Copper pollution around the world has caused serious public health problems recently. The heavy metal adsorption on traditional membranes from wastewater is limited by material properties. Different adsorptive materials are embedded in the membrane matrix and act as the adsorbent for the heavy metal. The carbonized leaf powder has been proven as an effective adsorbent material in removing aqueous Cu(II) because of its relative high specific surface area and inherent beneficial groups such as amine, carboxyl and phosphate after carbonization process. Factors affecting the adsorption of Cu(II) include: adsorbent dosage, initial Cu(II) concentration, solution pH, temperature and duration. The kinetics data fit well with the pseudo-first order kinetics and the pseudo-second order kinetics model. The thermodynamic behavior reveals the endothermic and spontaneous nature of the adsorption. The adsorption isotherm curve fits Sips model well, and the adsorption capacity was determined at 61.77 mg/g. Based on D-R model, the adsorption was predominated by the form of physical adsorption under lower temperatures, while the increased temperature motivated the form of chemical adsorption such as ion-exchange reaction. According to the analysis towards the mechanism, the chemical adsorption process occurs mainly among amine, carbonate, phosphate and copper ions or other surface adsorption. This hypothesis is confirmed by FT-IR test and XRD spectra as well as the predicted parameters calculated based on D-R model.
An indium-tin-oxide (ITO) is normally used as a substrate in organic photovoltaic cells. We examined the effects of an oxygen ($O_2$) plasma treatment on the electrical properties of an organic photovoltaic cell. Experiments with four-point probe method and atomic force microscope revealed the lowest surface resistance of 17.64 ${\Omega}$/sq and the lowest average surface roughness of 1.39 nm at the plasma treatment power of 250 W. A device structure of ITO/CuPc/$C_{60}$/BCP/$Cs_2CO_3$/Al was fabricated by thermal evaporation with and without the plasma treated ITO substrate. It was found that the power conversion efficiency of the cell with the plasma treated ITO is 65 % higher than the one without the plasma treated ITO.
The ability of electronic packages and assemblies to resist solder joint failure is becoming a growing concern. This paper reports on a study of high speed shear energy of Sn-4.0wt%Ag-0.5wt%Cu (SAC405) solder with different electroless Ni-P thickness, with $HNO_3$ vapor's status, and with various pre-conditions. A high speed shear testing of solder joints was conducted to find a relationship between the thickness of Ni-P deposit and the brittle fracture in electroless Ni-P deposit/SAC405 solder interconnection. A focused ion beam (FIB) was used to polish the cross sections to reveal details of the microstructure of the fractured pad surface with and without $HNO_3$ vapor treatment. A scanning electron microscopy (SEM) and an energy dispersive x-ray analysis (EDS) confirmed that there were three intermetallic compound (IMC) layers at the SAC405 solder joint interface: $(Ni,Cu)_3Sn_4$ layer, $(Ni,Cu)_2SnP$ layer, and $(Ni,Sn)_3P$ layer. The high speed shear energy of SAC405 solder joint with $3{\mu}m$ Ni-P deposit was found to be lower in pre-condition level#2, compared to that of $6{\mu}m$ Ni-P deposit. Results of focused ion beam and energy dispersive x-ray analysis of the fractured pad surfaces support the suggestion that the brittle fracture of $3{\mu}m$ Ni-P deposit is the result of Ni corrosion in the pre-condition level#2 and the $HNO_3$ vapor treatment.
Plasma Nitriding treatment was performed on STS 204Cu stainless steel samples at a temperature of $400^{\circ}C$ for 15 hours with varying $N_2$ content as 10%, 15% and 25%. Regardless of the content of $N_2$, S-Phase which is a hardened layer of Nitrogen (N) supersaturated phase, was formed in the surface of plasma treated samples. When $N_2$ content was 25%, the thickness of the hardened layer reached up to about $7{\mu}m$ and the surface hardness reached a value of $560Hv_{0.05}$, which is about 2.5 times higher than that of untreated sample (as received $220Hv_{0.05}$). From potentiodynamic polarization test, it was observed that compared to as received sample, the corrosion potential and the corrosion current density of the plasma treated samples were decreased regardless of the $N_2$ content, but the corrosion resistance was not increased much due to the precipitation of $Cr_2N$. On the other hand, pitting potential of the samples treated with 10% and 15% $N_2$ was higher than that of as received sample, however, the samples treated with 25% exhibited a lower pitting potential. Therefore, 10% $N_2$ content was selected as optimum plasma nitriding condition and to further increase both the thickness and surface hardness and the corrosion resistance of the hardened layer, different $CH_4$ content such as 1%, 3% and 5% was introduced into the plasma nitriding atmosphere. With 1% $CH_4$, the thickness of the hardened layer reached up to about $11{\mu}m$ and the surface hardness was measured as about $620Hv_{0.05}$, which is about 2.8 times that of as received sample. And the corrosion resistance of the plasma treated sample by using 1% $CH_4$ was improved significantly due to much higher pitting potential, and lower corrosion current density. When the $CH_4$ content was more than 1%, the thickness and surface hardness of the hardened layer decreased slightly and the corrosion resistance also decreased.
Large single grain $Gd_{1.5}Ba_2Cu_3O_{7-y}$ (Gd1.5) bulk superconductors were fabricated by a top-seeded melt growth (TSMG) process using an $NdBa_2Cu_3O_{7-y}$ seed. The seeded Gd1.5 powder compacts with a diameter of 50 mm were subjected to the heating cycles of a TSMG process. After the TSMG process, the diameter of the single grain Gd1.5 compact was reduced to 43 mm owing to the volume contraction during the heat treatment. The superconducting transition temperature ($T_c$) of the top surface of the single grain Gd1.5 sample was as high as 93.5 K. The critical current densities ($J_cs$) at 77 K and 1T and 1.5 T were in ranges of 25,200-43,900 $A/cm^2$ and 10,000-23,000 $A/cm^2$, respectively. The maximum attractive force at 77 K of the sample field-cooled using an Nd-B-Fe permanent magnet (surface magnetic field of 0. 527 T) was 108.3 N; the maximum repulsive force of the zero field-cooled sample was 262 N. The magnetic flux density of the sample field-cooled at 77 K was 0.311T, which is approximately 85% of the applied magnetic field of 0.375 T. Microstructure investigation showed that many $Gd_2BaCuO_5$ (Gd211) particles of a few ${\mu}m$ in size, which are flux pinning sites of Gd123, were trapped within the $GdBa_2Cu_3O_{7-y}$ (Gd123) grain; unreacted $Ba_3Cu_5O_8$ liquid and Gd211 particles were present near the edge regions of the single grain Gd1.5 bulk compact.
본 연구는 통상 muntz metal로 불리는 구리와 아연의 합금 금속의 산화 환원 반응을 이용한 폐수 중 탈인 처리에 관한 연구이다. 연구를 위하여 $200{\mu}m$ 두께의 극세사 형태로 제조된 구리 아연 금속합금이 수용액 중에서 산화 환원 반응 작용으로 인하여 발생하는 OH radical을 이용하여 금속과 phosphate의 공침 반응에 의해 탈인 처리되는 원리를 이용한 인 처리법에 관한 연구이다. 인 제거 효율은 장시간의 순환 처리보다는 1회 처리에서 가장 제거 효율이 높았으며, 1시간 이후의 순환처리에서는 더 이상의 제거효율을 보이지 않았다. 이는 금속합금 물질은 표면적이 넓어서 1회 처리만으로도 수용액의 pH를 평형에 도달하게 하여 반응 효율이 높은 것으로 나타났다. 제조한 합성폐수의 pH 조건은 pH 5 에서 pH 9 사이이며, pH 8일 때 제거 효율이 가장 높았으며 pH 8 이상에서는 효율 증가를 보이지 않았다. 이때 인산염은 $H_2PO_4{^-}$, $HPO_4{^{2-}}$의 형태로 가장 많이 존재하는 것으로 조사되었으며, 온도에 따른 인 제거는 온도만의 영향이 아닌 타 영향인자와의 관계를 고려해야 하며 본 연구에서는 온도가 낮을수록 높은 인 제거 효율을 보였다.
본 연구에서는 소나무 종류인 Pinus densiflora로부터 채취한 수피를 이용하여 수용액으로부터 구리 제거를 위한 회분식 흡착 실험을 수행하였다. 구리 흡착에 수피의 화학적 처리가 미치는 효과를 알아보기 위해 1 N 수산화나트륨(NaOH)과 1 N 염산(HCl)을 이용하여 전처리하였다. 구리 농도가 100 mg/L이고 pH가 $3\sim6$인 수용액에서 수산화나트륨(NaOH)을 이용한 수피의 화학적 전처리는 구리의 흡착량을 $139\sim184%$ 정도 증가시키는 효과를 나타냈으나, 염산(HCl)을 이용한 수피의 전처리는 구리의 흡착량을 $37\sim42%$ 정도 감소시키는 효과를 나타냈다. 대체적으로 수피에 의한 구리 흡착은 pH $5\sim6$에서 최대 흡착량을 나타내기는 하였으나, 주어진 pH 범위내에서 수용액의 pH가 구리 흡착에 미치는 효과는 크지 않았다. 수피의 구리 흡착은 유사 2차 동역학 모델로 설명이 가능하였으며, 수산화나트륨(NaOH)으로 전처리한 수피의 경우 초기 농도가 100 mg/L에서 2배로 증가함에 따라 유사 2차 동역학 모델식으로부터 계산된 흡착량$(q_e)$은 6.58 mg/g에서 12.77 mg/g로 증가한 반면에 속도 상수$(k_2)$는 0.284 g/mg/min에서 0.014 g/mg/min으로 감소하였다. 수피의 구리 흡착특성은 Langmuir와 Freundlich 등온식에 의해 모두 잘 표현되는 것으로 나타났다. 수피에 존재하는 카르복실산(carboxylic acid, RCOOH)이 구리 이온의 흡착에 관여하는 것이 확인되었으며, 특히 수산화나트륨을 이용하여 전처리한 수피에서 나타나는 구리의 높은 흡착효율은 수피에 존재한 에스테르(ester) 화합물과 카르복실산(carboxylic acid) 화합물이 가수분해되어 생성된 카르복실산 염(sodium carboxylate) 때문인 것으로 판단되었다.
ZnO-based SAW(surface acoustic wave) filters are fabricated with the configuration of IDT/ZnO/$SiO_2$/Si(100) using various IDT materials such as Al, Cu/Ti, and Cu/Al. Their frequency response characteristics are measured and compared. The thickness of Al IDT is varied to examine the mass loading effect. In addition, effects of thermal treatment and electrical stress on the frequency responses of the fabricated SAW filters are investigated.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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