A long term deactivation study was carried out with commercial MEA provided by Hyundai Motor Co. The deactivation phenomena were observed only at high voltage region where there is no diffusion-limited reaction. A rapid deactivation was observed up to 40h owing to the sintering of Pt particles. This was followed a gradual increase in the activity up to 300 h, which is probably caused by improvement in the electrode properties in the presence of current during the reaction. After 300 h, monotonic decrease in the activity was observed owing to dissolution of Pt particles especially in the cathode. The presence oxygen is the cause of oxidation and dissolution of Pt. The dissolution rate can be somewhat retarded by generation of current, which reduces Pt ion back to Pt in the cathode.
10 wt% A1$_2$O$_3$-Y$_2$O$_3$-CaO를 첨가한 SiC-30 wt% TiC 분말을 스파크 플라즈마 소결(SPS) 방법을 사용하여 급속 치밀화 하였다. SPS 공정은 매우 빠른 승온 속도와 짧은 시간에 완전 치밀한 시편을 얻을 수 있다. 본 실험에서, 승온 속도와 압력은 $100^{\circ}C$/min과 40MPa이고, 소결 온도 범위는$1600^{\circ}C$~$1800^{\circ}C$이었으며, 10min 동한 유지하였다. $Al_2$O$_3$, $Y_2$O$_3$ 및 CaO를 첨가한 SiC-30 wt% TiC 복합체는 $1700^{\circ}C$ 이상 온도에서 스파크 플라즈마 소결 방법으로 완전 치밀화가 이루어졌다. 모든 SPS 공정 온도에서 탄화큐소으 상전이나 YAG 결정상의 형성 없이 3C-SiC와 TiC 만이 XRD에서 나타났다. 급속 소결한 SiC-30 wt% TiC 복합체의 미세구조는 비교적 작은 등축상 SiC 결정립과 비교적 큰 TiC 결정립으로 구성되었다. $1750^{\circ}C$에서 제조한 시편의 이축강도능 635.2MPa이고, 파괴인성은 6.12 MPaㆍ$m^{1/2}$이었다.
The fabrication of Fe alloy-40 wt.%TiC composite materials using spark plasma sintering process after ball-milling was studied. Raw powders to fabricate Fe alloy-TiC composite were Fe alloy, $TiH_{2}$ and activated carbon. Fe alloy powder was Distaloy AE (4%Ni-1%Cu-0.5%Mo-0.01%C-bal.%Fe) made by Hoeganes company with better toughness and lower melting point. These powders were ball-milled in horizontal attrition ball mill at a ball-to-powder weight ratio of 30 : 1. After that, these mixture powders were sintered by using spark plasma sintering apparatus for 5 min at $1200-1275^{\circ}C$ in vacuum atmosphere under $10^{-3}$ torr. DistaloyAE-40 wt.%TiC composite was directly synthesized by dehydrogenation and carburization reaction during sintering process. The phase transformation of as-milled powders and sintered materials was confirmed using X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscope (TEM). The density and harness materials was measured in order to confirm the densification behavior. In case of DistaloyAE-40 wt.%TiC composite retained for 5 min at $1275^{\circ}C$, it has the relative density of about 96% through the influence of rapid densification and fine TiC particle reinforced Fe-based composites materials.
Funtional metal prototypes are often required in numerous industrial applications. These components are typically needed in the early stage of a project to determine form, fit and function. Recent R/P(Rapid Prototyping) part are made of soft materials such as plastics, wax, paper, these master models cannot be employed durable test in real harsh working environment. Parts by direct metal rapid tooling method, such as laser sintering, by now are hard to get net shape, pores of the green parts of powder casting method must be infiltrated to get proper strength as tool, and new type of 3D direct tooling system combining fabrication welding arc and cutting process is reported by song etc. But a system which can build directly 3D parts of high performance functional material as metal part would need long period of system development, massive investment and other serious obstacles, such as patent. In this paper, through the rapid tooling process as silicon rubber molding using R/P master model, and fabricate wax pattern in that silicon rubber mold using vacuum casting method, then we tranlsated the wax patterns to numerous metal prototypes by new investment casting process combined conventional investment casting with rapid pototyping & rapid tooling process. with this wax-injection-mold-free investment casting, we developed new investment casting process of fabricating numerous functional metal prototypes from one master model, combined 3-D CAD, R/P and conventional investment casting and tried to expect net shape measuring total dimension shrinkage from R/P part to metal part.
주얼리 제품에서 마스터패턴 제작비는 최종제품의 20% 정도로 전체 주얼리제품 시장에서 매우 큰 비중을 차지한다. 기존 주얼리 제품을 제작하는 일반 공정인 ‘디자인 시안→상세도면 제작→1왁스형 제작→석고 플라스크 제작→은 마스터패턴의 제작→왁스패턴의 대량생산→정밀주조→최종제품’의 복잡한 단계를 ‘CAD 디자인 시안→쾌속조형기 듀라폼 음각몰드 제작→저융점 합금으로 마스터패턴 제작→정밀주조→최종제품’의 공정으로 단순화하면서도 대폭시간을 단축할 수 있는 신공정을 제안하였다. 주요공정인 selective laster sintering (SLS)형 쾌속조형기(rapid prototype: RP)를 이용해서 분해온도가 190℃인 듀라폼 분말로 미리 3D CAD로 설계한 직경 20mm의 구, 링 요소를 각각 상하형의 합체형 몰드와 일체형 몰드로 제작하였다. 제작된 몰드에 융점이 70℃인 Pb-Sn-Bi-Cd 저융점 합금을 주입하여 마스터패턴을 제조하였다. 완성된 마스터패턴은 목표형상에 비해 치수 변형율이 2% 이내로 우수하고 주입공정 및 후가공공정이 용이하여 주얼리용 마스터패턴으로 응용이 가능하였다.
As dies and molds have become more and more complicated in the recent years, the demand for lower cost and shorter production time is also growing stronger. Rapid prototyping and Tooling technologies are expected to be used for more rapid and lower cost tool fabrication. However the rapid tooling methods have not yet reached the level of application to the manufacturing of metallic dies and molds which require high dimensional accuracy. As the rapid tooling technology, there are the slurry casting, the powder casting, the direct laser sintering, and so on. Generally, in the slurry casting, the alumina powder and the water soluble phenol were mainly used. However, the mechanical properties of the phenol were not good enough to apply to molds directly. In this study, pure epoxy and two types of aluminium powder reinforced resin are applied to the slurry casting. The mechanical and thermal properties are better than phenol because the epoxy is the thermosetting resin. And mechanical characteristics such as shrinkage rate, hardness, surface roughness are measured for the sake of comparison. Metal powder reinforced resin molds are better than the resin tool form the viewpoint of shrinkage rate and hardness. Finally, it has been shown that the application possibility of this process is high, because the manufacturing time and cost savings are significant.
Concurrent Engineering is one of the methods which are used for the rapid product development. One of the important features in Concurrent Egineering is that the development process is to be parallel and the organization should be cross-functional. In order that the process be parallel and that the organization be cross-functional, an integrated information system such as PDM (Product Data Management) is required. Although the integrated data base is constructed, it could be meaningless if the application softwares were not inter-operable. This study shows an example of intergrated information system from three-dimensional product design to mold design and tooling for the development of Deflection Yoke(DY) which is one of the important parts of Cathode Ray Tube(CRT). A three-dimensional product design software, which is based on a commercial code, has been developed by ourselves. Selective Laser Sintering(SLS), which is one of the rapid prototyping techniques, has been used in this study. Mold design has been done by the three-dimensional way. A newly developed method of mold tooling, which is called Quick Die Manufacturing(QDM), has been introduced.
정밀하고 복잡한 형상의 금속 부품을 제작하는데 사용되는 정밀주조법은 왁스형을 만드는 과정을 수작업으로 진행하므로 많은 시간과 비용이 소요되었다. 왁스형 제작공정을 개선하기 위해 쾌속조형기를 이용하는 방법을 제안하였다. SLS 형 쾌속조형기를 이용하여 캐스트폼형을 제작하고 여기에 용융된 왁스를 함침시켜 왁스형을 완성한다. 이 방법을 이용하여 스텐레스 스틸 소재의 금속 주분을 제작하였는데, 시간과 비용이 크게 절감되었으며 정밀도도 향상되었다.
Fabrication of heterogeneous catalysts using Atomic Layer Deposition (ALD) has recently been attracting attention of surface chemists and physicists. In this talk, I will present recent results about structures and chemical activities of various catalysts prepared by ALD, particularly focusing on Ni-based catalysts. Ni has been considered as potential catalysts for $CO_2$ reforming of methane (CRM); however, Ni often undergoes rapid decrease in catalytic activity with time, and therefore, application of Ni as catalysts for CRM has been regarded as difficult so far. Deactivation of Ni catalysts during CRM reaction is from either coke formation on Ni surface or sintering of Ni particles during reaction. Two different strategies have been used for enhancing stability of Ni-based catalysts; $TiO_2$ nanoparticles were deposited on micrometer-size Ni particles by ALD, which turned out to reduce coke formation on Ni surfaces. Ni nanoparticles deposited by ALD on mesoporous silica showed high activity and long-term stability from CRM without coke deposition and sintering during CRM reaction. Ni-based catalysts have been also used for oxidation of toluene, which is one of the most notorious gases responsible for sick-building syndrome. It was shown that onset-temperature of Ni catalysts for toluene oxidation is as low as $120^{\circ}C$. At $250\circ}C$, total oxidation of toluene to $CO_2$ with a 100% conversion was found.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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