Photoinduced phenomena in non-crystalline insulators and semiconductors, specifically oxide and chalcogenide glasses, are briefly reviewed with some comments.
The most widely excavated iron artifacts used as weapons or farm tools from central southern regions of Korea were subjects of non-metallic inclusion analysis through metallographic examination, microhardness measurement, and scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectroscopy. Through metallographic interpretation and study of the analyzed results, the steel manufacturing and iron smelting using heat processing in the iron artifacts excavated from the central southern region of the ancient Korean peninsula was studied, and the analysis of the non-metallic inclusions mixed within the metallic structures was interpreted as the ternary phase diagram of the oxide to infer the type of iron ores for the iron products and the temperature of the furnace used to smelt them. Most of the ancient forged iron artifacts showed $Al_2O_3/SiO_2$ with high $SiO_2$ contents and relatively low $Al_2O_3$ contents for iron ore, indicating t hat for $Al_2O_3$ below 5%, it is presumed that magnetic iron ores were reduced to bloom iron (sponge iron) with direct-reduction process for production. The temperature for extraction of wustite for $Al_2O_3$ below 1% was found to be $1,020{\sim}1,050^{\circ}C$. Considering the oxide ternary constitutional diagram of glassy inclusions, the steel-manufacturing temperature was presumed to have been near $1,150{\sim}1,280^{\circ}C$ in most cases, and minimum melting temperature of casting iron part excavated in Daeseong-ri. Gyeonggi was near $1,400^{\circ}C$, and it is thought that hypoeutectic cast iron of about 2.3% carbon was casted and fragility of cast iron was improved by decarburizing in solid state.
In the present study, the oxidation behavior of $Cu_{50}Zr_{50}$ and $Cu_{46}Zr_{46}Al_8$ metallic glasses has been investigated using transmission electron microscopy with a particular attention on the oxidation behavior in the supercooled liquid state. Identification of the oxidation product after continuous heating treatment shows that in $Cu_{50}Zr_{50}$ metallic glass, $ZrO_2$ with the monoclinic structure forms on the supercooled liquid as well as on the crystallized matrix. On the contrary, in $Cu_{46}Zr_{46}Al_8$ metallic glass, $ZrO_2$ with the tetragonal structure forms on the supercooled liquid, but that with the monoclinic structure forms on the crystallized matrix. The result indicates that the $Cu_{50}Zr_{50}$ metallic glass exhibits far better oxidation resistance in the supercooled liquid state than the $Cu_{46}Zr_{46}Al_8$ metallic glass.
The metallic nanoparticles (Pt, Au, Ag. Cu, etc.) supported on ceria-titania mixed oxide exhibit a high catalytic activity for the water gas shift reaction ($H_2O\;+\;CO\;{\leftrightarrow}\;H_2\;+\;CO_2$) and the CO oxidation ($O_2\;+\;2CO\;{\leftrightarrow}\;2CO_2$). It has been speculated that the high catalytic activity is related to the easy exchange of the oxidation states of ceria ($Ce^{3+}$ and $Ce^{4+}$) on titania, but very little is known about the ceria titanium interaction, the growth mode of metal on ceria titania complex, and the reaction mechanism. In this work, the growth of $CeO_x$ and Au/$CeO_x$ on rutile $TiO_2$(110) have been investigated by Scanning Tunneling Microscopy (STM), Photoelectron Spectroscopy (PES), and DFT calculation. In the $CeO_x/TiO_2$(110) systems, the titania substrate imposes on the ceria nanoparticles non-typical coordination modes, favoring a $Ce^{3+}$ oxidation state and enhancing their chemical activity. The deposition of metal on a $CeO_x/TiO_2$(110) substrate generates much smaller nanoparticles with an extremely high activity. We proposed a mechanism that there is a strong coupling of the chemical properties of the admetal and the mixed-metal oxide: The adsorption and dissociation of water probably take place on the oxide, CO adsorbs on the admetal nanoparticles, and all subsequent reaction steps occur at the oxide-admetal interface.
The oxidation behavior of the crystallized $Al_{87}Ni_3Y_{10}$ alloy has been investigated with an aim to compare with that of the amorphous $Al_{87}Ni_3Y_{10}$ alloy. The oxidation at 873 K occurs as follows: (1) growth of an amorphous aluminum-yttrium oxide layer (~10 nm) after heating up to 873 K; and (2) formation of $YAlO_3$ crystalline oxide (~220 nm) after annealing for 30 hours at 873 K. Such an overall oxidation step indicates that the oxidation behavior in the crystallized $Al_{87}Ni_3Y_{10}$ alloy occurs in the same way as in the amorphous $Al_{87}Ni_3Y_{10}$ alloy. The simultaneous presence of aluminum and yttrium in the oxide layer significantly enhances the thermal stability of the amorphous structure in the oxide phase. Since the structure of aluminum-yttrium oxide is dense due to the large difference in ionic radius between aluminum and yttrium ions, the diffusion of oxygen ion through the amorphous oxide layer is limited thus stabilizing the amorphous structure of the oxide phase.
Mechanical alloying (MA) is a powder metallurgy processing technique involving cold welding, fracturing, and rewelding of powder particles in a high-energy ball mill. This has now become an established commercial technique in producing oxide dispersion strengthened (ODS) nickel- and iron-based materials. The technique of MA is also capable of synthesizing non-equilibrium phases such as supersaturated solid solutions, metastable crystalline and quasicrystalline intermetallic phases, nanostructures, and amorphous alloys. In this respect, the capabilities of MA are similar to those of another important non-equilibrium processing technique, viz, rapid quenching of metallic melts. however, the science of MA is being investigated only during the past ten years or so. The technique of mechanochemistry, on the other hand, has had a long history and the materials produced this way have found a number of technological applications, e.g., in areas such as hydrogen storage materials, heaters, gas absorber, fertilizers. catalysts, cosmetics, and waste management. The present talk will concentrate on the basic mechanisms of formation of non-equilibrium phases by the technique of MA and these aspects will be compared with those of rapid quenching of metallic melts. Additionally, the variety of technological applications of mechanically alloyed products will be highlighted.
본 연구에서는 하수슬러지 가스화 고형 잔류물(GSRs)의 순환자원 활용 가능성을 검토하기 위해 대상제품에 대한 물성평가 및 물리적 분리를 수행하였다. 먼저, 본 연구에 사용된 GSRs는 수도권매립지관리공사를 통해 공급되었으며, 일반적으로 GSRs는 수 mm 입자크기의 다공성 펠릿 형태이었다. 또한, 부분적으로 검은 부분은 미연소 및 가스화되지 않은 탄소로 확인되었으며, 평균 탄소 함량은 5%였다. 또한 실리카, 알루미나, 산화인의 성분이 전체 함량의 70% 이상이었다. 습식분쇄 생성물은 금속성분이 단체분리되어있음 확인하였다. 금속성분과 비금속성분의 물리적 분리가 필요하여 최종적으로 부유선별에 적합한 것으로 결정하였다. 이에, 상대적으로 많은 양의 비금속성분이 농축된 금속 성분을 분리하기 위해 양이온 및 음이온 계면활성제를 선택하여 분리 특성을 확인하고자 하였다. 결과적으로, 금속성분 분리보다 실리카, 알루미나, 인 등 비금속 성분의 농축이 더 용이할 것으로 기대된다. 따라서, 가스화 처리된 하수슬러지 잔재물의 물리적 처리에 가능함에 따라 분리산물에 대한 재활용 방안 제안에 따라 순환자원으로서 잠재성이 있을 것으로 판단된다.
We report our efforts on the development of Nb-based non-hysteretic Josephson junction fabrication process for quantu device applications. By adopting and modifying the existing Nb-aluminum oxide tunnel junction process, we develop a process for non-hysteretic Josephson junction circuits using metal-silicide as metallic barrier material. We use sputter deposition of Nb and $MoSi_2$, PECVD deposition of silicon oxide as insulator material, and ICP-RIE for metal and oxide etch. The advantage of the metal-silicide barrier in the Nb junction process is that it can be etched in $SF_6$ RIE together with Nb electrode. In order to define a junction area precisely and uniformly, end-point detection for the RIE process is critical. In this paper, we employed thin Al layer for the etch stop, and optimized the etch condition. We have successfully demonstrated that the etch stop properties of the inserted Al layer give a uniform etch profile and a precise thickness control of the base electrode in Nb trilayer junctions.
Developing a low cost printing material that can replace silver for the formation of a conducting pattern is an important issue in printed electronics. We report a novel approach using a non-oxidized copper material during the printing and sintering process under ambient conditions, which was previously considered unachievable. An attempt was made to understand the conversion process of cuprous oxide nanoparticle aggregates on metallic copper crystals through chemical reduction in the solution phase. The detailed mechanism for this conversion, including the role of the surfactant and crystal growth, was examined.
In the previously reported Part I, the experimental results in frictional machining that finished medium carbon steel SM 50 C under 6 kinds of liquid atmospheres by using ceramic tip as a frictional tool was described. The present study reports the experimental results that all the machining conditions are same in the Part I except tool material changed ceramics into tungsten carbide. The ceramic tool material is a stable oxide and a non-metallic material, but the tungsten carbide has the metallic characteristics that adhere to carbon steel at about 750.deg.C. The present study shows th comparison of the experimental results for the above 2 kinds of frictional tool material.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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