Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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2002.05a
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pp.34-39
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2002
The surfaces of machine components in sliding contact such as bearing, gears and pistons etc. frequently operate under the condition of mixed lubrication due to high load, high speed and slip. These machine components often undergo the inception of scuffing in practical application. The scuffing failure is a critical problem in modern machine components, especially for the requirement of high efficiency and small size. However, it is difficult to find a universal mechanism to explain all scuffing phenomena because there are so many factors affecting the onset of scuffing. In this study, scuffing experiments are conducted using Acoustic Emission(AE) measurement by an indirect sensing approach to detect scuffing failure. Acoustic Emission(AE) signal has been widely utilized to monitor the interaction at the friction interface. Using AE signals we can get an indication about the state of the friction processes, about the quality of solid and liquid layers eon the contacting surfaces in real time. The FFT(Fast Fourier Transform)analyses of the AE signal are used to understand the interfacial interaction and the relationship between the AE signal and the state of contact is presented
The tendency and degree of hot cracking of high strength 5083, 6N01 and 7N01 Al alloy welds by using DCSP-GTAW through modified Varestraint test and autogenous butt welding were investigated. In hot cracking test, 6N01 alloy showed the highest susceptibility to hot cracking in the weld metal and HAZ. Cracking susceptibilities generally increased with increase of solidification temperature range of the base metal and bead penetration-to-width ratio of the weld metal. The cracks in welds of the alloys vertically formed to solid-liquid interface and propagated along with columnar grain boundaries. The fracture facets of cracks showed the typical morphology of solidification crack observed as dendritic structures. Especially, in 6N01 alloy, liquation cracks which were due to elements of Si, Fe and Mg also observed in HAZ near fusion boundary. In butt welding of different Al alloys, the bead crack was mainly occurred in the welds of 6N01, 7N01 and other Al alloys together with 6N01 or 7N01. In the butt welds of 7N01, it was found that the component of Cu had an effect on the higher susceptibility to the hot cracking.
Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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2003.11a
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pp.200-200
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2003
Polycrystalline Si(polysilicon) TFTs have opened a way for the next generation of display devices, due to their higher mobility of charge carriers relative to a-Si TFTs. The polysilicon W applications extend from the current Liquid Crystal Displays to the next generation Organic Light Emitting Diodes (OLED) displays. In particular, the OLED devices require a stricter control of properties of gate oxide layer, polysilicon layer, and their interface. The polysilicon layer is generally obtained by annealing thin film a-Si layer using techniques such as solid phase crystallization and excimer laser annealing. Typically laser-crystallized Si films have grain sizes of less than 1 micron, and their electrical/dielectric properties are strongly affected by the presence of grain boundaries. Impedance spectroscopy allows the frequency-dependent measurement of impedance and can be applied to inteface-controlled materials, resolving the respective contributions of grain boundaries, interfaces, and/or surface. Impedance spectroscopy was applied to laser-annealed Si thin films, using the electrodes which are designed specially for thin films. In order to understand the effect of grain size on physical properties, the amorphous Si was exposed to different laser energy densities, thereby varying the grain size of the resulting films. The microstructural characterization was carried out to accompany the electrical/dielectric properties obtained using the impedance spectroscopy, The correlation will be made between Si grain size and the corresponding electrical/dielectric properties. The ramifications will be discussed in conjunction with active-matrix thin film transistors for Active Matrix OLED.
The solar energy is dramatically increasing as the alternative energy source and the silicon(Si) solar cell are used the most. In this study, the improved process and equipment for the metallurgical refinement of multicrystalline Si were evaluated for the inexpensive solar cell. The planar plane and columnar dendrite aheadof the liquid-solid interface position caused the superior segregation of impurities from the Si. The solidification rate and thermal gradient determined the shape of dendrite in solidified Si matrix solidified by the directional solidification(DS) method. To simulate this equipment, the commercial software, PROCAST, was used to solve the solidification rate and thermal gradient. Si was vertically solidified by the DS system with Stober process and up-graded metallurgical grade or metallurgical grade Si was used as the feedstock. The inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP) was used to measure the concentration of impurities in the refined Si ingot. According to the result of ICP and simulation, the high thermal gradient between the two phases wasable to increase the solidification rate under the identical level of refinement. Also, the separating heating zone equipped with the melting and solidification zone was effective to maintain the high thermal gradient during the solidification.
The structure and tensile properties of the unidirectionally solidified Al-33wt.%Cu alloy have been investigated. Casted Al-33wt.%Cu alloy was unidirectionally solidified with rates (R) between 1㎝/hr and 24cm/hr maintaining the thermal gradient(G) at solid-liquid interface, $32^{\circ}C/cm$ and $21^{\circ}C/cm$. The entectic struture was varied according to the growth condition(G/R radio). When G/R ratio was larger than $8.5{\times}10^3$$^{\circ}C/cm^2/sec$ the lamellar structure was formed, and colony structure was formed when G/R ratio was smaller than $8.5{\times}10^3$$^{\circ}C/cm^2/sec$. The interlamellar spacing(${\gamma}$) in the above alloy system was vaired with the growth rate(R) According to "${\gamma}^2{\cdot}R=8.8{\times}10^{-11}cm^2/sec$" relationship. The yield stress (${\sigma}$0.001) and UTS for samples in the as-grown condition increased with the interlamellar spacing decrease and the values corresponding to colony structure are lower than those corresponding to amellar structure with the same lamellar spacing. The yield stress for samples in aged condition did not change with the interlamellar spacing.
The single crystal of CdTe was grown by modified 6 zone Bridgman method under the conditions of excess Te and excess Cd. To prevent the constitutional supercooling, the crystal growth was done under the temperature gradient of $17^{\circ}C/cm$ in front of the solid /liquid interface and the growth rate was 3mm/hr. The grain morphologies and the growth mechanism were investigated in excess Te and excess Cd conditions. The grain size of excess Te crystal was increased with an increase of the distance from the tip but, in the case of excess Cd crystal, single crystal was not obtained because of the cavities due to the excess Cd vapors so that the grain size was not increased with an increase of the distance from the tip. In addition, the growth of single crystal of CdTe was done with repeated necking ampoule. It was found that the necking had no effects on the grain selection because the cavities trapped in the necking portion acted as heterogeneous nucleation sites.
Laboratory experiments were conducted to investigate the effect of digestion temperature on the settleability and dewaterability of anaerobically digested sludge. The digesters were operated at a hydraulic retention time of 20 days with a loading rate of 0.63~0.66kg volatile solids per cubic meter per day at the temperature of $35^{\circ}C$ and $55^{\circ}C$. A mixed primary and secondary municipal sludge was used as a feed. The interface height of the sludge during settling test was recorded to identify settleability. As a measure of dewaterability of the sludge, specific resistance and capillary suction time were also measured with and without chemical conditioning. Higher digestion efficiency was obtained at $55^{\circ}C$ than $35^{\circ}C$. However, the settleability and dewaterability of the sludge at $35^{\circ}C$ were quite higher than those of the sludge digested at $55^{\circ}C$. The optimum dosages of ferric chloride for sludge conditioning were 0.4% and 0.6% at $35^{\circ}C$ and $55^{\circ}C$, respectively. The filtrate COD of the sludge digested at $55^{\circ}C$ was higher than at $35^{\circ}C$, which means that poor dewaterability of the sludge result in high filtrate COD.
The fast pulling is easy to modify the distribution of grown-in defects toward fine size, which can be readily removed by additional treatment. In this experiment, The fast pulled crystals with high pulling late over 1.0 mm/min were grown and their grown-in defect distributions were investigated. In our recent developments in the growth of Cz-Si, it could be found that the cooling rate in a specific temperature range and the uniformity of temperature gradient at solid/liquid interface are more important for the formation of grown-in defect than the pulling rate itself. We analyzed these cooling rates and temperature gradients for the various fast pulled crystals and compared them to the observed formation behavior of the grown-in defects. The effective factor (Ω) for the void defect formation was introduced and it could explain the radial distribution of void defects in the fast-pulled crystals effectively.
Highly proten-conductive elastic composites have been successfully prepared from $H_3PO_4$-doped silica gel and styrene-ethylene-butylene-styrene block elastic copolymer. In addition solid state electric double-layer capacitors have been fabricated using the composite as an electrolyte and activated carbon powders(ACP) hybridized with the composite as a polrizable electrode. The cyclic voltammogram of the electric double-layer capacitor fabricated demonstrated that electric charge was stored in the elecric double-layer at the interface between the polarizable electrode and the electrolyte. The value of capacitance of the capacitor was 10 F/(gram of total ACP), which was comparable to that of the capacitors using conventional liquid electrolytes.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.30
no.11
s.254
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pp.1107-1116
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2006
The droplet ejection process driven by an evaporating bubble in a thermal inkjet printhead is investigated by numerically solving the conservation equations for mass, momentum and energy. The phase interfaces are tracked by a level set method which is modified to include the effect of phase change at the interface and extended for multiphase flows with irregular solid boundaries. The compressibility effect of a bubble is also included in the analysis to appropriately describe the bubble expansion behaviour associated with the high pressure caused by bubble nucleation. The whole process of bubble growth and collapse as well as droplet ejection during thermal inkjet printing is simulated without employing a simplified semi-empirical bubble growth model. Based on the numerical results, the jet breaking and droplet formation behaviour is observed to depend strongly on the bubble growth and collapse pattern. Also, the effects of liquid viscosity, surface tension and nozzle geometry are quantified from the calculated bubble growth rate and ink droplet ejection distance.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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