In this study, fundamental experiment was conducted with various strength of UHSS (Ultra High Strength Steel) by $CO_2$ laser. And then, butt and lap joint laser welding with boron alloyed steel and Al-Si coated boron alloy steel have been done by changing laser beam feature, existence of gap and existence of coating layer to know welding characteristics of those materials. As a result, in case of fundamental experiment with various strength steel, hardening was found in the weld metal of all tested materials and softening was found at the heat affected zone of SGAFC 1180. In case of laser butt welding of UHSS, mechanical properties was improved by using small laser beam diameter and Al-Si coating layer caused fracture of weld metal. In case of laser lap welding of UHSS, Al-Si coating layer resulted in formation of intermetallic compound at the fusion boundary where fracture occurred. Al-Si coating layer caused lowering mechanical properties of weld metal.
The present study focused on the estimation of the interfacial heat transfer coefficient as a function of the surface temperature of the aluminum casting at the mold/casting interface to investigate the effects of superheat and coating layer. The casting experiments of aluminum into a cylindrical copper mold were systematically conducted to obtain the thermal history during solidification. The thermal history recorded by four thermocouples embedded both in the mold and the casting was used to solve the inverse heat conduction problem using Beck's method. The effects of superheat and coating on the interfacial heat transfer coefficient in the liquid state, during the solidification, and in the solid state were comparatively discussed. In the liquid state, the interfacial heat transfer coefficient is thought to be affected by the roughness of the mold, the wettability of the casting on the mold surface, and the thermophysical properties of the coating layer. When the solidification begins, the air gap forms between the casting and the mold, and the interfacial heat transfer coefficient becomes a function of the air gap as well as surface roughness and the superheat. In the solid phase, it depends only upon the thermal conductivity and the thickness of the air gap. The coating layer reduces seriously the interfacial heat transfer coefficient in the liquid state and during the solidification.
Thermal batteries are primary reserve batteries that use inorganic salt as electrolytes which are inactive at room temperature. The two principal heat sources that have been used in thermal batteries are heat paper and heat pellets. As soon as the heat paper, which is ignited by the initiator, in turn ignites the heat pellets, all the solid electrolytes are melted into excellent ionic conductors. However, the high combustion temperature by heat papers in thermal batteries causes thermal decomposition at the cathode, eventually leading to a thermal runaway. In this paper, we have attempted to prepare $Zr/BaCrO_4$ heat papers coated with KCl molten salt. We have also investigated the effect of a molten salt coating on the heat papers through the thermal characteristics such as calorimetric value, combustion temperature and burning rate. The calorimetric value and combustion temperature of heat papers were reduced with an increase in the molten salt coating. As a result, the molten salt coating on heat papers greatly reduced risk of a thermal runaway and improved the stability of thermal batteries.
The components in ultra super critical (USC) steam turbine, which is under development for high efficient power generation, are encountering harsher solid particle erosion by iron oxide scales than ones in the existing steam turbines. Therefore, the currently used boride coating will not be able to hold effective protection from particle erosion in USC system and should be replaced by new particle erosion resistant coatings. One of the best protective coatings developed for USC steam turbine parts was found to be vanadium-boride (V-boride) coating which has a hardness of about 3000 HV, much higher than that of boride, 1600~2000 HV. In order to evaluate particle erosion resistance of the various coatings such as V-boride, boride and Cr-carbide coatings at high temperature, particle erosion test equipments were designed and manufactured. In addition, erosion particle velocity was simulated using FLUENT software based on semi-implicity method for pressure linked equations revised (SIMPLER). Based on experimental results of this work, the vanadium-boride coating was found to be superior to others and to be a candidate coating to replace the boride coating.
본 연구에서는 코팅 공정에 사용되는 슬롯다이(slot-die)에 대해 조건에 따른 코팅 성능을 연구하였다. 슬롯다이 코팅은 코팅 되는 필름의 속도, 코팅액의 점도 그리고 슬롯다이로 주입 되는 압력에 따라 코팅 품질이 많이 달라진다. 따라서 본 논문에서는 CFD 코드를 이용하여 안정적인 코팅을 위한 최적의 조건을 찾았다. 다양한 코팅액의 점도와 슬롯다이 입구의 압력 그리고 코팅 필름의 속도에 대해서 해석을 수행하였다. 그 결과로 $5kgf/cm^2$의 압력과 100cps 의 점도 그리고 20m/min 의 속도 조합에서 가장 안정적으로 코팅액이 잘 도포되었다.
In this paper, we present a novel hydrophilic coating material (Wellture Finetech, Korea) which can be utilized as a coating layer for anti-contamination for electrical and electronic system. The coating material was deposited on 4 inch silicon wafer with several different film thickness. The film thickness was controlled by spin coating speed. After curing of the film, we have scratched by permanent marker to check self-cleaning property of the film. Also we have executed several mechanical tests of the films. As the spin coating speed is increased, the film thickness was thinned from 230 nm to 125 nm. Contact angle of the film was lowered from $30^{\circ}$ to $12^{\circ}$ as the spin coating speed is increased from 700 to 2,500 rpm. On permanent marker scratched film surface coated at 1,000 rpm, we have poured regular city water to investigate self cleaning property of the film. The scratches were gradually separated from the film surface due to super-hydrophilicity of the film. Hardness of spin coated film was 9H measured by ASTM D3363 method. and adhesion of all film was 5B tested by ASTM D3359 method. Also, to get exact hardness value of the film, we have utilized a nano-indenter. As spin speed is increased, the hardness of film was increased from 3 GPa to 5 GPa.
For ships, heat resistant coating is applied on the aluminized steel pipe systems dealing with high temperature steam over $200^{\circ}C$. The coatings on these steam pipes should retain both heat resistance and anti-corrosion properties to provide long-term resistance against coating defects (rust, delamination and crack) under the harsh outdoor environment including repeated seawater wetting and condensation. Thus, it is important to improve the coating qualities and to reduce maintenance works for these steam pipe systems. In this study, five different commercial heat resistant coatings (A, B, C, D, E) were selected for evaluation. Various physical properties of these coatings were evaluated on the coatings applied on the aluminized steam pipes. FT-IR analysis was also employed to identify the factors contributing the degree of heat resistance and durability of each coating material. The results indicated that the heat resistance capacity of coatings increased with the increase of silicon content as well as the decrease of substituent content. Both products C and D showed the best coating qualifies, which can be standard coating systems for future steam pipe areas.
In this study, we fabricated ZnS substrates with excellent transmittance in the mid-infrared region (3-5 ㎛) using hot pressing instead of conventional chemical vapor deposition (CVD). Diamond-like carbon (DLC) was coated on either one or both sides of the ZnS substrates to improve their mechanical properties and transmittance efficiency. To reduce the reflectance and further improve transmittance in the mid-infrared region, anti-reflection (AR) coating was designed for DLC/ZnS /AR and AR/ ZnS /AR structures. The coating structure, microstructure, and optical properties of the AR-coated ZnS substrates were subsequently investigated by employing energy dispersive X-ray spectroscopy, scanning electron microscopy, and Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy. The FTIR spectroscopy results demonstrated that, in the mid-infrared region, the average transmittance of the samples with AR coating on one and both sides increased by approximately 18% and 27%, respectively. Thus, AR coating improved the transmittance of the ZnS substrates.
Sealing treatment is a post-surface treatment of the plasma spray coating process to improve the corrosion resistance of the coating material. In this study, the effect of the sealing on the corrosion resistance and adhesive strength of the plasma spray-coated alumina coatings was analyzed. For sealing, an epoxy resin was applied to the surface of the coated specimen using a brush. The coated specimen was subjected to a salt spray test for up to 48 hours and microstructural analysis revealed that corrosion in the coating layer/base material interface was suppressed due to the resin sealing. Measurement of the adhesive strength of the specimens subjected to the salt spray test indicated that the adhesive strength of the sealed specimens remained higher than that of the unsealed specimens. In conclusion, the resin sealing treatment for the plasma spray-coated alumina coatings is an effective method for suppressing corrosion in the coating layer/base material interface and maintaining high adhesive strength.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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