Basic principles and unique characteristics of laser-induced shock cleaning have been described compared to a conventional laser cleaning method and the removal of small tungsten particles from silicon wafer surfaces was attempted using both methods. It was found that the conventional laser cleaning was not feasible to remove the tungsten particles whereas a successful removal of the particles was carried out by the laser-induced shock waves. From the quantitative analysis using a surface scanner, the average removal efficiency of the particles was more than 98% where smaller particles were slightly more difficult to remove probably due to the increased adhesion force with a decrease of the particle size. It was also seen that the gap distance between the laser focus and the wafer surface is an important processing parameter since the removal efficiency is strongly dependent on the gap distance.
The sputtering yield of tungsten pellets composed of different particle sizes of <1, 12, 44-74, and 149-297 ㎛ was systematically investigated by bombardment with Ar+ ions accelerated at 2.0 keV in an ultra-high vacuum chamber. We found that the tungsten sample fabricated from larger particles had a higher surface roughness, based on the surface profile results. Using the data of the surface roughness for the four types of tungsten pellets, we confirmed that the sputtering yield for a tungsten pellet with the highest surface roughness was 7 times lower than that of the lowest surface roughness. This could be due to the redeposition of sputtered tungsten particles onto neighboring asperities.
한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part2
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pp.1225-1226
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2006
Particles of high strength material when coated with silver offer a means of obtaining desirable electrical properties and high strength. The coating process employed aqueous ammoniacal silver-nitrate electrolytes with a formaldehyde solution as the reductant. Modifying additives were also applied. The reduction and subsequent deposition of silver occurred selectively on the surface of the tungsten particles. The morphologies of the coated particles were assessed by SEM imaging. The silver was uniformed coated on tungsten powder and its thickness was estimated to be approximately 100nm on the basis of a mass account.
Nanosized tungsten carbide powders were synthesized by the chemical vapor condensation(CVC) process using the pyrolysis of tungsten hexacarbonyl($W(CO)_6$). The effect of CVC parameters on the formation and the microstructural change of as-prepared powders were studied by XRD, BET and TEM. The loosely agglomerated nanosized tungsten-carbide($WC_{1-x}$) particles having the smooth rounded tetragonal shape could be obtained below $1000^{\circ}C$ in argon and air atmosphere respectively. The grain size of powders was decreased from 53 nm to 28 nm with increasing reaction temperature. The increase of particle size with reaction temperature represented that the condensation of precursor vapor dominated the powder formation in CVC reactor. The powder prepared at $1000^{\circ}C$ was consisted of the pure W and cubic tungsten-carbide ($WC_{1-x}$), and their surfaces had irregular shape because the pure W was formed on the $WC_{1-x}$ powders. The $WC_{1-x}$ and W powders having the average particles size of about 5 nm were produced in vacuum.
To study adiabatic shear band formation of tungsten heavy alloys, 5 prismatic specimens are loaded by high velocity impacts and treated as plane strain problems. Their volume percent of tungsten particles in WHA are 81%, 93% and 97% respectively and for the fixed 81% volume percent, small size particle model, large size particle model, undulated particle models are considered and then, the effects of particle's volume ratio, geometry and size to the formation of shear band are discussed.
Tungsten heavy alloys (W-Ni-Fe) play an important role in various industries because of their excellent mechanical properties, such as the excellent hardness of tungsten, low thermal expansion, corrosion resistance of nickel, and ductility of iron. In tungsten heavy alloys, tungsten nanoparticles allow the relatively low-temperature molding of high-melting-point tungsten and can improve densification. In this study, to improve the densification of tungsten heavy alloy, nanoparticles are manufactured by ultrasonic milling of metal oxide. The physical properties of the metal oxide and the solvent viscosity are selected as the main parameters. When the density is low and the Mohs hardness is high, the particle size distribution is relatively high. When the density is high and the Mohs hardness is low, the particle size distribution is relatively low. Additionally, the average particle size tends to decrease with increasing viscosity. Metal oxides prepared by ultrasonic milling in high-viscosity solvent show an average particle size of less than 300 nm based on the dynamic light scattering and scanning electron microscopy analysis. The effects of the physical properties of the metal oxide and the solvent viscosity on the pulverization are analyzed experimentally.
Objectives: The purpose of this study is to review size, shape, and crystal structure-dependent toxicity of major metal oxide particles such as silicon dioxide, tungsten trioxide, aluminum oxide, and titanium dioxide as byproducts generated in semiconductor fabrication facility. Methods: To review the toxicity of major metal oxide particles, we used various reported research and review papers. The papers were searched by using websites such as Google Scholar and PubMed. Keyword search terms included '$SiO_2$(or $WO_3$ or $Al_2O_3$ or $TiO_2$) toxicity', 'health effects $SiO_2$(or $WO_3$ or $Al_2O_3$ or $TiO_2$). Additional papers were identified in references cited in the searched papers. Results: In various cell lines and organs of human and animals, cytotoxicity, genotoxicity, hepatoxicity, fetotoxicity, neurotoxicity, and histopathological changes were induced by silicon dioxide, tungsten trioxide, aluminium oxide, and titanium dioxide particles. Differences in toxicity were dependent on the cell lines, organs, doses, as well as the chemical composition, size, surface area, shape, and crystal structure of the particles. However, the doses used in the reported papers were higher than the possible exposure level in general work environment. Oxidative stress induced by the metal oxide particles plays a significant role in the expression of toxicity. Conclusions: The results cannot guarantee human toxicity of the metal oxide particles, because there is still a lack of available information about health effects on humans. In addition, toxicological studies under the exposure conditions in the actual work environment are needed.
가공이 용이한 방사능 차폐 소재, 특히 3D 프린팅이 가능한 소재는 원전용 로봇을 구현하거나 개인용 보호 장구 설계에 매우 중요하다. 본 연구에서는 FDM 방식의 3D 프린팅에 널리 사용되는 고분자 소재인 PLA와 ABS에 방사능 차폐 성능이 우수한 텅스텐 입자를 도입함으로써 3D프린팅이 가능한 방사능 차폐 소재를 구현하였다. 해당 소재는 거시적인 응집체 형성 없이 질량비 기준 텅스텐 함량을 50%까지 도입할 수 있으며, 3D 프린팅을 통해 임의의 형상을 갖는 구조체를 형성할 수 있다. 본 연구에서는 하나의 적용예로 방사능에 취약한 PCB를 보호할 수 있는 로봇 부속품을 텅스텐-고분자 복합체를 이용해 출력하고, 이들을 조립하여 실제 구동 가능한 로봇을 구현하였다.
Kwon, Young-Soon;Kim, Jin-Chun;Ilyin, Alexander P.;Nazarenko, Olga B.;Tikhonov, Dmitry V.
한국분말재료학회지
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제19권1호
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pp.49-54
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2012
Tungsten nanopowders were produced by the method of wires electrical explosion in the different gases. The study of phase and dispersed composition of the powders was carried out. The influence of electrical parameters such as the value of energy input in wire and the arc stage of the explosion was discussed. The factors that make for decreasing the particles size are the lower pressure of surrounding gas and the use of addition of chemically reactive gas.
Copper-10 wt. % tungsten alloyed powder was obtained by co-reduction of mixed tungsten-trioxide and copper oxide powders at 973 K for 7.2 Ks. In the alloy obtained by pressure-assisted sintering of this co-reduced powder, ultra fine tungsten particles (about 100nm) were dispersed uniformly in the copper matrix. At room temperature, the hardness of this alloy was Hv151 and the electrical conductivity was 85% IACS. After annealing at 1173 K for 3.6 Ks, the hardness and electrical conductivity were Hv147 and 84% IACS, respectively, and were same as before annealing. It was confirmed that the hardness and electrical conductivity of this alloy were hardly influenced by annealing condition since the microstructure of this alloy is highly stabilized.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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