오일/수첨 레시틴/물 계에서 전단력이 다른 두 혼합기로 제조된 나노에멀젼의 안정성에 대하여 연구하였으며, 계면활성제의 농도에 따른 나노에멀젼의 입자 크기와 안정성을 조사하였다. 입자의 크기는 광산란법에 의하여 측정하였으며 입자크기의 시간에 따른 변화를 관찰하였다. 실험 결과 나노 에멀젼 불안정화 과정은 Ostwald ripening에 의해 지배되었다. 입자 크기가 100~200nm 범위에서는 오일에 대한 계면활성제의 비율이 증가함에 따라 안정성이 감소하였으나 입자 크기가 300~400nm의 범위에서는 반대의 경향을 보였다.
The growth process of solid grains in a liquid matrix is usually explained in tem1S of Ostwald ripening. The variation of growth (dissolution) rate as a function of grain size during Ostwald ripening predicted that the dissolution rate becomes very large as grain size decreases but the growth rate of a large grain is rather limited. Therefore. a rather uniform size distribution of grain size is maintained once after the quasi-equilibrium state is reached. Quite frequently, however, the exaggerated grain growth (EGG) is observed to occur: only a limited number of grains grow exceptionally. From the observation that the EGG occurs only for the faceted grains with apparently straight solid-liquid interfaces, the EGG is suggested to be the consequence of growth process controlled by 2-dimensional nucleation. In this study, the result by computer calculation on the grain growth process controlled by various mechanisms will be given.
석영유리 도가니(QC)의 사용 중 기포 품질을 검증하기 위하여 적절한 가속 시험 방법을 제안하였다. 실제 Czochralski(Cz) 공정에서 얻어진 폐기물 도가니의 기포 상태를 분석하고 QC 시험편을 이용하여 온도, 압력, 시간을 변화시켜 최적의 열처리 조건을 제시하였다. Cz 공정에서 생성되는 유사한 기포 크기와 밀도로 제어하기 위해서는 1450℃, 0.4 Torr 및 40시간의 열처리 조건이 적절하였다. 특히 Cz 공정에서 적용하는 압력인 10~20 Torr보다 상대적으로 낮은 압력인 0.4 Torr를 선택함으로써 기포 형성 가속시험의 시간을 단축시킬 수 있었다. 열처리 온도를 1550℃ 높일 경우, Ostwald ripening 현상으로 인하여 기포가 커지고 밀도가 급격히 낮아지며, 결정화 발생으로 적절한 가속시험 조건은 아닌 것으로 판단하였다.
본 연구에서는 고농도의 쿼세틴을 함유하는 안정한 나노에멀젼의 조성을 찾고 POE (30) hydrogenated castor oil (HCO-30)/오일/쿼세틴/에탄올/물로 이루어진 나노에멀젼에 대한 에탄올의 영향을 연구하였다. 나노에멀젼은 저에너지법인 emulsion inversion point (EIP) 법과 고에너지법인 균질기(homogenizer)를 병합하여 제조하였다. 나노에멀젼에 대한 에탄올과 다른 성분들의 영향을 평가하기 위해 입자 크기, 에멀젼의 형태, 그리고 입자 분포와 같은 물리적 특성을 조사하였다. 나노에멀젼에 대한 쿼세틴의 최적 농도는 0.2 %였다. 계면활성제인 POE (30) hydogenated castor oil (HCO-30) 농도에 따른 나노에멀젼의 입자 크기를 보면, 2.00 %부터는 에멀젼의 입자 크기는 300 nm 이하였으며 HCO-30을 4.75 % 함유하는 나노에멀젼이 가장 안정하고 입자 크기도 172.40 nm로 나타났다. 마지막으로 에탄올 4.00 %를 함유한 나노에멀젼의 입자 크기는 128.15 nm이고 입도 분포 또한 좁게 나타났다. 나노에멀젼의 불안정화 과정은 Ostwald ripening에 의한 것으로 보여진다. 나노에멀젼에 대한 에탄올의 영향을 연구함으로써 소량의 에탄올을 이용하여 약물의 봉입률을 증가시킬 수 있으며, 안정한 나노에멀젼을 만듦으로써 스킨 로션, 에센스 및 향수와 같은 화장품과 제약 등에 응용될 수 있을 것으로 사료된다.
The TiC-Co/Al reaction-sintered products were prepared by the infiltration of various Co/Al metal mixture into the preform, and their microstructure, phases, and mechanical properties were investigated. With increasing the atomic ratio of Co/Al, tiC grain shape was changed from spherical to platelet particles, and the grain size increased. The crystalline phases found in the liquid matrix formed by the infiltration of Co/Al metal mixture were determined to be Al5Co2 and AlCo by EDS and XRD, and the two crystalline phases were located dominantly between TiC grains, when the Co/Al atomic ratio was lower than an unity. There was a tendency that the density, bending strength and fracture toughness increase with Co/Al atomic ratio until the infiltrated metal was 100% Co. The maximum value was achieved by the composition containing 100% Co infiltrated metal. The Vickers hardness decreased as Co/Al atomic ratio increased.
The microstructure of polymer membranes produced via thermally induced phase separation (TIPS) of polymer solutions is a strong function of both the early-stage (by spinodal decomposition or nucleation & growth) and the late-stage phase separation (referred to in general as coarsening). In the case of early stage effects, the membrane morphology resulting from a nucleation & growth mechanism is either a poorly interconnecsed, stringy, beady structure which is mechanically fragile or a well interconnected structure with highly nonuniform pore sizes. In contrast, spinodal decomposition results in a well interconnected, mechanically strong membrane with highly uniform pore sizes. Here I describe recent quantitative studies of the coarsening effects on the microstructure of membranes produced via TIPS process. The dependence of microstructure on coarsening time, quench depth, solution viscosity, and polymer molecular weight was investigated in order to distinguish among three possible coarsening mechanisms, Ostwald ripening, coalescence, and hydrodynamic flow, which may be responsible for structural evolution after the early-stage phase Separation (spinodal decomposition or nucleation & growth).
The knowledge of grain growth of carbide particles is very important for manufacturing micrograined cemented carbides. In the present study, continuous and discontinuous grain growth in WC-Co and WC-VC-Co cemented carbides is investigated using the Monte Carlo computer simulation technique. The Ostwald ripening process (solution/re-precipitation) and the grain boundary migration process are assumed in the simulation as the grain growth mechanism. The effects of liquid phase fraction, grain boundary energy and implanted coarse grain are examined. At higher liquid phase content, mass transfer via solid/liquid interfaces plays a major role in grain growth. Growth rate of the implanted grain was higher than that of the matrix grains through solution/re-precipitation and coalescence with neighboring grains. The results of these simulations qualitatively agree with experimental ones and suggest that distribution of liquid phase and carbide particle/carbide grain boundary energy as well as contamination by coarse grain are important factors controlling discontinuous grain growth in WC-Co and WC-VC-Co cemented carbides. The contamination by coarse grains must by avoided in the manufacturing process of fine grain cemented carbides, especially with low Co.
A facile one-pot wet chemical process to prepare pure anatase TiO2 hollow structures using ammonium hexafluorotitanate as a precursor is developed. By defining the formic acid ratio, we fabricate TiO2 hollow structures containing fluorine on the surface. The TiO2 hollow sphere is composed of an anatase phase containing fluorine by various analytical techniques. A possible formation mechanism for the obtained hollow samples by self-transformation and Ostwald ripening is proposed. The TiO2 hollow structures containing fluorine exhibits 1.2 - 2.7 times higher performance than their counterparts in photocatalytic activity. The enhanced photocatalytic activity of the TiO2 hollow structures is attributed to the combined effects of high crystallinity, specific surface area (62 ㎡g-1), and the advantage of surface fluorine ions (at 8%) having strong electron-withdrawing ability of the surface ≡ Ti-F groups reduces the recombination of photogenerated electrons and holes.
An understanding of the coarsening process of the large fission gas pores in the high burn-up structure (HBS) of irradiated $UO_2$ fuel is very necessary for analyzing the safety and reliability of fuel rods in a reactor. A numerical model for the description of pore coarsening in the HBS based on the Ostwald ripening mechanism, which has successfully explained the coarsening process of precipitates in solids is developed. In this model, the fission gas atoms are treated as the special precipitates in the irradiated $UO_2$ fuel matrix. The calculated results indicate that the significant pore coarsening and mean pore density decrease in the HBS occur upon surpassing a local burn-up of 100 GWd/tM. The capability of this model is successfully validated against irradiation experiments of $UO_2$ fuel, in which the average pore radius, pore density, and porosity are directly measured as functions of local burn-up. Comparisons with experimental data show that, when the local burn-up exceeds 100 GWd/tM, the calculated results agree well with the measured data.
본 연구에서는 poly(oxyethylene) hydrogenated castor oils (HCOs)/오일/에탄올/물로 이루어진 에멀젼에 대한 에탄올의 영향을 연구하였다. 에멀젼은 고에너지법인 균질기(homogenizer)를 병합하여 제조하였다. 에멀젼에 대한 에탄올의 영향을 평가하기 위해 입자 크기와 입자 분포 등의 물리적 특성을 측정하였으며 다른 성분의 조성은 같도록 하였다. HCO-20의 경우 에멀젼의 크기가 마이크로미터 크기에서 에탄올이 증가할수록 입자의 크기가 감소하는 것을 확인하였다. HCO-30의 경우 계면활성제 농도 4.00 %에서 입자 크기가 나노미터 크기로 나타났으며, 에탄올의 농도가 4.25 % 일 때 조성 1에서 입자 크기가 $128.15{\pm}1.06nm$이고 조성 2에서는 $136.10{\pm}0.99nm$로 가장 안정한 나노에멀젼이 생성되었다. 마찬가지로 HCO-40은 계면활성제 농도 4.00 %에서 입자가 나노미터 크기로 나타났으며, 에탄올이 4.50%일 때 조성 1에서 입자 크기가 $115.85{\pm}0.78nm$이고 조성 2는 $121.15{\pm}0.35nm$로 안정한 나노에멀젼이 생성되었다. HCO-60의 경우에서는 계면활성제 농도 4.00 %, 에탄올 농도 2.25 %에서 에멀젼의 크기가 $262.35{\pm}0.64nm$인 안정한 나노에멀젼이 생성되었다. 마이크로 크기의 에멀젼에서는 에탄올의 함량이 증가할수록 입자의 크기가 감소하는 것을 알 수 있었고, 나노에멀젼에서는 에탄올의 특정 농도에서 최저값을 나타냄을 확인하였다. 나노에멀젼의 불안정화 과정은 Ostwald ripening에 의한 것으로 보여진다. 계면활성제 종류에 따른 에멀젼에 대한 에탄올의 영향을 연구함으로써 안정한 에멀젼을 만들기 위한 에탄올의 함량을 계산할 수 있을 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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