Whisker-type magnesium hydroxide sulfate hydrate ($5Mg(OH)_2{\cdot}MgSO_4{\cdot}3H_2O$, abbreviated 513 MHSH), is used in filler and flame-retardant composites based on its hydrate phase and its ability to undergo endothermic dehydration in fire conditions, respectively. In general, the length of whiskers is determined according to various synthetic conditions in a hydrothermal reaction with high temperature (${\sim}180^{\circ}C$). In this work, high-quality 513 MHSH whiskers are synthesized by controlling the concentration of the raw material in ambient conditions without high pressure. Particularly, the concentration of the starting material is closely related to the length, width, and purity of MHSH. In addition, a ceramic-coating system is adopted to enhance the mechanical properties and thermal stability of the MHSH whiskers. The physical properties of the silica-coated MHSH are characterized by an abrasion test, thermogravimetric analysis, and transmission electron microscopy.
Controlling the morphology of a metal nanocrystal is critical to modern materials chemistry because its physical and chemical properties can be easily and widely tuned by tailoring the size and shape. Combined with ease of synthesis and processing, metal nanocrystals with desired morphologies and thus properties are promising candidates for a wide variety of applications in catalysis, sensing, imaging, electronics, and photonics, and medicine. In this talk, I would like to introduce my recent research results on the shape-controlled synthesis of metal nanocrystals using a simple aqueous method. This water-based system provides a number of merits such as simplicity, convenience, and the potential for large-scale production and enables us to synthesize metal nanocrystals with a rich variety of shapes such as truncated octahedron, cubes, bars, octahedrons, and thin plates. The ability to control the shape of metal nanocrystals provides a great opportunity to systematically investigate their catalytic and optical properties.
The bending test of an individual ZnO nanorod was performed with a nano-manipulator and a force sensor inside the scanning electron microscope (SEM), and the bending properties of ZnO nanorod were also discussed. The ZnO nanorod used in this experiment was fabricated by means of solution base process. The force sensor used for bending test of ZnO nanorod was typed with cantilever. The force sensor was mounted on the nano-manipulator. The nano-manipulator was controlled and manipulated by a personal computer. The each end of an individual ZnO nanorod was attached on the rigid support and the tip of the force sensor with an electron beam exposure, and then the bending test was carried out by controlling of the nano-manipulator. The bending modulus of a ZnO nanorod was calculated at 69.35GPa after the bending test.
The main objective of this study is to suggest a new assessment method of the influence of weathering due to salt crystallization on the engineering property of rock. For this purpose, various sources of salt and salt crystallization were investigated, and artificially accelerated weathering tests were carried out. In natural envionment, weathering rate is very slow and weathering process involves complex mechanisms. Therefore artificial weathering test is essential for systematic analysis. Arificial weathering test is defined as test which controls weathering rate and agents by controlling arificial environmental condition. In this study, salt crystallization test was selected among various artificial weathering test methods, for its important role in weathering. Change of various stone properties were detexted. The change of physical properties by salt crystallization were observed as follows : 72% in Brazilian tensile strength and 72% in Slake durability. These results explain the importance of salt crystallization in the mechanical behaviour and properties of stone.
Mg and Mg alloys have been used for lots of applications, including automobile industry, aerospace, mobile phone and computer parts owing to low density. However, Mg and Mg alloys have a restricted application because of poor corrosion properties. Thus, improved surface treatments are required to produce protective films that protect the substrate from corrosive environments. Environmental friendly Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) has been widely investigated on magnesium alloys. PEO process combines electrochemical oxidation with plasma treatment in the aqueous solution. In this study, AZ91 Mg alloys were treated by PEO process in controlling the current with PC condition and treated time, concentration of NaF, NaOH, and $Na_2SiO_3$. The surface morphology and phase composition were analyzed using SEM, EDS and XRD. The potentiodynamic polarization tests were carried out for the analysis of corrosion properties of specimen. Additionally, salt spray tests were carried out to examine and compare the corrosion properties of the PEO treated Mg alloys.
In spite of unparalleled combination of essential material properties for brake linings and clutch facings, replacement for asbestos is seriously called for since it is a health hazard. Once asbestos is replaced with other material then composition and properties of brake pad changes. In certain cases hardness of the material may be high enough to affect the rotor material. In this study, hardness of the brake pad has been controlled using suitable reinforcement materials like glass, carbon and Kevlar pulp. Brake pad formulations were made using CNSL (cashew net shell liquid) modified phenolic resin as a binder, graphite or cashew dust as a friction modifier and barium sulphate, talc and wollastonite as fillers. Influence of each component on the hardness value has been studied and a proper formulation has been arrived at to obtain hardness values around 35 on Scleroscopic scale. Friction and wear properties of the respective brake pad materials have been measured on a dynamometer and their performance was evaluated.
Cesium lead halide ($CsPbX_3$) nanocrystals have emerged as a new family of semiconductor nanomaterials that can outperform existing semiconductor nanocrystals owing to their superb optical and charge transport properties. Although these materials are expected to have many superior properties, control of the quantum confinement and isoelectronic magnetic doping, which can greatly enhance their optical, electronic, and magnetic properties, has faced significant challenges. These obstacles have hindered full utilization of the benefits that can be obtained by using $CsPbX_3$ nanocrystals exhibiting strong quantum confinement or coupling between exciton and magnetic dopants, which have been extensively explored in many other semiconductor quantum dots. Here, we review progress made during the past several years in tackling the issues of introducing controllable quantum confinement and doping of $Mn^{2+}$ ions as the prototypical magnetic dopant in colloidal $CsPbX_3$ nanocrystals.
Elimination of the heat treatment process is very important in automation of metal forming since controlling heat treatment by computer has many difficulties and it has bottle neck problem. non-heat-treated steels materials which are not in need of heat treatment have been developed for cold forging. However to apply non-heat-treated steel to structural parts. it is necessary to prove reliability of mechanical properties. In order to define the reliability of mechanical properties we have investigated microstructure, hardness, the tensile strength compressive strength and tensile fatigue strength for both steels. Considering the results of high cycle fatigue test for both specimen the characteristics of non-heat-treated steel are decided on the yield strength, It has same tendency for heat-treated steel. Therefore non-heat-treated steel which has the appropriate yield strength may be applied in cold forging.
Layer-structured $Na_xCo_2O_4$ was synthesized from $Na_2CO_3\;and\;Co_3O_4$ powders. The chemical concentrations of Na and additive were controlled to enhance the thermoelectric properties over the temperature range from 400 K to 1,150 K. As a result, we obtained the maximum thermoelectric properties at a single phase region with Na content of x=1.5. When Na content was smaller than x=1.5, the thermoelectric properties was low due to formation of second phases of CoO and other oxides. Additionally, Mn was doped to improve thermoelectric properties by means of decreasing thermal conductivity. The results showed that the concentrations of both Na and Mn are all governing factors to determine the thermoelectric properties of $Na_xCo_2O_4$ system.
An effective tool for researching actual problems in geotechnical and mining engineering is to conduct physical modeling tests using similar materials. A reliable geometric scaled model test requires selecting similar materials and conducting tests to determine physical properties such as the mixing ratio of the mixed materials. In this paper, a method is proposed to determine similar materials that can reproduce target properties using a polynomial model based on experimental results on modeling materials using a gypsum-sand mixture (GSM) to simulate rocks. To that end, a database is prepared using the unconfined compressive strength, elastic modulus, and density of 459 GSM samples as output parameters and the weight ratio of the mixing materials as input parameters. Further, a model that can predict the physical properties of the GSM using this database and a polynomial approach is proposed. The performance of the developed method is evaluated by comparing the predicted and observed values; the results demonstrate that the proposed polynomial model can predict the physical properties of the GSM with high accuracy. Sensitivity analysis results indicated that the gypsum-water ratio significantly affects the prediction of the physical properties of the GSM. The proposed polynomial model is used as a powerful tool to simplify the process of determining similar materials for rocks and conduct highly reliable experiments in a physical modeling test.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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