In order to elucidate thermal stability of Fe-$Fe_2Ti$ eutectic structure, the initial several structures have been investigated in the changes of coarsening and spheroidization during prolonged annealing under the eutectic temperature. The results are as follows: 1) The rate constant of coarsening and spheroidization was formulated as $S^{-n}-S_0^{-n}=k{\cdot}t$, where S is the total area of the interface between ${\alpha}$ and C($Fe_2Ti$) per unit volume, $S_0$ is initial value and k is the rate constant. 2) The coarsening and spheroidization mechanism was described by Ostwald ripening and controlled by diffusion of Ti-atom in ${\alpha}$-phase. 3) The spheroidization rate constant in eutectic lamellar structures was depended upon annealing temperature and showed the Arrhenius relation. The activation energy for spheroidization of lamellar structure was 365 kJ/mole.
투습조건이 다른 경우에 있어서, 목재의 두께를 동일하게 하여 목재내부의 함수율분포 및 함수율의존성을 조사하였다. 시험편은 소나무재로 직경 70mm, 두께 20mm 인 정목판재를 이용하였다. 실험은 JIS Z-0208규정에 의거하여 10가지 종류를 선정하여 실시하였다. 목재내 함수율분포는 함수율 10%위치를 경계로 두 개의 직선으로 나타났다. 한편, 10%보다 높거나 낮을때는 한 개의 직선으로 나타났다. 따라서 함수율 10%값은 목재나 실험조건과는 상관없이 나타나는 것으로 생각되었다. 10%는 수분흡착에너지가 변화하는 경계점으로 추정되었다. 전보에서 일정한 실험조건에서는 목재의 두께에 상관없이 일정한 값을 나타내었지만, 본 연구에서 확산계수는 실험조건에 따라 수분경사로 구한 확산계수는 목재함수율에 따라 다양하게 나타났다.
InP에서 열처리 온도와 시간 및 활성화 온도에 따른 Zn의 확산의 특성을 electrochemical capacitance-voltage 법으로 조사하였다. InP층은 metal organic chemical vapor deposition를 이용하여 성장하였으며, 화산방법으로는 $Zn_3P_2$ 확산과 박막과 rapid thermal annealing를 사용하였다. 최대의 정공 농도를 갖는 p-lnP 층은 $550^{\circ}C$에서 5분 동안 확산과 활성화를 한 시료에서 얻었고, Zn의 농도는 $1\times10^{19}\textrm{cm}^{-3}$이었다. $550^{\circ}C$에서 5-20 분 동안 확산을 수행한 결과 정공농도의 확산 깊이는 1.51 $\mu\textrm{m}$에서 3.23 $\mu\textrm{m}$로 이동하였고, Zn의 확산계수는 $5.4\times10^{-11}\textrm{cm}^2$/sec이었다. 활성화 시간의 증가로, Zn가 더 깊게 확산하지만, 정공농도는 거의 변화가 없었다. 이는 도핑된 영역의 과잉의 침입형 Zn가 도핑되지 않은 영역으로 빠르게 확산하고 치환형 Zn로 변한다는 것을 의미한다. 정공농도는 $SiO_2$ 박막의 두께가 1,000$\AA$ 이상이어야 안정적으로 분포된다.
Huang, Shuling;Pei, Qitao;Ding, Xiuli;Zhang, Yuting;Liu, Dengxue;He, Jun;Bian, Kang
Geomechanics and Engineering
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제23권2호
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pp.151-163
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2020
Grouting method is an effective way of reinforcing cracked rock masses and plugging water gushing. Current grouting diffusion models are generally developed for horizontal cracks, which is contradictory to the fact that the crack generally occurs in rock masses with irregular spatial distribution characteristics in real underground environments. To solve this problem, this study selected a cement-sodium silicate slurry (C-S slurry) generally used in engineering as a fast-curing grouting material and regarded the C-S slurry as a Bingham fluid with time-varying viscosity for analysis. Based on the theory of fluid mechanics, and by simultaneously considering the deadweight of slurry and characteristics of non-uniform spatial distribution of viscosity of fast-curing grouts, a theoretical model of slurry diffusion in an oblique crack in rock masses at constant grouting rate was established. Moreover, the viscosity and pressure distribution equations in the slurry diffusion zone were deduced, thus quantifying the relationship between grouting pressure, grouting time, and slurry diffusion distance. On this basis, by using a 3-d finite element program in multi-field coupled software Comsol, the numerical simulation results were compared with theoretical calculation values, further verifying the effectiveness of the theoretical model. In addition, through the analysis of two engineering case studies, the theoretical calculations and measured slurry diffusion radius were compared, to evaluate the application effects of the model in engineering practice. Finally, by using the established theoretical model, the influence of cracking in rock masses on the diffusion characteristics of slurry was analysed. The results demonstrate that the inclination angle of the crack in rock masses and azimuth angle of slurry diffusion affect slurry diffusion characteristics. More attention should be paid to the actual grouting process. The results can provide references for determining grouting parameters of fast-curing grouts in engineering practice.
본 연구는 붕산염 막대(borate rod)를 이용한 고건축물 부재의 부후 구제처리에 대한 기초 연구로서, 소나무와 잣나무에서 붕산염 막대로부터 붕소의 확산시 목재 함수율과 확산기간의 영향을 조사하고자 수행하였다. 함수율이 15, 25, 40%로 조성된 목재 시험편에 1,000 mg의 붕산염 막대를 삽입한 후 상온에서 2, 4, 8, 12주간 확산시키고 붕소 성분의 수축 및 횡단방향 확산정도를 평가하였다. 붕소의 원활한 확산을 위해서는 적어도 섬유포화점 이상의 목재 함수율이 요구되었으며, 또한 확산기간의 연장될수록 붕소의 확산 정도가 증가하였다. 붕소 확산의 이방성이 관찰 되었는데, 수축방향 확산이 횡단방향보다 훨씬 우수하였으며 횡단방향에서는 방사방향 확산이 접선방향보다 우수하였다. 동일 함수율과 확산기간의 조합에서도 확산 정도는 수종간에 조금씩 상이하였는데, 모든 방향에서 잣나무를 통한 확산이 가장 용이하였다. 소나무 심재를 통한 수축방향 확산이 변재를 통한 확산보다 용이하였으며, 횡단방향 확산의 경우는 큰 차이는 없었으나 변재를 통한 확산이 심재를 통한 확산보다 약간 양호하였다. 함수율 40%와 확산기간이 12주인 시험편에 대한 결과를 기준으로 할 때, 붕산염 막대의 수축방향 적정 처리간격은 소나무 심재와 잣나무 심재의 경우는 약 120 mm, 소나무 변재의 경우는 60 mm이고, 횡단방향은 수종에 관계없이 공히 약 30 mm이었다. 그러나 보다 정확한 붕산염 막대의 적정 처리간격을 구명하기 위해서는 앞으로 붕산염 막대의 크기와 장기 확산저장이 붕소 성분의 확산에 미치는 영향에 대한 보다 심도 있는 연구가 필요하다고 생각된다.
다공성 매질상에서 유체와 용질의 이동은 Mobile zone과 Immobile zone으로 분리해서 분석하는 Mobile-Immobile Zone Model을 이용하여 쉽게 현상을 구현할 수 있었으나 본 연구에서는 2차원 4각형태의 pore 상에서 확산주도영역(Immobile zone)으로 들어가고 나오는 용질의 확산에 관한 새로운 Analytic solution을 유도하여 기존 MIM Zone model과 비교 분석하였다. 새롭게 유도된 Analytic solution은 기존의 MIM model 과 비교했을때 충분히 오랜시간이 경과한 후에는 해의 일치를 보이지만 MIM model의 경우 초기 농도값이 주입된 실제 농도보다 약 20 % 낮게 나타난다. Mass-transfer 계수, $\alpha$는 일반적으로 시간의 흐름에 따라 감소하게 되는데 일정 시간이 경과하게 되면 안정화 되고 일정함을 유지하며 그 시간은 무차원으로 약 ${\tau}_0=0.15$이다. 또한 $\alpha$는 분자확산과 비례하며 Immobile 영역의 깊이와 반비례하는 반면 작은 시간이 경과한 후에는 시간에 종속되어진다.
The probe diffusion and friction constants of methyl yellow (MY) in liquid n-alkanes of increasing chain length were calculated by equilibrium molecular dynamics (MD) simulations at temperatures of 318, 418, 518 and 618 K. Lennard-Jones particles with masses of 225 and 114 g/mol are modeled for MY. We observed that the diffusion constant of the probe molecule follows a power law dependence on the molecular weight of nalkanes, DMY${\sim}M^{-\gamma}$ well. As the molecular weight of n-alkanes increases, the exponent $\gamma$ shows sharp transitions near n-dotriacontane ($C_{32}$) for the large probe molecule (MY2) at low temperatures of 318 and 418 K. For the small probe molecule (MY1) $D_{MY1}$ in $C_{12}$ to C80 at all the temperatures are always larger than Dself of n-alkanes and longer chain n-alkanes offer a reduced friction relative to the shorter chain n-alkanes, but this reduction in the microscopic friction for MY1 is not large enough to cause a transition in the power law exponent in the log-log plot of DMY1 vs M of n-alkane. For the large probe molecule (MY2) at high temperatures, the situation is very similar to that for MY1. At low temperatures and at low molecular weights of n-alkanes, $D_{MY2}$ are smaller than $D_{self}$ of n-alkanes due to the relatively large molecular size of MY2, and MY2 experiences the full shear viscosity of the medium. As the molecular weight of n-alkane increases, $D_{self}$ of n-alkanes decreases much faster than $D_{MY2}$ and at the higher molecular weights of n-alkane, MY2 diffuses faster than the solvent fluctuations. Therefore there is a large reduction of friction in longer chains compared to the shorter chains, which enhances the diffusion of MY2. The calculated friction constants of MY1 and MY2 in liquid n-alkanes supported these observations. We deem that this is the origin of the so-called“solventoligomer”transition.
Binary compound semiconductor InSb crystal which has direct-transition energy gap (0.17 ev) grown by vertical Bridgman method, then the electric-magnetic and optical properties of InSb crystal were surveyed. The growth rate of the crystals was 1mm/hr and the lattice constant $a_\circ$ of the grown crystal was 6.4863$\AA$. The electrical properties were examined by the Hall effect measurement with the van der Pauw method in the temperature range of 70$\sim$300K, magnetic field range of 500$\sim$10000 gauss. The undoped InSb crystal was n-type, the concentration and the electron mobility were 2$\sim$6 ${\times}$$10^{16}$$\textrm{cm}^{-3}$ and carrier mobility was 6$\sim$2${\times}$$10^{4}$$cm^{2}$/v.sec at 300K, respectively. The carrier mobility was decreased with $T^{-1/2}$ due to the lattice scattering above 100K, and decreased by impurity scattering below100K. The magnetoresistance was increased 190% at 9000 gauss as compared with non-appliced magnetic field and the magnetoresistance was increased with increasing the magnetic field. Also, the Hall voltage was increased with increasing the magnetic field and decreasing the thickness of sample. The optical energy band gap of InSb at room temperature determined using the IR spectrometer was 0.167eV. The diffusion depth of Zn into InSb proportionally increased with the square root of diffusion time and the activation energy for Zn diffusion was 0.67eV. The temperature dependence of diffusion coefficient was $D=4.25{\times}10^{-3}$exp (-0.67/$K_BT$).
자동차 부품에 Zn의 전기도금이 적용되고 있다. Zn 도금은 내식성을 증가시키기 위해 두께를 증가시키고 있다. 도금층의 두께가 증가함에 따라 전기도금 층이 파괴되는 문제가 제기되고 있다. Zn계 합금의 전기도금은 내부식성 향상 및 도금 두께 감소를 위해 연구되어 있다. 여러 합금 도금 중에 Zn-Co 합금 도금은 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 온도, 전류 밀도 및 전해용액 속 Co 함량과 같은 다양한 제조 조건에서 Zn-Co 전착의 조성을 조사하여 시료의 Co 함량에 대한 전기도금 조건의 영향을 파악하였다. 그 결과는 음극 과전압 및 확산 계수에 의해 설명하였다. 전류 밀도가 증가하고, 전해액 온도가 감소하고, 전해액 농도가 감소함에 따라 음극의 과전압이 증가한다. 음극의 과전압이 증가함에 따라 활성화분극보다 농도분극이 중요하게 된다. 농도분극은 확산 층 내에서 물질 전달은 확산에 의해 결정된다. 일정한 농도분극에서는 확산계수가 큰 원소가 다량 확산하게 된다. 즉 음극의 과전압이 증가함에 따라 확산계수가 큰 Zn 함량이 증가한다.
정상 2차원 이송확산(移送擴散) 방정식의 수치해석에 의하여 난류전단(亂流剪斷) 흐름에서의 정상(定常) 수평(水平) 선오염원(線汚染源)의 확산(擴散)을 모의하였다. 유속과 난류확산계수(亂流擴散係數)의 수심에 따른 변화가 없을 경우에 대한 해석해와 비교한 결과, 일정 유속 및 난류확산계수(亂流擴散係數)를 가정할 경우 수심방향 확산(擴散)을 과대평가하는 것으로 나타났다. 무차원화된 지배방정식에 따르면 수심방향 확산(擴散)을 지배하는 물리적 변수는 마찰계수(摩擦係數)뿐이다. 마찰계수(摩擦係數)에 대한 확산과정의 민감도(敏感度) 분석(分析)으로부터 수심방향 확산속도(擴散速度)는 대략 마찰계수(摩擦係數)의 제곱근에 비례함을 알 수 있었다. 오염원(汚染源)의 초기 방류위치에 따른 민감도(敏感度) 분석(分析) 결과, 가장 신속한 수심 방향 확산(擴散)을 가져오는 최적의 방류위치는 수심의 중간정보다 위쪽이며, 마찰계수(摩擦係數)가 커질수록 그 위치가 수면쪽에 가까와지는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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