The goal of present work is the preparation of a novel positively charged nanofiltration (NF) membrane and its development for the cation removal of aqueous solutions. This NF membrane was fabricated by the surface modification of polysulfone (PSf) ultrafiltration support. The active top-layer was formed by interfacial cross-linking polymerization of poly(ethyleneimine) (PEI) with p-xylylene dichloride (XDC) and then quaternized with methyl iodide to form a perpetually positively charged layer. In order to improve the efficiency of nanofiltration membrane, the concentration of PEI, XDC and methyl iodide solutions, PEI coating and cross-linking time have been optimized. As a result, a high water flux and high $CaCl_2$ rejection (1,000 ppm) was obtained for the composite membrane with values of $18.29L/m^2.h$ and 93.62% at 4 bar and $25^{\circ}C$, respectively. The rejections of NF membrane for different salt solutions followed the order of $Na_2SO_4$ < $MgSO_4$ < NaCl < $CaCl_2$. Molecular weight of cut off (MWCO) was calculated via retaining of PEG solutions with different molecular weights that finally, it revealed the Stokes and hydrodynamic radius of 1.457 and 2.507 nm on the membrane selective layer, respectively. The most efficient positively charged nanofiltration membrane exhibited a $Ni^{2+}$ rejection of 96.26% for industrial wastewater from Shamse Hadaf Co. (Kashan, Iran).
Electromagnetic interference(EMI) shielding effectiveness(SE) was investigated in of woven fabric made of epoxy/copper-nickel fabrics and nickel coated carbon fiber reinforced acrylonitrile-butadiene-styrene(ABS) composites. The coaxial transmission line method was used to measure the EMI shielding effectiveness of the composites. We designed and constructed a measuring system, consisting of a network analyzer and a device that plays the serves as a sample holder and at the same time as a transmission medium of the incident electromagnetic wave. The measurement of SE were carried out frequency range from 100MHz to 2GHz. It is observed that the SE of the composits is the frequency dependent increase with the increase in nickel coated carbon fibre volume fraction. The nickel coating with 20wt% ABS composite was shown to exhibit up to 60dB of SE. The result that nickel coated carbon fibre ABS composite can be used for the purpose of EMI shielding as well as for some microwave applications.
To improve the conventional cathode-supported tubular solid oxide fuel cell (SOFC) from the viewpoint of low cell power density, expensive fabrication process and high operation temperature, the anode-supported tubular solid oxide fuel cell was investigated. The anode tube of Ni-8mol% $Y_2$O$_3$-stabilized $ZrO_2$ (8YSZ) was manufactured by extrusion process, and, the electrolyte of 8YSZ and the multi-layered cathode of $LaSrMnO_3$(LSM)ILSM-YSZ composite/$LaSrCoFeO_3$ were coated on the surface of the anode tube by slurry dip coating process, subsequently. Their cell performances were examined under gases of humidified hydrogen with 3% water and air. In the thermal cycle condition of heating and cooling rates with $3.33^{\circ}C$/min, the anode-supported tubular cell showed an excellent resistance as compared with the electrolyte-supported planar cell. The optimum hydrogen flow rate was evaluated and the air preheating increased the cell performance due to the increased gas temperature inside the cell. In long-term stability test, the single cell indicated a stable performance of 300 mA/$\textrm{cm}^2$ at 0.85 V for 255 hr.
Composites comprising various volume fractions of crystalline nickel and bulk amorphous (BA) were produced by means of electroless coating of nickel on BA powder of $Cu_{54}Ni_6Zr_{22}Ti_{18}$ and subsequent spark plasma sintering (SPS) of coated BA powder. The flow curves of composites at various temperatures in the supercooled liquid region were determined by the uniaxial compression test with various strain rates. During compression at $450^{\circ}C$ with $\dot{\varepsilon}=2\times10^{-3}$, the monolithic BA sample and crystalline-BA composites displayed the superplastic deformation with $\varepsilon>1.4$. At temperatures above $460^{\circ}C$, the stress-strain curve of the monolithic BA sample depicted a sharp peak stress and a fellowing stress drop due to cracking, while those of the crystalline-BA composites displayed work-hardening up to the imposed strain. FEM analysis indicated that a fairly homogeneous strain state prevailed throughout the composite, while a higher level of stress was obtained in a harder BA.
The TiCrN Coatings haying three kinds of Compositions of $Ti_{36}$$Cr_{26}$$N_{38}$ , $Ti_{31}$$Cr_{35}$$N_{34}$ / and $Ti_{14}$$Cr_{52}$$N_{34}$ were deposited on STD 61 steel substrate by arc ion plating and were oxidized between 700 and 100$0^{\circ}C$ to identify the oxide scales formed on the coatings. The oxide scales were then analyzed using EPMA, XRD and GAXRD. During oxidation, the coatings consisting of TiN and CrN phases were reduced to TiO2 and $Cr_2$$O_3$, respectively. Titania tended to form at the outer oxide layer, whereas chromia tended to form at the inner oxide layer, owing to the different oxygen affinity. The substrate elements as well as coating elements diffused outwardly toward the oxide layer due to the concentration gradient. The growth of oxide from the TiCrN coatings was schematically expressed on the basis of thickness measurement of the reacted and unreacted coatings. The Cr element showed its stronger role to keep the TiCrN coatings from oxidation, when compared with Ni.
Graphene, the building block of graphite, is one of the most promising materials due to their fascinating electronic transport properties. The pseudo-two-dimensional sp2 bonding in graphene layers yields one of the most effective solid lubricants. In this poster, we present the correlation between electrical and nanomechanical properties of graphene layer grown on Cu/Ni substrate with CVD (Chemical Vapor Deposition) method. The electrical (current and conductance) and nanomechanical (adhesion and friction) properties have been investigated by the combined apparatus of friction force microscopy/conductive probe atomic force microscopy (AFM). The experiment was carried out in a RHK AFM operating in ultrahigh vacuum using cantilevers with a conductive TiN coating. The current was measured as a function of the applied load between the AFM tip and the graphene layer. The contact area has been obtained with the continuum mechanical models. We will discuss the influence of mechanical deformation on the electrical transport mechanism on graphene layers.
연구목적: 본 연구는 높은 심미성을 나타내지만 낮은 파절 강도로 인하여 구치부에서의 사용이 제한되고 있는 전부도재 고정성 국소의치의 파절강도를 증가시키기 위한 방법으로, 취성 재료인 도재에 인장강도가 높은 금속선을 삽입하고 물리적, 기계적 성질을 알아보고자 하였다. 연구 재료 및 방법: lithium disilicate(ingot No.200 : IPS Empress 2, Ivoclar Vivadent, Lichtenstein)와 0.41 mm 직경의 Ni-Cr 금속선(Alfa Aesar, Johnson Matthey Company, USA)을 사용하여, 금속선의 수와 배열을 달리한 4개의 실험군 시편을 제작하였다. 모든 시편은 폭 4 mm, 두께 2 mm, 길이 15 mm의 직육면체로 제작하였다. 실험군 1, 2, 3은 각각 한 가닥, 두 가닥, 세 가닥의 금속선을 도재 시편의 장축을 따라 배열하였으며, 실험군 4는 세 가닥의 금속선을 도재 시편의 장축에, 다섯 가닥의 금속선을 도재 시편의 횡축에 배열하였다. 대조군에는 금속선을 삽입하지 않았으며, 대조군 및 각각의 실험군의 시편은 각 군당 12개로 하였다. 결과: 만능 시험기(Z020, Zwick, Germany)를 이용하여 파절시점까지 하중을 가한 후, 굴곡계수, 굴곡강도, 파절시점까지의 변형률, 파괴인성을 측정하였다. 파절된 시편의 도재와 금속선의 계면을 횡절단 및 연마하여 주사전자현미경(JSM-6360, JEOL, Japan)으로 100배상에서 관찰하였다. 결과는 다음과 같다. 1. 도재에 금속선을 삽입한 결과, 금속선을 삽입하지 않은 대조군에 비해 통계적 유의성 있는 굴곡계수 및 굴곡강도의 변화는 관찰할 수 없었으나, 변형률의 유의성 있는 증가(P<.001)를 관찰할 수 있었다. 2. 금속선을 삽입한 시편의 파절 양상은 하중점 부위에서 도재만 파절되는 양상을 나타내었다. 3. 금속선을 삽입한 도재의 파절된 시편을 횡절단 및 종절단하여 100 배상에서 주사전자현미경으로 촬영한 결과, 하중 시 도재의 파절 원인이 될 수 있는 도재 내부의 기포는 관찰되지 않았으며, 도재와 금속선 사이의 gap도 관찰되지 않았다. 결론: 금속선 삽입의 결과, 취성 재료인 도재의 통계적으로 유의성 있는 변형률의 증가를 관찰할 수 있었다. 그러나 구치부에서 금속선 강화 도재의 사용을 위해서는 굴곡계수 및 굴곡강도의 향상이 필요하다. 이를 위해서는 추가적 연구가 필요하다.
복합전기도금은 도금 중 반응성이 없는 물질을 첨가하여 도금층 내부에 함께 존재하도록 함으로써 이루어진다. 퍼멀로이는 철과 니켈의 합금을 말하는 것으로써 마모 특성과 내부식성이 우수하고 복합도금을 함으로써 도금층의 잔류응력 완화와 경도증가, 높은 투자율를 나타내기 때문에 산업 여러 분야에 응용된다. 복합도금을 통해 제품의 미세경도를 향상시킬 수 있으며 이는 제품의 수명과 연관된다. 하지만 실리카 나노분말 표면의 수산화기는 표면을 수분에 취약하게 만들고 이는 나노분말의 응집을 발생시켜 균일한 도금층의 형성을 어렵게 하는 요인이 된다. 본 연구에서는 실리카 나노분말의 zeta potential의 측정과 실리카 나노분말의 응집을 줄이기 위하여 전류밀도의 변화, 첨가제의 변화를 살펴보았다. 표면은 전류밀도 20 $mA/cm^2$에서 가장 효과적이었으며 이 때 실리카의 함량은 $50^{\circ}C$에서 9%로 확인되었다. 첨가제에 따라 표면 형상과 공석되는 실리카 나노입자의 함량 차이가 나타났다. 염기성 도금용액에서 sodium lauryl sulfate를 사용하였을 경우 표면이 매끄럽고 공석되는 실리카 나노분말의 양도 높았다.
Nanoimprint lithography (NIL) is a novel method of fabricating nanometer scale patterns. It is a simple process with low cost, high throughput and resolution. NIL creates patterns by mechanical deformation of an imprint resist and physical contact process. The imprint resist is typically a monomer or polymer formulation that is cured by heat or UV light during the imprinting process. Stiction between the resist and the stamp is resulted from this physical contact process. Stiction issue is more important in the stamps including narrow pattern size and wide area. Therefore, the antistiction layer coating is very effective to prevent this problem and ensure successful NIL. In this paper, an antistiction layer was deposited and characterized by PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition) method for metal stamps. Deposition rates of an antistiction layer on Si and Ni substrates were in proportion to deposited time and 3.4 nm/min and 2.5 nm/min, respectively. A 50 nm thick antistiction layer showed 90% relative transmittance at 365 nm wavelength. Contact angle result showed good hydrophobicity over 105 degree. $CF_2$ and $CF_3$ peaks were founded in ATR-FTIR analysis. The thicknesses and the contact angle of a 50 nm thick antistiction film were slightly changed during chemical resistance test using acetone and sulfuric acid. To evaluate the deposited antistiction layer, a 50 nm thick film was coated on a stainless steel stamp made by wet etching process. A PMMA substrate was successfully imprinting without pattern degradations by the stainless steel stamp with an antistiction layer. The test result shows that antistiction layer coating is very effective for NIL.
평판형 고체산화물 연료전지(planar SOFC : Solid oxide Fuelcell)는 높은 전류 효율 및 출력밀도를 가지는 중,대형 발전용 전기소자이다. SOFC 스택을 600~800도에서 작동할 경우, 금속 분리판에서 휘발된 크롬에 의한 열화현상과 금속의 산화에 의한 표면 저항의 증가가 큰 문제점으로 알려져 있으며, 이를 개선하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 금속 분리판의 열화를 억제하기 위한 여러 보호코팅의 특성을 밝히고, 특성차이의 원인을 분석하고자 하였다. 모재는 상용 STS444합금 (Nisshin steel 생산) 2.0mmt 박판을 사용하였으며, 표면 상태를 균일하게 하기 위하여 표면은 동일한 #1200 번 사포로 연마후 코팅하였다. 적용한 코팅은 전기도금 Ni 코팅, (MnCo)3O4 wet powder spray 코팅, (MnCo)3O4 ADM코팅 3종이었으며, 코팅층의 두께는 최적 공정조건에 따라 달리 하였다. 산화후 형성되는 표면 산화물의 전기적 특성을 평가하기 위하여 시험편의 비면적 저항 (ASR : area specific resistance)을 장시간 측정하였다. 측정편의 크기는 가로 4cm ${\times}$ 세로 4cm였으며, 100시간 공기중 산화후 측정하였다. 표면 접촉을 높이기 위하여 Pt paste를 40~50um도포하였으며, 1~0.1A인가된 전류에 대한 저항을 4전극법 (4-probe)으로 측정하였다. 표면 코팅층이 크롬 휘발을 억제하는 정도를 평가하기 위하여 크롬 휘발량을 측정하였다. 시편은 가로 1.5cm ${\times}$ 세로 1cm 였으며, 공급된 공기와 수분의 혼합가스와 응축기 표면에 흡착된 크롬의 양을 ICP-MASS법으로 측정하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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