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1. (WO2012045190) METHOD FOR MEASURING NANOMETRIC PROPERTIES IN WOOD
Latest bibliographic data on file with the International Bureau   

Pub. No.:    WO/2012/045190    International Application No.:    PCT/CL2011/000060
Publication Date: 12.04.2012 International Filing Date: 06.10.2011
IPC:
G01N 3/42 (2006.01), G01N 33/46 (2006.01)
Applicants: UNIVERSIDAD DEL BIO BIO [CL/CL]; Av. Collao N°1202 Concepción (CL) (For All Designated States Except US).
GACITUA ESCOBAR, William Arnoldo [CL/CL]; (CL) (For US Only).
BUSTOS AVILA, Cecilia del Carmen [CL/CL]; (CL) (For US Only)
Inventors: GACITUA ESCOBAR, William Arnoldo; (CL).
BUSTOS AVILA, Cecilia del Carmen; (CL)
Agent: CAREY CARVALLO, Francisco; Estudio HarneckerCarey Ltda. Av. Isidora Goyenechea 2800 - Piso 42 Las Condes, Santiago 7550647 (CL)
Priority Data:
1111-2010 08.10.2010 CL
Title (EN) METHOD FOR MEASURING NANOMETRIC PROPERTIES IN WOOD
(ES) MÉTODO DE MEDICIÓN DE PROPIEDADES NANOMÉTRICAS EN MADERA
(FR) PROCÉDÉ DE MESURE DE PROPRIÉTÉS NANOMÉTRIQUES DANS LE BOIS
Abstract: front page image
(EN)The present invention relates to a method for determining the nanomechanical properties, cell morphology and mesoscale fissuring of wood, which comprises the following steps: a) obtaining and selecting samples from plantations, which comprises: a1) selecting at least six families; a2) cutting the selected trees into rounds; a3) identifying the North-South direction of each round and cutting the latter in the centre to obtain strips, from which pith-to-bark cubes are obtained; a4) air-drying the rounds with a view to examining the fissures; b) preparing the samples obtained in step a) for nanoindentation and obtaining nanomechanical properties, which comprises the following steps: b1) cutting the cubes from the spring wood; b2) impregnating with epoxy resin; b3) cutting the impregnated cube in the transverse face, cutting away the edges of the cube to give a truncated-pyramid shape, with a view to reducing the cut area; c) measuring the anatomy of the wood, which comprises the following steps: e1) performing a nanoindentation, which comprises pressing an indenting tool on the surface, leaving a mark on the material, where the parameters of the properties with maximum load (Pmáx), the diamond point penetration at maximum load (hmáx) and initial stiffness (Smax) are obtained, resulting from the unladen curve gradient; c2) determining the reduced modulus of elasticity (Er); c3) determining the modulus of elasticity (Es); c4) determining hardness by means of the maximum load applied and the geometry of the mark; c5) determining the ductility ratio, obtained on the basis of the modulus of elasticity and hardness (E/H); d) statistically analysing the data obtained in the previous step and correlating the nanomechanical properties, morphology of the cell structure and the fissures involved; and e) modelling the mechanical fracture of fissure propagation in the representative ring located in the spring wood, determining the critical force concentration factor and the stress level to which the cell structure of the wood is subjected, which is a product of growth stresses of the species of interest.
(ES)La presente invención se refiere a un método para determinar las propiedades nanomecánicas, la morfología celular y el agrietamiento a meso escala de la madera, que comprende las siguientes etapas: a) obtener y seleccionar muestras desde las plantaciones, que comprende: al) seleccionar a lo menos seis familias; a2) cortar en rodelas los árboles seleccionados; a3) identificar la dirección norte-sur de cada rodela, y cortarlas en el centro para la obtención de listones, de donde se obtienen cubos de médula a corteza; a4) secar las rodelas al aire con el fin de analizar las grietas; b) preparar las muestras obtenidas de la etapa a) para nanoindentación y obtención propiedades nanomecánicas, que comprende las siguientes etapas: b1) cortar los cubos desde la madera de primavera; b2) impregnar con resina epóxica; b3) cortar el cubo impregnado en la cara transversal, rebajando las orillas del cubo para dar forma a una pirámide truncada con el fin de disminuir el área de corte; c) medir la anatomía de la madera, que comprende las siguientes etapas: el) realizar una nanoindentación que comprende presionar un indentador sobre la superficie dejando sobre el material una huella, en donde se obtienen los parámetros de las propiedades con la carga máxima (Pmáx), la penetración de la punta de diamante en la carga máxima (hmáx) y la rigidez inicial (Smax), obteniéndose de la pendiente de la curva de descarga; c2) determinar del módulo de elasticidad reducido (Er); c3) determinar el módulo de elasticidad (Es); c4) determinar la dureza a través de la carga máxima aplicada y de la geometría de la huella; C5) determinar la razón de ductilidad, obteniéndola en base al módulo de elasticidad y dureza (E/H); d) analizar estadísticamente los datos obtenidos en la etapa anterior y correlacionar las propiedades nanomecánicas, morfología de la estructura celular y las grietas, que comprende; y e) modelar la fractura mecánica de la propagación de las grietas en el anillo representativo ubicado en la madera de primavera, determinando el factor crítico de concentración de esfuerzos y el nivel de tensión a la cual se encuentra sometida la estructura celular de la madera producto de las tensiones de crecimiento de la especie de interés.
(FR)La présente invention concerne un procédé pour déterminer les propriétés nanomécaniques, la morphologie cellulaire et la méso-fissuration du bois, consistant: (a) à obtenir et sélectionner des échantillons à partir des plantations, soit (a1) à sélectionner au moins six familles, (a2) à couper en rondelles les arbres sélectionnés, (a3) à identifier la direction nord-sud de chaque rondelle, et à les couper au centre pour l'obtention de liteaux, à partir desquels on obtient des cubes moelle-écorce, et (a4) à sécher les rondelles à l'air libre afin d'analyser les fissures; (b) à préparer les échantillons obtenus de l'étape (a) pour nano-indentation et obtention de propriétés nanomécaniques, soit (b1) à couper les cubes à partir du bois de printemps, (b2) à réaliser une imprégnation avec une résine époxy, (b3) à couper le cube imprégné sur la face transversale, avec réduction des bords du cube pour former une pyramide tronquée en vue d'une diminution de l'aire de coupe; (c) à mesurer l'anatomie du bois, soit (c1) à réaliser une nano-indentation consistant à presser un identateur sur la surface de manière à ménager une empreinte sur la matière, où sont obtenus des paramètres des propriétés avec la charge maximale (Pmax), la pénétration de la pointe de diamant en charge maximale (hmax) et la rigidité initiale (Smax), ce qui permet d'obtenir la pente de la courbe de décharge, (c2) à déterminer le module d'élasticité réduit (Er), (c3) à déterminer le module d'élasticité (Es), (c4) à déterminer la dureté au moyen de la charge maximale appliquée et de la géométrie de l'empreinte, (c5) à déterminer le coefficient de ductilité, obtenu sur la base du module d'élasticité et dureté (E/H); (d) à analyser statistiquement les données obtenues dans l'étape antérieure et à mettre en corrélation les propriétés nanomécamiques, la morphologie de la structure cellulaire et les fissures; et (e) à modéliser la fracture mécanique de la propagation des fissures dans l'anneau représentatif situé dans le bois de printemps, avec détermination du facteur critique de concentration d'efforts et du niveau de tension à laquelle est soumise la structure cellulaire du bois du fait des tensions de croissance de l'espèce d'intérêt.
Designated States: AE, AG, AL, AM, AO, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BH, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CL, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DO, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, GT, HN, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KM, KN, KP, KR, KZ, LA, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LY, MA, MD, ME, MG, MK, MN, MW, MX, MY, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PE, PG, PH, PL, PT, QA, RO, RS, RU, RW, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, ST, SV, SY, TH, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, ZA, ZM, ZW.
African Regional Intellectual Property Organization (BW, GH, GM, KE, LR, LS, MW, MZ, NA, RW, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW)
Eurasian Patent Organization (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM)
European Patent Office (AL, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV, MC, MK, MT, NL, NO, PL, PT, RO, RS, SE, SI, SK, SM, TR)
African Intellectual Property Organization (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG).
Publication Language: Spanish (ES)
Filing Language: Spanish (ES)