The effects of ion beam mixing of a SiC film coated on super alloys (hastelloy X substrates) were studied, aiming at developing highly sustainable materials at above $900^{\circ}C$ in decomposed sulfuric acid gas (SO2/SO3/H2O) channels of a process heat exchanger. The bonding between two dissimilar materials is often problematic, particularly in coating metals with a ceramics protective layer. A strong bonding between SiC and hastelloy X was achieved by mixing the atoms at the interface by an ion-beam: The film was not peeled-off at ${\geq}900^{\circ}C$, confirming excellent adhesion, although the thermal expansion coefficient of hastelloy X is about three times higher than that of SiC. Instead, the SiC film was cracked along the grain boundary of the substrate at above $700^{\circ}C$. At ${\geq}900^{\circ}C$, the film was crystallized forming islands on the substrate so that a considerable part of the substrate surface could be exposed to the corrosive environment. To cover the exposed areas and cracks multiple coating/IBM processes have been developed. An immersion corrosion test in 80% sulfuric acid at $300^{\circ}C$ for 100 h showed that the weight retain rate was gradually increased when increasing the processing time.
Composite plating is a method of co-depositing fine particles of metallic, non-metallic compound or polymers in the plated layer to improve material properties such as were-resistance, lubrication, or corrosion resistance. Graded Ni-Sic composite coating were produced in this research. Prior to produce Graded Ni-SiC composite coatings, effects of particle size, particle content, pH of electrolyte, temperature, current density, stirring rate on the amount of SiC deposited in the Ni layer were investigated. By manipulating current density and plating time properties of these coating were evaluated by micro-indentation hardness test.
The application of Carbon and graphite based materials in unprotected environment is limited to a temperature of $450^{\circ}C$ or so because of their susceptibility to oxidation at this temperature and higher. To over come these obstacles a low cost chemical vapour reaction process (CVR) was developed to give crystalline and high purity SiC coating on graphite and isotropic C/C composite. CVR is most effective carbothermal reduction method for conversation of a few micron of carbon layer to SiC. In the CVR method, a sic conversation layer is formed by reaction between carbon and gaseous reagent silicon monoxide at high temperature. Characterization of SiC coating was carried out using SEM. The other properties studied were hardness density and conversion efficiency.
In this work, Ni-Co composites incorporated with nano-sized SiC particles in the range of 45-55 nm are prepared by electroplating. The effects of plating duration on the chemical composition, surface morphology, crystalline structures and hardness have been studied. The maximum hardness of Ni-Co-SiC composite coating is approximately 633 Hv at plating duration of 1 h. The hardness is gradually decreased with increasing plating duration, which can be attributed to the growth of crystalline size and the agglomerates of SiC nano-particles. It is therefore explained that the grain refinement of Ni-Co matrix and stable dispersion of SiC particles play an important role for strengthening, which indicate Hall-Petch relation and Orowan model were dominant for hardening of Ni-Co-SiC composite coatings.
SiC 보강재 표면에 도금된 Cu금속층이 Al/SiC복합재료의 젖음성에 미치는 영향을 검토하였다. 보강재에 대한 금속층의 도금은 무전해도금법을 이용하였으며, Al/SiC 복합재료의 제조는 텅스텐 발열체 진공로의$ 670^{\circ}C$~$900^{\circ}C$에서 제조하여 보강재와 기지간의 접촉부위를 촬영하여 젖음성을 측정하였다 젖음성 측정 결과 보강재에 도금된 Cu층은 젖음성을 향상시켰고, 젖음성의 개선은 보강재에 도금된 금속층과 기지간의 반응에 의해 계면에너지를 변화시킴으로서 나타난 결과이며. 반응을 통한 산화피막의 배제도 영향을 미친 것으로 판단된다
Purpose: This study compared the surface hardness (Vickers) and microstructural characteristics between a type IV stone with and without die hardening treatment, a polyurethane die material. Methods: Materials used were a type IV stone(MG Crystal Rock), two die hardeners (Hardening bath, Epox-it), and a polyurethane resin material(Polyluck). Six specimens per group were prepared according to manufacturer's directions. The prepared specimens were tested by means of hardness test, one-way ANOVA analysis, scanning electron microscopic(SEM) observations and energy dispersive spectroscopic(EDS) analysis. Results: In the hardness test and its statistical analysis, there was no significant difference in the surface hardness between a type IV stone and type IV stone with die hardener coating, type IV stone mixed with an epoxy like material instead of water. In contrast, polyurethane resin material exhibited significantly greater surface hardness than other specimen groups (p<0.05). Conclusion: By considering the results of the hardness test, SEM observations and EDS analysis, although the die hardeners on type IV stone did not show remarkable improvement in surface hardness, the die hardener coating on the surface of type IV stone material did show decrease of microporous and improvement of surface defects.
Turbocharger technology is one of the ways to survive in a competitive market that is facing increasing demand for fuel and improving the efficiency of vehicle engines. Turbocharging allows the engine to operate at close to its maximum power, thereby reducing the relative friction losses. One way to optimally understand the behavior of a turbocharger is to better understand the heat flow. In this paper, a 1.7 liter, 4 cylinder and 16 air valve gasoline engine turbocharger with compressible, viscous and 3D flow was investigated. The purpose of this paper is numerical investigation of the number of heat transfer in gasoline engines turbochargers under 3D flow and to examine the effect of different types of coatings on its performance; To do this, modeling of snail chamber and turbine blades in CATIA and simulation in ANSYS-FLUENT software have been used to compare the results of turbine with experimental results in both adiabatic and non-adiabatic (heat transfer) conditions. It should be noted that the turbine blades are modeled using multiple rotational coordinate methods. In the experimental section, we simulated our model without coating in two states of adiabatic and non-adiabatic. Then we matched our results with the experimental results to prove the validation of the model. Comparison of numerical and experimental results showed a difference of 8-10%, which indicates the accuracy and precision of numerical results. Also, in our studies, we concluded that the highest effective power of the turbocharged engine is achieved in the adiabatic state. We also used three types of SiO2, Sic and Si3N4 ceramic coatings to investigate the effect of insulating coatings on turbine shells to prevent heat transfer. The results showed that SiO2 has better results than the other two coatings due to its lower heat transfer coefficient.
Purpose: The aim of this study was to investigate the influence of short and long duration sintering on microstructure and flexural strength of zirconia. Methods: To conduct three-point bending test, Zirconia specimens are milled according to ISO 6872 guidelines(N=18, n=9 per group). Two specimens group(n=8) is sintered for 10 hours(Standard schedule) and 3 hours(Speed schedule) at the peak temperature of 1550℃ with silicon carbide sintering furnace. Flexural strength of specimens are measured by instron. After coating each specimen(n=1), microstructure of specimens is observed using Scanning Electron Microscope(SEM). T-test was utilized to statistically assess the data. Results: The mean and standard deviation value of the flexural strength for standard schedule group are 578.15±57.48Mpa, that of speed schedule are 465.9±62.34Mpa. T-test showed significant differences in flexural strength between two zirconia specimen group which applied standard schedule and speed schedule respectively(p<0.05). Conclusion: The result of this study showed that the increase in sintering time led to increased grain size, and also to a positive effect on the flexural strength.
The effect of Cu coating on the sensing properties of nano $SnO_2:Cu$ based sensors for the $CH_4$, $CH_3CH_2CH_3$ gas was studied. This work was focussed on investigating the change of sensitivity of nano $SnO_2:Cu$ based sensors for $CH_4$, $CH_3CH_2CH_3$ gas by Cu coating. Nano sized $SnO_2$ powders were prepared by solution reduction method using stannous chloride($SnCl_2{\cdot}2H_2O$), hydrazine($N_2H_2$) and NaOH and subsequent heat treatment. XRD patterns showed that nano $SnO_2$ powders with rutile structure were grown with (110), (101), (211) dominant peak. The particle size of nano $SnO_2:Cu$ powders at 8 wt% Cu was about 50 nm. $SnO_2$ particles were found to contain many pores, according to SEM analysis. The sensitivity of nano $SnO_2:Cu$ based sensors was measured for 5 ppm $CH_4$ gas and $CH_3CH_2CH_3$ gas at room temperature by comparing the resistance in air with that in target gases. The sensitivity for both $CH_4$ and $CH_3CH_2CH_3$ gases was improved by Cu coating on the nano $SnO_2$ surface. The response time and recovery time of the $SnO_2:Cu$ gas sensors for the $CH_4$ and $CH_3CH_2CH_3$ gases were 18~20 seconds, and 13~15 seconds, respectively.
이 연구에서는 방수공사의 장비 활용 시공기술을 통해 작업환경 개선으로 인한 작업자의 사고방지 및 안전을 확보하고, 장비의 활용에 따른 작업 효율성 증대 및 품질을 개선시키며 더불어 기능공 확보의 어려움을 해소하는 것을 목적으로 하고 있다. 시멘트 액체 방수 뿜칠장비를 활용함으로써 부착성능이 약 20% 향상하고 작업속도가 2배 상승하였다. 프라이머 뿜칠 장비를 활용함으로써 침투성능과 부착성능이 약 2배 개선되는 효과를 보였고, 작업속도가 약 2배 상승하였다. 우레탄 뿜칠 장비를 활용함으로써 동일한 도막두께를 확보하는데 작업량을 1/3로 단축할 수 있으며, 부착강도는 약 1.4배 증가하는 결과를 나타내었고, 작업성이 약 1.4~1.5배 향상되었다. 이러한 결과로부터 장비 작업 시 품질향상과 더불어 작업효율이 증대되고, 수작업 환경에서 자주 발생하는 안전사고를 방지함으로써 안전 환경 조성에 기여할 수 있다. 또한 기능공 수급에 대한 어려움 해소가 가능할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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