Well-distributed $SnO_2$-Sn-$Ag_3Sn$ nanoparticles embedded in carbon nanofibers were fabricated using a co-electrospinning method, which is set up with two coaxial capillaries. Their formation mechanisms were successfully demonstrated. The structural, morphological, and chemical compositional properties were investigated by field-emission scanning electron spectroscopy (FESEM), bright-field transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). In particular, to obtain well-distributed $SnO_2$ and Sn and $Ag_3Sn$ nanoparticles in carbon nanofibers, the relative molar ratios of the Ag precursor to the Sn precursor including 7 wt% polyacrylonitrile (PAN) were controlled at 0.1, 0.2, and 0.3. The FESEM, bright-field TEM, XRD, and XPS results show that the nanoparticles consisting of $SnO_2$-Sn-$Ag_3Sn$ phases were in the range of ~4 nm-6 nm for sample A, ~5 nm-15 nm for sample B, ~9 nm-22 nm for sample C. In particular, for sample A, the nanoparticles were uniformly grown in the carbon nanofibers. Furthermore, when the amount of the Ag precursor and the Sn precursor was increased, the inorganic nanofibers consisting of the $SnO_2$-Sn-$Ag_3Sn$ nanoparticles were formed due to the decreased amount of the carbon nanofibers. Thus, well-distributed nanoparticles embedded in the carbon nanofibers were successfully synthesized at the optimum molar ratio (0.1) of the Ag precursor to the Sn precursor after calcination of $800^{\circ}C$.
Taguchi has used the signal-to-noise ratio (SN) to achieve the appropriate set of operating conditions where variability around target is low in the Taguchi parameter design. Taguchi has dealt with having constraints on both the mean and variability of a characteristic (the dual response problem) by combining information on both mean and variability into an SN. Many Statisticians criticize the Taguchi techniques of analysis, particularly those based on the SN. In this paper we propose a substantially simpler optimization procedure for parameter design to solve the dual response problems without resorting to SN.
The operating window method is a novel approach in quality improvement. But it has not received deserved attention in academic research. If a critical factor for competing failure modes can be identified, the probability of failure can be reduced by widening the operating window of this factor. Traditional SN ratio for the operating window advocated by Taguchi has a critical shortcoming, which has been derived under the assumption that failure rates are determined by the operating window factor only. A new metric for robustness is given for the operating window method, which has relaxed the restrictive assumption of Taguchi's SN ratio. And procedures for determining optimal conditions based on the new metric is presented. The effectiveness of the proposed approach over the traditional practice is tested with the aid of a wave soldering process.
The microstructural evolution during mechanical alloying of Nb and Sn powders, of average composition Nb3Sn, has been investigated by X-ray diffraction(XRD) and scanning electron microscopy(SEM). Observations by SEM showed a progressive change of milling time. From the XRD studies, the structural development with milling time depends on the ball size for a given powder/ball ratio. Using a larger ball of 9.5mm diameter, the elemental powders initially alloy mechanically to form an A15 structure phase, and then amorphised with continued milling. However, in case of milling with a smaller ball of 3.968mm diameter, an amorphous phase is first formed. These results can be understood by considering the dependence of the milling energy on the ball size. The homogeneous stoichiometric $Nb_3Sn$ phase could be easily obtained by heat treatment of a supersaturated solid solution produced by MA. Heat treatment of an amorphous phase formed by MA resulted in the mixture of the $Nb_3Sn$ and $Nb_6Sn_5$ phases.
$Cu_2ZnSn(S_xSe_{1-x})_4$ (CZTSSe) absorber thin films were prepared on Mo coated soda lime glass substrates by sulfo-selenization of sputtered stacked Zn-Sn-Cu precursor thin films. The Zn-Sn-Cu precursor thin films were sulfo-selenized inside a graphite box containing S and Se powder using rapid thermal processing furnace at $540^{\circ}C$ in Ar atmosphere with pre-treatment at $300^{\circ}C$. The effect of different S/Se ratio on the structural, compositional, morphological and electrical properties of the CZTSSe thin films were studied using XRD (X-ray diffraction), XRF (X-ray fluorescence analysis), FE-SEM (field-emission scanning electron microscopy), respectively. The XRD, FE-SEM, XRF results indicated that the properties of sulfo-selenized CZTSSe thin films were strongly related to the S/Se composition ratio. In particular, the CZTS thin film solar cells with S/(S+Se)=0.25 shows best conversion efficiency of 4.6% ($V_{oc}$ : 348 mV, $J_{sc}$ : $26.71mA/cm^2$, FF : 50%, and active area : $0.31cm^2$). Further detailed analysis and discussion for effect of S/Se composition ratio on the properties CZTSSe thin films will be discussed.
In the recent years, thin film solar cells (TFSCs) have emerged as a viable replacement for crystalline silicon solar cells and offer a variety of choices, particularly in terms of synthesis processes and substrates (rigid or flexible, metal or insulator). Among the thin-film absorber materials, SnS has great potential for the manufacturing of low-cost TFSCs due to its suitable optical and electrical properties, non-toxic nature, and earth abundancy. However, the efficiency of SnS-based solar cells is found to be in the range of 1 ~ 4 % and remains far below those of CdTe-, CIGS-, and CZTSSe-based TFSCs. Aside from the improvement in the physical properties of absorber layer, enormous efforts have been focused on the development of suitable buffer layer for SnS-based solar cells. Herein, we investigate the device performance of SnS-based TFSCs by introducing double buffer layers, in which CdS is applied as first buffer layer and ZnMgO films is employed as second buffer layer. The effect of the composition ratio (Mg/(Mg+Zn)) of RF sputtered ZnMgO films on the device performance is studied. The structural and optical properties of ZnMgO films with various Mg/(Mg+Zn) ratios are also analyzed systemically. The fabricated SnS-based TFSCs with device structure of SLG/Mo/SnS/CdS/ZnMgO/AZO/Al exhibit a highest cell efficiency of 1.84 % along with open-circuit voltage of 0.302 V, short-circuit current density of 13.55 mA cm-2, and fill factor of 0.45 with an optimum Mg/(Mg + Zn) ratio of 0.02.
The influence of aging treatment, addition elements and rolling reduction ratio on the microstructure, mechanical, electrical and bendability properties of Cu-Ni-Si-P-x (x = Fe, Sn, Zn) alloys for connector material application was investigated. SEM/EDS analysis exhibited that Ni2-Si precipitates with a size of 20~100 nm were distributed in grains. Fe, Sn, Zn elemnets in Cu-Ni-Si-P alloy imporved the mechanical strength but it was not favor in increasing of electrical conductivity. As higher final rolling reduction ratio, the strength and electrical conductivity is increased after aging treatment, but it indicated excellent bendability. Especially, Cu-2Ni-0.4Si-0.5Sn-0.1Fe-0.03P alloy show the tensile strength value of 700MPa and the electrical conductivity was observed to reach a maximum of 40%IACS. It is optimal for lead frame and connector.
Sliding wear tests have been carried out in room temperature air and water in order to compare the wear resistance of Zr-xNb-xSn alloys of various alloying elements (Nb and Sn). The main focus was to quantitatively compare the wear properties of the recently developed Zr-xNb-xSn alloys with the commercial ones using the evaluation parameters of the wear resistance with the consideration of the worn area. As a result, the recently developed alloys had a similar wear resistance compared with the commercial ones. The dominant factor governing the wear resistance was the protruded volume of the wear debris that was formed on the worn area in the air condition, but the accommodation of the plastic deformation on the contact area in water. In addition, the worn area size appeared to be very different depending on the tested alloys. To evaluate the wear resistance of each test specimen, the ratio of the wear volume or the protruded volume to the worn area ($D_e$ or $D_p$) is investigated and proposed as the evaluation parameters of the wear resistance.
DGEBA(diglycidyl ether of bisphenol A)/MDA(4,4'-methylene dianiline)/SN(succinonitrile)/HQ(hydroquinone)계의 경화반응 속도론 및 메카니즘을 연구하였다. SN과 HQ는 반응성 첨가제와 촉매로 도입하였다. 경화반응 속도론은 DSC 분석에 의해 Kissinger equation과 fractional-life법을 이용하여 연구하였다. DGEBA/MDA/SN 계의 활성화에너지와 반응차수는 SN의 함량에 관계없이 거의 일정하였고, 촉매로써 HQ가 첨가됨으로 인해 활성화 에너지와 반응시작온도가 낮아졌다. 이들 계의 반응 메카니즘을 고찰하기위하여 SN의 함량에 따라 FT-IR을 측정하였다. 그리고, SN:HQ의 혼합비는 4:1이었다. Diamine으로 경화되는 에폭시 수지의 경화반응 메카니즘은 primary amine-epoxy 반응, secondary amine-epoxy 반응, epoxy-hydroxyl 반응이 일어나는 것으로 알려져 있다. DGEBA/MDA/SN/HQ 계에서는 HQ의 hydroxyl 기가 epoxy 및 amine과 결합하여 전이상태를 형성하여 epoxide ring을 빠르게 개환시켜줌으로써 amine-epoxy반응이 쉽게 일어남을 알았다.
라디오주파수 분말 스퍼터링 방법으로 sapphire (0001) 기판 위에 Sn을 함유한 β-Ga2O3(β-Ga2O3 : Sn) 나노와이어를 증착하였다. 후열처리 공정의 가스 분위기가 나노와이어 형상의 변화에 미치는 영향을 연구하였다. 800℃에서 진공 중 열처리 과정에서, as-grown 나노와이어는 다공성 구조로 전이하였다. 비화학양론 Ga2O3-x는 화학양론 Ga2O3로 바뀌고, Sn원자는 응집하여 나노클러스터를 형성한다. Sn 나노클러스터는 증발하여 Sn 원자의 함량은 1.31에서 0.27 at%로 감소하였다. Sn원자의 증발로 인하여 나노와이어 표면에 다수의 기공이 형성되고, 이는 β-Ga2O3 : Sn 나노와이어의 체적대비 표면적 비율을 증가시킨다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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