Phase stability of tetragonal crystals in yttria-stabilized zirconia ceramics is dependent on the content of yttria and the heat-treatment condition, related with mechanical properties. In this study, we fabricated the 1.5 mol% yttria-stabilized zirconia (1.5Y-YSZ) ceramics by cold isostatic pressing (CIP) and post-sintering at temperature range of 1200 to 1350℃ for 2 hours and investigated the sintered properties and microstructural evolution. Sintered and microstructural parameters, i.e, apparent density, grain size and phase composition of 1.5Y-YSZ ceramics were mainly dependent on the sintering temperature. Maximum sintered density of 99.4 % and average grain size of 200-300 nm could be obtained from the heat-treatment condition above sintering temperature at 1300℃ for 2 hours, possessing the superior mechanical hardness with 1200 Hv. However, phase stability of tetragonal grains in 1.5 YSZ ceramics is very low, inducing the phase transformation to monoclinic crystals on specimen surface during cooling after heat-treatment.
To maximize the oxygen evolution reaction (OER) in the electrolysis of water, nano-grade $IrO_2$ powder with a low specific surface was prepared as a catalyst for a solid polymer electrolyte (SPE) system, and a membrane electrode assembly (MEA) was prepared with a catalyst loading as low as $2mg\;cm^{-2}$ or less. The $IrO_2$ catalyst was composed of heterogeneous particles with particle sizes ranging from 20 to 70 nm, having a specific surface area of $3.8m^2g^{-1}$. The anode catalyst layer of about $5{\mu}m$ thickness was coated on the membrane (Nafion 117) for the MEA by the decal method. Scanning electron microscopy (SEM) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) confirmed strong adhesion at the interface between the membrane and the catalyst electrode. Although the loading of the $IrO_2$ catalyst was as low as $1.1-1.7mg\;cm^{-2}$, the SPE cell delivered a voltage of 1.88-1.93 V at a current density of $1A\;cm^{-2}$ and operating temperature of $80^{\circ}C$. That is, it was observed that the over-potential of the cell for the oxygen evolution reaction (OER) decreased with increasing $IrO_2$ catalyst loading. The electrochemical stability of the MEA was investigated in the electrolysis of water at a current density of $1A\;cm^{-2}$ for a short time. A voltage of ~2.0 V was maintained without any remarkable deterioration of the MEA characteristics.
Spinel ferrites (NixFe3-xO4; x = 0.25, 0.5, 0.75 and 1.0) have been prepared at 550℃ by egg white auto-combustion route using egg white at 550℃ and characterized by physicochemical (TGA, IR, XRD, and SEM) and electrochemical (CV and Tafel polarization) techniques. The presence of characteristic vibration peaks in FT-IR and reflection planes in XRD spectra confirmed the formation of spinel ferrites. The prepared oxides were transformed into oxide film on glassy carbon electrodes by coating oxide powder ink using the nafion solution and investigated their electrocatalytic performance for OER in an alkaline solution. The cyclic voltammograms of the oxide electrode did not show any redox peaks in oxygen overpotential regions. The iR-free Tafel polarization curves exhibited two Tafel slopes (b1 = 59-90 mV decade-1 and b2 = 92-124 mV decade-1) in lower and higher over potential regions, respectively. Ni-substitution in oxide matrix significantly improved the electrocatalytic activity for oxygen evolution reaction. Based on the current density for OER, the 0.75 mol Ni-substituted oxide electrode was found to be the most active electrode among the prepared oxides and showed the highest value of apparent current density (~9 mA cm-2 at 0.85 V) and lowest Tafel slope (59 mV decade-1). The OER on oxide electrodes occurred via the formation of chemisorbed intermediate on the active sites of the oxide electrode and follow the second-order mechanism.
Wang, Jun Hui;Tang, Jia-Yao;Fan, Jia-Yi;Meng, Ze-Da;Zhu, Lei;Oh, Won-Chun
한국재료학회지
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제32권2호
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pp.57-65
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2022
Herein a rich, Se-nanoparticle modified Mo-W18O49 nanocomposite as efficient hydrogen evolution reaction catalyst is reported via hydrothermal synthesized process. In this work, Na2SeSO3 solution and selenium powder are used as Se precursor material. The structure and composition of the nanocomposites are characterized by X-ray diffraction (XRD), high-resolution field emission scanning electron microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), EDX spectrum analysis and the corresponding element mapping. The improved electrochemical properties are studied by current density, and EIS analysis. The as-prepared Se modified Mo-W18O49 synthesized via Na2SeSO3 is investigated by FE-SEM analysis and found to exhibit spherical particles combined with nanosheets. This special morphology effectively improves the charge separation and transfer efficiency, resulting in enhanced photoelectric behavior compared with that of pure Mo-W18O49. The nanomaterial obtained via Na2SeSO3 solution demonstrates a high HER activity and low overpotential of -0.34 V, allowing it to deliver a current density of 10 mA cm-2.
Plasma spray forming is recently explored as a near-net-shape fabrication route for ultra-high temperature metals and ceramics. In this study, monolithic tungsten has been produced using an atmospheric plasma spray forming and subsequent high temperature sintering. The spray-formed tungsten preform from different processing parameters has been evaluated in terms of metallurgical aspects, such as density, oxygen content and hardness. A well-defined lamellae structure was formed in the as-sprayed deposit by spreading of completely molten droplets, with incorporating small amounts of unmelted/partially-melted particles. Plasma sprayed tungsten deposit had 84-87% theoretical density and 0.2-0.3 wt.% oxygen content. Subsequent sintering at 2500$^{\circ}C$ promoted the formation of equiaxed grain structure and the production of dense preform up to 98% theoretical density.
The microstructure evolution during sintering of the W-5 wt.%Cu nanocomposite powders was investigated for the purpose of developing a high density W-Cu alloy. The W-5 wt.%Cu nanopowder compact, fully-densified during sintering at 1623 K, revealed a homogeneous microstructure that consists of high contiguity structures of W-W grains and an interconnected Cu phase located along the edges of the W grains. The Vickers hardness of the sintered W-5 wt.%Cu specimen was $427{\pm}22$ Hv much higher than that ($276{\pm}19$ Hv) of the conventional heavy alloy. This result is mostly due to the higher contiguity microstructure of the W grains compared to the conventional W heavy alloy.
We investigate the method to measure both the present value of the matter energy density contrast and the Hubble parameter directly from the measurement of the linear growth rate which is obtained from the large scale structure of the Universe. From this method, one can obtain the value of the nuisance cosmological parameter $\Omo$ (the present value of the matter energy density contrast) within 3% error if the growth rate measurement can be reached $z >3.5$. One can also investigate the evolution of the Hubble parameter without any prior on the value of $H_0$ (the current value of the Hubble parameter). Especially, estimating the Hubble parameter are insensitive to the errors on the measurement of the normalized growth rate $f \sigma_8$. However, this method requires the high $z$ ($z >3.5$) measurement of the growth rate in order to get the less than 5% errors on the measurements of $H(z)$ at $z \leq 1.2$ with the redshift bin $\Delta z = 0.2$. Thus, this will be suitable for the next generation large scale structure galaxy surveys like WFMOS and LSST.
Cottone, G.;Paola, M. Di;Ibrahim, R.;Pirrotta, A.;Santoro, R.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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제2권3호
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pp.119-126
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2010
The response of ship roll oscillation under random ice impulsive loads modeled by Poisson arrival process is very important in studying the safety of ships navigation in cold regions. Under both external and parametric random excitations the evolution of the probability density function of roll motion is evaluated using the path integral (PI) approach. The PI method relies on the Chapman-Kolmogorov equation, which governs the response transition probability density functions at two close intervals of time. Once the response probability density function at an early close time is specified, its value at later close time can be evaluated. The PI method is first demonstrated via simple dynamical models and then applied for ship roll dynamics under random impulsive white noise excitation.
The tidal radii of globular clusters reflect the tidal field of the Galaxy. The mass distribution of the Galaxy thus may be obtained if the tidal fields of clusters are well known. Although large amounts of uncertainties in the determination of tidal radii have been obstacles in utilizing this method, analysis of tidal density could give independent check for the Galactic mass distribution. Recent theoretical modeling of dynamical evolution including steady Galactic tidal field shows that the observationally determined tidal radii could be systematically larger by about a factor of 1.5 compared to the theoretical values. From the analysis of entire sample of 148 globular clusters and 7 dwarf spheroidal systems compiled by Webbink (1985), we find that such reduction from observed values would make the tidal density (the mean density within the tidal radius) distribution consistent with the flat rotation curve of our Galaxy out to large distances if the velocity distribution of clusters and dwarf spheroidals with respect to the Galactic center is isotropic.
We study the environmental dependences of various quasar properties using the Sloan Digital Sky Survey (SDSS). For an environmental indicator, we construct the galaxy number density field from the latest data (Data Release 12) of Constant MASS (CMASS) galaxies of SDSS in the redshift range 0.46<=z<=0.59. The galaxy number density field is determined by searching the 20 nearest galaxies from each grid point. For quasars, we use the fifth edition of the SDSS Quasar Catalog made by Schneider et al. (2010) and the catalog of properties for the quasars by Shen et al. (2011). We find environmental dependences of quasar properties as a function of the galaxy number density. This will help us to understand the evolution of quasars with their environment, which will be useful to improve modeling Active Galactic Nuclei feedback in cosmological hydrodynamic simulations.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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