesis: Master Thesis
Abstract: THIS THESIS IS PROTECTED BY TRADE SECRET. IF YOU WANT TO CONSULT IT, You need to contact the Master Director

Lo scopo di questa tesi è quello di realizzare una torcia al plasma atmosferico utilizzando componentistica a basso costo, quale quella dei normali forni a microonde. Tutto ciò è dovuto al fatto che sempre maggiore interesse da parte della comunità scientifica viene rivolto verso questo tipo di tecnologia, e i prezzi delle componenti non risulta essere ancora del tutto accessibile per ottenere un oggetto per le applicazioni industriali. Con questo obbiettivo è stata realizzato questo lavoro, e dai risultati ottenuti si è verificato che la strada è quella giusta da seguire, e l’enorme gap esistente tra la tecnologia già sviluppata e quella realizzata in loco è stato colmato. Si è riusciti infatti a riprodurre il sistema originale con un risparmio dei costi pari a circa 2 ordini di grandezza. Questo apre numerose ed interessanti strade per l’utilizzo di queste torce in ambienti sia industriali che di ricerca. Verranno illustrate le procedure di indagine, le evoluzioni fatte ed i risultati ottenuti, ponendo particolare attenzione sulle modalità di sviluppo delle componenti elettroniche che compongo il cuore del sistema. Una preliminare analisi delle caratteristiche del plasma è stata inoltre effettuata, portando interessanti risultati, meritevoli di ulteriori indagini. Ma prima di addentrarsi nei dettagli tecnici e strutturali un po’ di teoria dei plasmi. Continue reading →

Author: Crosato Carlo ; Type of thesis: Master Thesis
Abstract: Scopo del presente lavoro è raccogliere una serie di informazioni e studi pubblicati da autori vari riguardanti Cu2O, con particolare riguardo sia alla produzione di Cu2O sia al suo utilizzo in applicazioni fotovoltaiche. Gli studi e le applicazioni su questo particolare semiconduttore sono iniziati nel 1920 e hanno avuto un certo fervore fino al 1950. In questo periodo si sono studiate le proprietà di semiconduttore di tipo p di Cu2O e si sono realizzati i primi diodi Schottky rettificanti. Con l’avvento degli studi e le applicazioni sul silicio, l’interesse su questo materiale è andato via via diminuendo e di conseguenza gli investimenti in ricerca. Le caratteristiche di Cu2O sono però tali da renderlo un candidato autorevole nella produzione di celle fotovoltaiche. Il bandgap diretto, pari a circa 2eV, lo rende in teoria adatto all’assorbimento di una parte considerevole dello spettro solare e con efficienze teoriche del 20%. In pratica, però, le celle fotovoltaiche basate su Cu2O hanno mostrato efficienze inferiori al 2%. Questo soprattutto a causa di difettosità reticolari che però possono essere ridotte con opportuni trattamenti, lasciando intravedere quindi ampi spazi di miglioramento. Rame e Ossigeno, utilizzati per la produzione di Cu2O, sono particolarmente abbondanti ed economici e ovviamente non tossici, così come i vari processi tecnologici utilizzati per la produzione. Questo rende Cu2O particolarmente attrattivo nella produzione di celle fotovoltaiche “low cost” seppur a bassa o media efficienza. Le nuove tecniche di deposizione via sputtering, anche su materiale flessibile in rotoli, può permettere la realizzazione di vaste aree attive e quindi una sufficiente corrente fotovoltaica totale. Da non sottovalutare poi la facilità d’integrazione architettonica. Continue reading →

Author: AZZOLINI OSCAR ; Type of thesis: Master Thesis
Abstract:

La collaborazione tra Tegola Canadese e LNL‐INFN è volta a studiare ricoprimenti a film sottile di substrati metallici, in particolare rame e alluminio, riconducibili ai prodotti tegole bituminose metalliche. I ricoprimenti PVD hanno come caratteristica principale il loro spessore compreso in un intervallo che va dalle centinaia di nanometri fino a qualche micron. Si intuisce come l’utilizzo di queste tecniche possa rivoluzionare la produzione di tegole dal punto di vista economico.
Infatti substrati metallici di basso valore su cui si realizzano ricoprimenti pregiati a film sottile come oro, argento o platino acquistano un valore intrinseco notevolmente superiore, risparmiando tutto il materiale in eccesso rappresentato dal bulk del substrato metallico. Inoltre l’utilizzo di film sottili su substrati metallici soggetti a ossidazione o attacchi chimici, come avviene per le tegole metalliche esposte agli agenti atmosferici, può essere la soluzione per
questo problema. Il rame ad esempio possiede una colorazione naturale ed è l’unico metallo oltre all’oro ad essere colorato, ma se esposto agli agenti atmosferici cambia la sua colorazione naturale per la formazione superficiale di suoi ossidi e sali a stechiometria variabile. Questi processi chimici impiegano anni per realizzarsi, fino a cento anni per ottenere il colore verde della Statua della Libertà, e non tutti i colori intermedi che si possono ottenere con una continua
esposizione alle intemperie sono gradevoli dal punto di vista estetico. Dapprima si crea un ossido di colore bruno‐marrone, che fa perdere la lucentezza del rame metallico; col passare del tempo questo ossido, arricchendosi di altri elementi presenti nell’atmosfera, diventa sempre più scuro, fino a giungere ad un colore tipo testa di moro. Infine assume definitivamente quella caratteristica tonalità verde o verde‐azzurra. La velocità con cui cambia colore dipende da diversi
fattori come ad esempio l’inclinazione della lastra, i composti presenti in atmosfera che variano tra le diverse zone geografiche e l’umidità. Come si può facilmente immaginare l’applicazione di
film sottili protettivi per il mantenimento nel tempo del colore originale del rame, oppure la realizzazione di ricoprimenti PVD con una colorazione verde stabile nel tempo, permetterebbero di realizzare edifici che presentino le due colorazioni esteticamente più interessanti: il color rame naturale e il verde‐azzurro. In questo lavoro di tesi si è sperimentata l’applicazione di materiali duri e inerti chimicamente come il DLC (acronimo di diamond like carbon) e la silice, che peraltro sono otticamente trasparenti alla luce visibile. Questi materiali offrono una possibile via di sviluppo di ricoprimenti protettivi di substrati come le tegole in rame, senza modificarne drasticamente la colorazione naturale e mantenendola nel corso degli anni. Continue reading →

Author: DE BIASI Antonella ; Type of thesis: Master Thesis
Abstract: CUORE è un progetto internazionale che si propone come obiettivo la misura del tempo di decadimento doppio beta (decadimento ββ o DBD) del neutrino, cioè nell’occorrenza simultanea di due decadimenti beta nello stesso nucleo. Questo avviene mediante l’uso di un rivelatore composto da una schiera di 988 bolometri di TeO2, disposti in una configurazione cilindrica di 19 torri da 52 cristalli ciascuna. Dalla misura del tempo di decadimento dovrebbe essere possibile risalire direttamente alla massa del neutrino, uno dei grandi obbiettivi della ricerca attuale.
La pulizia superficiale della componentistica dell’esperimento CUORE è già stata oggetto di studio e lavoro, prodotti dal laboratorio di Superconduttività e Trattamenti di superficie dei LNL dell’INFN (per ulteriori informazioni si rimanda pertanto a detti elaborati [Menegatti (2005,2006)]).
Poiché il parametro cruciale di questo esperimento è il residuo della contaminazione radioattiva in superficie e la sua relativa rimozione, il più importante obbiettivo della fase di R&D di CUORE consiste nello sviluppare metodi per controllare e ridurre, a livelli trascurabili, il fondo radioattivo derivante da eventi di superficie. La configurazione di CUORE non permette un sostanziale aumento della sensibilità, se prima non viene messa a punto una procedura per abbattere di un ordine di grandezza l’inquinamento da Th e U presente sulla superficie dei cristalli e del rame. La pulizia della superficie dei materiali costituisce quindi una fase fondamentale affinché CUORE abbia successo.
Scopo dell’elaborato proposto è la compilazione di un accurato protocollo di pulizia in grado di ridurre la contaminazione radiattiva presente nel rame utilizzato. La procedura descritta nel protocollo è già in uso per pulire i campioni di CUORE, ma ha mostrato in alcuni punti lacune e problemi, che con il presente lavoro si cercherà di evidenziare e in taluni casi di risolvere. Un’analisi della procedura di pulizia è, infatti, fondamentale per apportare miglioramenti alla procedura stessa e capire quali saranno i prossimi passaggi da mettere a punto.
Scopo di questo lavoro è anche il fare il punto della situazione attuale per quanto concerne la pulizia superficiale dei campioni in Cu del progetto CUORE; questo scritto può costituire inoltre materiale informativo a disposizione dei gruppi scientifici che affrontano tematiche analoghe. Tra questi ultimi vi è il gruppo lavorante all’esperimento GERDA, proposto nel 2004 come un rivelatore di nuova generazione per la ricerca del decadimento doppio beta del 76Ge ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso. Continue reading →

Author: STRADA FABIO ; Type of thesis: Master Thesis
Abstract: THIS THESIS IS PROTECTED BY TRADE SECRET. IF YOU WANT TO CONSULT IT, You need to contact the Master Director

Oggi la legislazione italiana riconosce e tutela circa 200 distretti industriali di cui oltre 30 nel solo Veneto. Il distretto industriale è un agglomerato di piccole e medie imprese, ubicate in un ambito territoriale circoscritto, specializzate in una o più fasi di un processo produttivo e integrate mediante una rete complessa di interrelazioni di carattere economico e sociale. La formazione dei distretti industriali ha interessato prevalentemente settori industriali connotati da processi produttivi ad alta intensità di lavoro umano e scarsa automazione; innovazione legata a processi di learning by doing.
Tali caratteristiche sono riscontrabili nella produzione di beni di consumo durevoli (mobili, ceramiche, occhiali, gioielli, abbigliamento) e dei macchinari impiegati per la loro produzione. In Nord Italia, e in particolar modo in Veneto, esiste una forte tradizione di artigianato nel settore del legno e dei mobili d’arte, testimoniata dal fatto che i tronchi delle foreste locali venivano largamente impiegati dalla Repubblica di Venezia. Il distretto veneto del legno rappresenta oggi la maggior area mobiliera a livello nazionale, in cui operano centinaia di piccole e medie imprese. Aziende di tipo artigianale, che accentrano all’interno quasi tutte le fasi di produzione e delegano a specialisti solamente alcune particolari operazioni di finitura. Aziende con un prezioso bagaglio di conoscenze tecniche, preservate e valorizzate dal Distretto.
La sfida principale è allora quella di riuscire a sfruttare appieno queste conoscenze e saperle vendere nei tempi, modi e valori corretti. Difatti nella società moderna, dove dei mobili non si valuta quasi più la qualità ma solamente i tempi e i costi di realizzazione, un prodotto artigianale su misura rischia di essere declassato e considerato troppo oneroso rispetto ai prodotti industriali della concorrenza (soprattutto del Nord ed Est Europa). Quindi occorre che i mobilieri classici, con produzione artigianale, propongano nel modo corretto i propri mobili e complementi d’arredo, unici nel loro genere e con caratteristiche tattili e di durata nel tempo non paragonabili a prodotti trattati industrialmente a basso costo. A maggior ragione se si considera che i mercati esteri ormai assorbono la maggior parte della produzione, e il made in Italy si propone sempre più come un sinonimo di eleganza, design, lusso.
Mantenere la posizione di leadership mondiale nel mercato di fascia alta è possibile solo fornendo ai clienti prodotti che racchiudono un elevato valore intrinseco e una forte componente artigianale anche quando realizzati in serie. Il vantaggio competitivo è poi strettamente legato al contenuto di innovazione (incremento delle prestazioni, standard di sicurezza, impiego di nuovi materiali, etc.), e qui si comprende l’importanza del Distretto, tra i cui compiti c’è proprio quello di favorire gli investimenti in ricerca e sviluppo: ecco com’è nato questo progetto.
L’idea originale è di applicare a prodotti di interesse industriale tecnologie di frontiera, messe a punto in laboratori come quelli dell’INFN di Legnaro: nel caso specifico la deposizione di rivestimenti decorativi in metallo prezioso tramite deposizione fisico vapore (PVD). Questa tecnologia consente di realizzare film di spessore micrometrico o persino nanometrico (con evidente risparmio di materiale), e si propone come alternativa a tecniche più tradizionali e costose, come l’intarsio su legno. La prima parte della tesi sarà quindi dedicata all’esposizione dei fondamenti teorici della tecnica di deposizione PVD per sputtering, utilizzata durante il progetto.
Nella seconda parte sono presentate le fasi che hanno condotto alla realizzazione di un sistema prototipo da deposizione tramite DC magnetron sputtering di film sottili in metallo prezioso. Si parte dalle specifiche di portabilità, compattezza e fle Continue reading →