In this study, crystallization was effectively suppressed in Al-based metallic glasses (Al-MGs) during pulverization by cryo-milling by applying an extremely low processing temperature and using a surfactant. Before Al-MGs can be used as an additive in Ag paste for solar cells, the particle sizes of the Al-MGs must be reduced by milling. However, during the ball milling process crystallization of the Al-MG is a problem. Once the Al-MG is crystallized, they no longer exhibit glass-like behavior, such as thermoplastic deformation, which is critical to decrease the electrical resistance of the Ag electrode. The main reason for crystallization during the ball milling process is the heat generated by collisions between the particles and the balls, or between the particles. Once the heat reaches the crystallization temperature of the Al-MGs, they start crystallization. Another reason for the crystallization is agglomeration of the particles. If the initially fed particles become severely agglomerated, they coalesce instead of being pulverized during the milling. The coalesced particles experience more collisions and finally crystallize. In this study, the heat generated during milling was suppressed by using cryo-milling with liquid-nitrogen, which was regularly fed into the milling jar. Also, the MG powders were dispersed using a surfactant before milling, so that the problem of agglomeration was resolved. Cryo-milling with the surfactant led to D50 = 10 um after 6 h milling, and we finally achieved a specific contact resistance of 0.22 mΩcm2 and electrical resistivity of 2.81 μΩcm using the milled MG particles.
콜로이드 실리카와 가용성 실리카를 이용하여 나트륨이 첨가되지 않은 다양한 금속이온 첨가 MCM-41 촉매를 제조하였다. 전이금속 이온인 $V^{5+}$, $Co^{2+}$ 및 $Ni^{2+}$이 MCM-41에 첨가되었을 경우 기공벽 내의 실리콘 이온과 등방치환을 하여 실리카 기공벽 내에서 독립된 단일 활성점을 형성하여 우수한 환원 및 활성 내구성을 보였다. 수소 승온 환원법을 이용하여 Co-MCM-41 촉매의 기공 곡률 반경효과에 대해 검토해 본 결과, 적절한 환원 처리와 기공 크기 및 pH 조절에 따라 코발트 금속입자의 크기를 1nm 이하의 범위에서 조절할 수 있었으며, 이 미세 금속 입자들은 표면 금속이온들과의 결합으로 인해 상당한 고온 안정성이 있음을 발견하였다. 완전 환원 후에도 비정형 실리카의 부분 덮힘으로 인해 금속 입자들의 표면 이동 및 뭉침 현상이 현저히 저하되는 것을 볼 수 있었다. 이들 촉매의 반응 예로 금속 입자 크기에 민감한 단일층 탄소 나노튜브의 합성을 Co-MCM-41을 이용하여 실시하였고, 금속 입자의 안정성 시험반응으로 Co 및 Ni-MCM-41을 이용한 CO 메탄화 반응, V-MCM-41을 이용한 메탄올 및 메탄의 부분 산화반응 및 기공곡률 반경이 촉매활성에 미치는 영향 등을 살펴보았다.
본 논문에서는 $SF_6$가스 내에 혼입된 급속이물에 의한 부분방전에 대해 연구하였다. 모의 GIS챔버를 설계.제작하여, 전극 내에 혼입된 금속이물에 의한 부분방전 및 절연파괴과정을 관측하고, 초음파센서를 이용하여 부분방 전올 검출하였다. 또한 전극 내에 혼입된 금속이물의 위치에 따른 전계를 해석하였다. $SF_6$가스 내에서 금속이물의 거동 중 끝단에서 부분방전이 발생하였다 이와 같이 금속이물이 거동중에 발생하는 미소 캡사이의 방전은 아크방전으로 진전되어, 결과적으로는 절연파괴를 유발할 수 있다. 금속이물의 위치에 따른 전계분포는 금속이물이 상부전극에 수직으로 부착되어 있는 경우에 전계의 세기가 가장 크고, 하부전극에 수평으로 부착되어 있는 경우가 가장 낮게 나타났다.
Ljunggren, Stefan A.;Karlsson, Helen;Stahlbom, Bengt;Krapi, Blerim;Fornander, Louise;Karlsson, Lovisa E.;Bergstrom, Bernt;Nordenberg, Eva;Ervik, Torunn K.;Graff, Pal
Safety and Health at Work
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제10권4호
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pp.518-526
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2019
Background: Additive manufacturing (AM) is a rapidly expanding new technology involving challenges to occupational health. Here, metal exposure in an AM facility with large-scale metallic component production was investigated during two consecutive years with preventive actions in between. Methods: Gravimetric analyzes measured airborne particle concentrations, and filters were analyzed for metal content. In addition, concentrations of airborne particles <300 nm were investigated. Particles from recycled powder were characterized. Biomonitoring of urine and dermal contamination among AM operators, office personnel, and welders was performed. Results: Total and inhalable dust levels were almost all below occupational exposure limits, but inductively coupled plasma mass spectrometry showed that AM operators had a significant increase in cobalt exposure compared with welders. Airborne particle concentrations (<300 nm) showed transient peaks in the AM facility but were lower than those of the welding facility. Particle characterization of recycled powder showed fragmentation and condensates enriched in volatile metals. Biomonitoring showed a nonsignificant increase in the level of metals in urine in AM operators. Dermal cobalt and a trend for increasing urine metals during Workweek Year 1, but not in Year 2, indicated reduced exposure after preventive actions. Conclusion: Gravimetric analyses showed low total and inhalable dust exposure in AM operators. However, transient emission of smaller particles constitutes exposure risks. Preventive actions implemented by the company reduced the workers' metal exposure despite unchanged emissions of particles, indicating a need for careful design and regulation of the AM environments. It also emphasizes the need for relevant exposure markers and biomonitoring of health risks.
Aqueous solutions of metallic salts, ZrO(NO3)2.2H2O and Y(NO3)3.5H2O were used as raw materials to synthesize crystalline submicron spherical powders of Zr0.94Y0.06O1.97 with tetragonal crystal phase. Each aqueous solution was mixed on the magnetic stirrer to homogenize for 12 hours. The concentration of the mixed solutionwas changed from 0.01mol/$\ell$ to 0.1mol/$\ell$ calculated as the concentration of Zr0.94Y0.06O1.97. Ultrafine droplets of starting mixed solution were sprayed by the ultrasonic vibrator and carried into the furnace kept at 55$0^{\circ}C$, $650^{\circ}C$, 75$0^{\circ}C$ and 85$0^{\circ}C$ using carrier gas of air (10$\ell$/min) and pyrolysed to form Y-TZP fine powders. The results of this exeriment were as follows. 1) Synthesized powders were nonagglomerated and spherical type. 2) Particle size distribution was narrow between 0.1${\mu}{\textrm}{m}$ and 1${\mu}{\textrm}{m}$. 3) Forming reaction Y-TZP was finished above synthetic temperature 75$0^{\circ}C$. 4) As the synthetic temperature rised from 55$0^{\circ}C$ to 85$0^{\circ}C$, the mean particle size decreased from 0.35${\mu}{\textrm}{m}$ to 0.22${\mu}{\textrm}{m}$ in the concentration of starting solution with 0.02mol/$\ell$. 5) At 75$0^{\circ}C$ of synthetic temperature, the concentration changes of starting solution from 0.01mol/$\ell$ to 0.1mol/$\ell$ increased the mean particle size from 0.24${\mu}{\textrm}{m}$ to 0.38${\mu}{\textrm}{m}$. 6) Chemical compositions of each synthesized particle were homogeneous nearly.
Automotive transmission systems are assembled with a large number of gears and shafts, and rolling bearings are used to ensure their smooth operation. Gear oil in the gear box contains solid particles such as wear debris from contacting gears and metallic chips. This particle-enriched lubricating oil can cause premature failure of the rolling bearings. Research aimed at improving the service life of these rolling bearings has been confined mainly to design and lubrication of the inner/outer rings and the rolling elements. In this paper, we redesigned the shape of the cage pocket of a deep groove ball bearing to reduce the premature failure due to particle contamination. Test bearings are assembled with this new cage design containing a hole punched in the cage pocket. Endurance tests are carried out using the contaminated lubricating oil with miracle grid as hard particle. The duration and damaged bearing component shapes are compared for two different cages. The B10 life of bearing with new cage is increased by about 66% compared to the conventional cage. This is because the hard particles can be easily discharged through the pocket hole without staying for a long time in the lubrication regions. This greatly decreases abrasive wear and dents on the highly stressed ball bearing surfaces. Therefore, the cage design of this study, containing a pocket hole, can significantly delay the premature failure of rolling bearings and improve the endurance life.
The charge and magnetic characteristics of LM (Low-metallic) and NAO (Non-asbestos-organic) brake wear particles were analyzed. The ratio of charged particles from total particles is about 86% of the LM pad and about 92% of the NAO pad. Number of charge per particle from the NAO pad is also higher than that of the LM pad. The ratio of magnetic particles from total particles increases with the particle size. The ratio of magnetic particles from the LM pad is about 15% for the particles with the size of 1 ㎛, and about 74% for ones with 5 ㎛. The ratio from the NAO pad is about 5% for the particles with the size from 0.5 ㎛ to 2 ㎛, and about 80% for the particles with 5 ㎛. Through the analysis of the components of the two pads with SEM-EDS (Scanning Electron Microscopy - Energy Dispersive X-ray Spectroscopy), it was found that the LM pad was occupied with more iron fraction than the NAO pad and that PM2.5-10 was occupied with more iron fraction than PM2.5. The particles smaller than 10 ㎛ (i.e. PM10) from the LM pad contained about 83% of charged particles, about 43% of magnetic particles, and about 93% of charged or magnetic particles. PM10 from the NAO pad contained about 88% of charged particles, about 15% of magnetic particles, and about 89% of charged or magnetic particles.
This paper presents a novel single-step method to prepare the Ag nanometallic particle dispersed fluid (nanofluid) by electrical explosion of wire in liquid, deionized water (DI water). X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscope (FE-SEM) and transmission electron microscope (TEM) were used to investigate the characteristics of the Ag nanofluids. Zeta potential was also used to measure the dispersion properties of the as-prepared Ag nanofluid. Pure Ag phase was detected in the nanofluids using water. FE-SEM analysis shows that the size of the particles formed in DI water was about 88 nm and Zeta potential value was about -43.68 without any physical and chemical treatments. Thermal conductivity of the as-prepared Ag particle dispersed nanofluid shows much higher value than that of pure DI water.
The generation of fine relics of inorganic and metallic materials from precursor suspensions is of significant current interest as it holds the key to the fabrication of display and printed circuit board. Some novel printing methods depositing ceramic particles have been suggested in recent years. When a conducting liquid is supplied to a capillary nozzle at a low flow rate and when the interface between air and the liquid is charged to a sufficiently high electrical potential, the liquid meniscus takes the form of a stable cone, whose apex emits a microscopic jet. This is called as a cone-jet mode. In our experiments, an alumina particles flowing through a nozzle were subjected to electro-hydrodynamic printing in the cone-jet mode. The pattern of 'YONSEI' characters was tested at $10 {\mu}l/min$ of alumina ink flow rate and different applied voltages. At an applied voltage of 6 kV, feature size was in the range of $250 {\mu}m.$
대기 중에서 침전이 생기지 않고 코팅에 적합한 나노크기 Au 미립자가 분산된 ZrO$_2$ 용액을 제조하여, 딥-코팅법으로 SiO$_2$ 유리기판 위에 박막을 제조했다. 이 박막을 열처리하여 열분석, 엑스선 회절분석, 분광분석, 원자력간 현미경, 주사전자현미경 및 투과전자현미경 관찰 등을 통하여 박막의 특성을 조사하였다. ZrO$_2$ 박막은 50$0^{\circ}C$에서 정방정상으로 결정전이가 관찰되었고, 박막의 두께는 약 100nm였다. 분산된 입자의 크기는 약 15∼40nm이며, 표면 거칠기는 0.84nm로 우수한 막질을 나타냈다. 그리고 Au 입자의 표면플라즈마 공명에 의한 흡수피크를 630∼670nm 파장범위에서 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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