Austenitic stainless steels such as AISI 316L have been used in equipment in which fluid flows at high speeds which can induce cavitation erosion on metallic surfaces due to the collapse of cavities, where the collapse is caused by the sudden change of local pressure within the liquid. Usually AISI 316L is susceptible to cavitation erosion. This research focuses on developing a better material to replace the AISI 316L used in equipment with high speed fluid flow, such as impellers. The effects of Rare Earth Metal (REM) additions on the cavitation erosion-corrosion resistance of duplex stainless steels were studied using metallographic examination, the potentiodynamic anodic polarization test, the tensile test, the X-ray diffraction test and the ultrasonic cavitation erosion test. The experimental alloys were found to have superior mechanical properties due to interstitial solid solution strengthening, by adding high nitrogen (0,4%), as well as by the refinement of phases and grains induced by fine REM oxides and oxy-sulfides. Corrosion resistance decreases in a gentle gradient as the REM content increases. However, REM containing alloys show superior corrosion resistance compared with that of other commercial alloys (SAF 2507, AISI 316L). Owing to their excellent mechanical properties and corrosion resistance, the alloys containing REM have high cavitation erosion-corrosion resistance.
Marble is a metamorphic rock used widely in construction which increases amount of marble powder obtained from it. Marble powder is a waste product obtained from marble during its processing. Marble waste is high in calcium oxide content which is cementing property but it creates many environmental hazards too if left in environment or in water. In this research, partial replacement of cement and sand by waste marble powder (WMP) has been investigated. Seven concrete mixtures were prepared for this investigation by partially replacing cement, sand with WMP at proportions of 0%, 10% and 15% by weight separately and in combined form. To determine compressive strength, flexural strength and split tensile strength of concrete made with waste marble powder, the samples at the curing ages of 7, 28 and 90 days was recorded. Different tests of durability were applied on samples like ultrasonic pulse wave test, absorption and sorptivity. For further investigation all the results were compared and noticed that WMP has shown good results and enhancing mechanical properties of concrete mix on partially replacing with sand and cement in set proportions. Moreover, it will solve the problem of environmental health hazard.
The post - fire investigation is conducted on a fire-affected reinforced concrete shear wall building to ascertain the level of its strength degradation due to the fire incident. Fire incident took place in a three-storey building made of reinforced concrete shear wall and roof with operating floors made of steel beams and chequered plates. The usage of the building is to handle explosives. Elevated temperature during the fire is estimated to be $350^{\circ}C$ based on visual inspection. Destructive (core extraction) and non-destructive (rebound hammer and ultrasonic pulse velocity) tests are conducted to evaluate the concrete strength. X-ray diffraction (XRD) and Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM) are used for analyzing micro structural changes of the concrete due to fire. Tests are conducted for concrete walls and roof slab on both burnt and unburnt locations. The analysis of test results reveals no significant degradation of the building after the fire which signifies that the structure can be used with full expectancy of performance for the remaining service life. This document can be used as a reference for future forensic investigations of similar fire affected concrete structures.
Graphene doped zinc oxide nanoparticles (G-ZnO) were prepared using modified hummer's technique together with the ultrasonic method and characterized by field emission scanning electron microscopy (FESEM), X-ray powder diffraction (XRD), fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM). Different samples of epoxy resin nanocomposites reinforced with G-ZnO nanoparticles were prepared and were marked as F1 (without adding nanoparticles), F2 (1% w/w G-ZnO), and F3 (2% w/w G-ZnO) in combination of ≈ 56:18:18:8w/w% with epoxy resin/hardener, ammonium polyphosphate, boric acid, and Chitosan. The peak heat release rate (PHRR) of the epoxy nanocomposites was observed to decrease dramatically with the increasing G-ZnO nanoparticles. However, the LOI values increased significantly with the increase in wt % of G-ZnO nanoparticles. From the UL-94V data, it was confirmed that the F2 and F3 samples passed the flame test and were rated as V-0. The results obtained in the present work clearly revealed that the synthesized samples can be used as efficient materials in fire-retardant coating technology.
In this investigation, Bi2MoO6 deposited graphene nanocomposite (BMG) was synthesized using a simple microwave assisted hydrothermal synthesis method. The synthesized BMG nanocomposite was characterized by X-ray diffraction, transmission electron microscopy, scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray analysis, and photocurrent analysis. The study revealed that the catalysts prepared have high crystalline nature, enhanced light responsive property, high catalytic activity, and good stability. XRD results of BMG composite exhibit a koechlinite phase of Bi2MoO6. The surface property is shown by SEM and TEM, which confirmed a homogenous composition in the bulk particles of Bi2MoO6 and nanosheets of graphene. The catalytic behavior was investigated by the decomposition of Rhodamine B as a standard dye. The results exhibit excellent yields of product derivatives at mild conditions under ultrasonic/visible light-medium. Approximately 1.6-times-enhanced sono-photocatalytic activity was observed by introduction of Bi2MoO6 on graphene nanosheet compared with control sample P25 during 50 min test.
갑오징어 가공 부산물인 갑으로부터 유용 칼슘을 효율적으로 추출하기 위하여 소성처리 ($800^{\circ}C$, 2시간), 고온가압처리 ($121^{\circ}C$, 10시간) 및 초음파처리 ($60^{\circ}C$, 10시간)와 같은 전처리 방법에 대하여 검토하였다 소성처리에 의한 칼슘 추출 분말의 경우 백색이었으나, 기타 추출법으로 처리되어진 칼슘 분말의 경우 연노랑색을 나타내었다 소성처리에 의한 갑 분말의 칼슘함량은 $70.5\%$로 원료 및 다른 전처리 방법에 비하여 약 2배정도 증가하였다 전 처리 방법에 따른 칼슘의 가용화율은 원료에 비하여 초음파처리 및 고온가압처리의 경우 약간 감소하였으나, 소성처리한 경우 약 22배가 증가하였다. 이상의 칼슘제로서 가장 중요한 품질지표인색조, 칼슘 가용화율 및 순도 둥으로 미루어 보아 전처리 방법으로는 소성처리가 가장 우수하였다. 소성처리 시료를 RED 상분석한 결과 주성분은 산화칼슘이었다. 그러나, 소성처리에 의한 칼슘 추출 분말의 경우 pH가 12.9로 강알칼리를 나타내어 안전성 측면에서 식품품질 개선제 둥으로 사용하기에는 다소 문제가 있었다. 이상의 결과로 미루어 보아 갑오징어갑으로부터 칼슘을 추출하는 방법으로는 소성처리가 가장 우수하였으나, 강알칼리로 인해 식품 품질개선제 등과 같이 효율적으로 이용하기 위하여는 반드시 중성부근의 pH로 조정이 이루어져야 하리라 판단되었다.
최근 화석연료를 대체할 친환경 신재생에너지에 대한 요구가 증가하면서 수소에너지가 미래 대체에너지원으로서 주목받고 있다. 수소를 생산하는 방법 중 수전해 기술은 에너지효율과 안정성이 뛰어난 장점이 있지만, 산소발생반응시 발생하는 높은 과전압은 여전히 단점으로 지적되고 있다. 본 연구에서는 분무열분해 공정을 통하여 Co 전구체로부터 $Co_3O_4$를 제조하였다. 또한, urea, sucrose, citric acid의 유기물첨가제를 사용하여 다양한 입자 크기와 표면형상을 가지는 $Co_3O_4$를 제조하였고, 필요에 따라 추가로 열처리를 실시하였다. 합성한 $Co_3O_4$의 물리적 특성을 분석하기 위해 X-선 회절 분석(XRD)으로 결정성을 조사하였고, 주사전자현미경(SEM)과 투과전자현미경(TEM)으로 입자형상 및 표면을 분석하였다. 질소 흡 탈착 시험을 통해 촉매의 비표면적 및 기공부피를 측정하였고, 질소도핑을 확인하기 위해 X-선 광전자 분광법(XPS)을 사용하였다. 촉매의 산소발생반응 활성을 알아보기 위해 3전극 셀에서 선형주사전위법(LSV)으로 전기화학적 거동을 분석하였다. 첨가제를 사용하지 않은 $Co_3O_4$가 가장 우수한 활성을 보였고, 이는 분무열분해법을 통하여 상대적으로 작은 입자형성과 높은 비표면적의 영향인 것으로 판단된다.
시멘트계 재료의 응결시간 제어는 초기 콘크리트 성능 확보를 위한 중요한 평가 요소 중 하나이다. 최근 평균 기온 상승으로 특정 수화물 생성 억제 및 응결시간 제어를 위한 지연제의 사용이 권장되고 있다. 비카트 침 등 관입저항 측정 시험법의 한계를 극복하기 위해 응결시점 평가를 위한 다양한 비파괴 평가 기법이 제안되고 있지만, 지연제 사용에 따른 비파괴 평가법 사용 가능성 확보를 위해서는 여전히 실험적 연구 수행이 요구되고 있다. 본 연구에서는 타타르산 지연제를 사용하여 시멘트 페이스트의 응결 지연을 유도하고, 비카트 침 시험과 함께 전기비저항과 초음파 속도 모니터링을 수행하였다. 두 비파괴 측정 결과의 상승시점 결정을 통해 시멘트 페이스트의 응결시점을 평가하고, 비카트 침 측정을 통한 초결 및 종결 시점과의 분석으로 지연제 사용에 따른 응결 지연 현상 평가 가능성을 확인하였다. 또한 전기비저항 상승시점에 대한 X선 회절 분석을 통해 타타르산 지연제 사용에 따른 수화반응 변화를 측정하고 전기비저항 측정의 응결 지연 평가에 영향을 주는 주요 수화물을 확인하였다.
본 연구는 알칼리 활성화된 다성분계 시멘트에서 카올린(kaolinite, KA)의 효과에 다른 강도 특성에 관한 것이다. 연구에는 고로슬래그 미분말(GGBFS), 플라이애시(FA), 실리카 퓸(SF) 그리고 카올린(KA)을 결합재로 사용하였다. 시험체는 20% ~ 70% GGBFS, 10% ~ 60% FA, 10% SF(고정 비율) 그리고 10% ~ 50% KA의 범위로 혼합하였다. 물/결합재 비는 0.5이다. 결합재는 수산화나트륨(NaOH)과 규산나트륨($Na_2SiO_3$)을 전체 결합재(GGBFS + FA + SF + KA) 중량의 10% (10% NaOH + 10% $Na_2SiO_3$)비율로 사용하였다. 실험은 압축강도, 물 흡수율, 초음파 속도, 건조수축과 X-ray diffraction (XRD)를 수행하였다. 압축강도는 KA의 양이 증가할수록 감소하였다. 강도감소의 중요한 원인중 하나는 GGBFS 또는 FA와 비교하여 KA의 낮은 활성화 때문이다. 수화가 진행되는 동안 KA는 완전하게 반응하지 않았다. 또한 KA의 양이 증가할수록 UPV는 모든 시험체에서 감소하였다. 건조수축과 물 흡수율은 KA의 양이 증가함에 따라 증가하였다. 이러한 시험결과를 통해 다성분계 시멘트의 강도 특성은 KA와 GGBFS의 양에 큰 영향을 받는 것을 확인하였다.
본 연구는 실온에서 미처리재와 UNSM처리재, 수소취화재(100 bar, $300^{\circ}C$에서 120 h) 및 이 수소취화재의 UNSM처리재의 스테인리스강 316L 시험편의 재료특성파악을 위한 실험을 실시하였다. 여기서 수소취화재는 기존의 미처리재의 S-N곡선보다 피로강도가 약간 감소하는 경향을 나타내었으며, 수소취화효과는 적게 나타났다. 미처리재에 비해서 UNSM처리재의 피로한도는 약 43.8 % 상승하였고, 수소취화재의 UNSM처리재는 수소취화재보다 약 57.1 % 상승하는 경향을 나타내었다. EBSD에 의한 IQ, IPF 및 KAM 맵에서 UNSM처리 후, 이 처리의 영향을 받는 나노 입자 표면층의 두께는 약 $152{\mu}m$이다. 그러나 세 가지 맵에서 수소취화의 깊이 영향을 정량적으로 평가할 수 없었다. 시험편상에서 발생하는 표면균열은 수소취화의 영향으로 평균입경($35{\mu}m$)보다 작은 균열의 비율이 약 90 %를 차지하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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