Epoxy-amine liquid prepolymers are extensively applied onto metallic substrates and cured to obtain painted materials or bonded joint structures. Overall performances of such systems depend on the created interphase between the organic layer and the substrate. When epoxy-amine liquid mixtures are applied onto more or less hydrated metallic oxide layer, concomitant amine chemical sorption and hydroxide dissolution appear lending to the chelate formation. As soon as the chelate concentration is higher than the solubility product, these species crystallize as sharp needles. Moreover, intrinsic and thermal residual stresses are developed within painted or bonded systems. When residual stresses are higher than the organic layer/substrate adhesion, buckling, blistering, debonding may occur leading to a catastrophic drop of system performances. Practical adhesion can be evaluated with either ultimate parameters (Fmax or Dmax) or the critical strain energy release rate, using the three point flexure test (ISO 14679-1997). We observe that, for the same system, the ultimate load decreases while residual stresses increase when the liquid/solid time increases. Ultimate loads and residual stresses depend on the metallic surface treatment. For these systems, the critical strain energy release rate which takes into account the residual stress profile and the Young's modulus gradient remains quite constant whatever the metallic surface treatment was. These variations will be discussed and correlate to the formation mechanisms of the interphase.
Since the electrification of vehicles has been extended, solid-state batteries have been attracting a lot of interest because of their superior safety. Especially, polymer, sulfide, and oxide based materials are being studied as solid electrolytes, and each type of materials has advantaged and disadvantages over others. Oxide electrolytes has higher chemical and electrochemical stability compared to the other types of electrolytes. However, ionic conductivity isn't high enough as much as that of organic liquid electrolytes. Also, there are many difficulties of fabricating solid-state batteries with oxide based electrolytes because they require a sintering process at very high temperature (above ${\sim}800^{\circ}C$). Herein, we review recent studies of solid-state batteries with oxide based electrolytes about the ionic conductivity, interfacial reactions with Li metal, and preparation of solid-state cell.
Heat transfer phenomena during inward melting process of the phase change material were studied experimentally. N-docosane paraffin [$C_{22}H_{46}$] is used for phase change material and its melting temperature is $42.5^{\circ}C$. Experiments were performed for melting of an initially no-sub cooled or subcooled solid in a horizontal cylinder, in order to compare and investigate the radial temperature distribution, ratio of melting and melted mass, various energy components stored from the cylinder wall, figure of the melting front in the horizontal cylinder. The solid-liquid interface motion during phase change was recorded photographically. The experimental results reaffirmed the dominant role played by the conduction at early stage, by the natural convection at longer time during inward melting in the horizontal cylinder. Ratio of melting and melted mass are more influenced by wall temperature, rather than by the initial temperature of solid. The latent energy is the largest contributor to the total stored energy.
한국결정성장학회 1996년도 The 9th KACG Technical Annual Meeting and the 3rd Korea-Japan EMGS (Electronic Materials Growth Symposium)
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pp.522-522
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1996
An investigation of the effects of transverse magnetic field and Peltier effect on melt convection and macrosegregation in vertical Bridgman crystal grosth of Te doped InSb was been carried out by means of microstructure observation, Hall measurement, electrical resistivity measurement and X-ray analysis. Before the experiments, Interface stability, convective instability and suppression of convection by magnetic field were calculated theoretically. After doping 1018, 1019 cm-3 Te in InSb, the temperature of Bridgman furnace was set up at $650^{\circ}C$. The samples were grown in I.D. 11mm, 100mm high quartz tube. The velocity of growth was about 2${\mu}{\textrm}{m}$/sec. In order to obtain the suppression of convection by magnetic field in the middle of growth, 2-4KG magnetic field was set on the melt. For searching of the shape of solid-liquid interface and the actual velocity of crystal growth, let 2A current flow from solid to liquid for 1second every 50seconds repeatedly (Peltier effect). The grown InSb was polycrystal, and each grain was very sharp. There was no much difference between the sample with and without magnetic field at a point of view of microstructure. For the sample with Peltier effect, the Peltier marks(striation) were observed regularly as expected. Through these marks, it was found that the solid-liquid interface was flat and the actual growth velocity was about 1-2${\mu}{\textrm}{m}$/sec. On the ground of theoretical calculation, there is thermosolutal convection in the Te doped InSb melt without magnetic field in this growth condition. and if there is more than 1KG magnetic field, the convection is suppressed. Through this experiments, the effective distribution coefficients, koff, were 0.35 in the case of no magnetic field, and 0.45 when the magnetic field is 2KG, 0.7 at 4KG. It was found that the more magnetic field was applied, the more convection was suppressed. But there was some difference between the theoretical calculation and the experiment, the cause of the difference was thought due to the use of some approximated values in theoretical calculation. In addition to these results, the sample with Peltier effect showed unexpected result about the Te distribution in InSb. It looked like no convection and no macrosegregation. It was thought that the unexpected behavior was due to Peltier mark. that is, when the strong current flew the growing sample, the mark was formed by catching Te. As a result of the phenomena, the more Te containing thin layer was made. The layer ruled the Hall measurement. The values of resistivity and mobility of these samples were just a little than those of other reference. It was thought that the reason of this result was that these samples were due to polycrystal, that is, grain boundaries had an influence on this result.
The effects of subcooling and natural convection are studied numerically on the melting process of an initially subcooled phase-change medium filled inside a horizontal circular cylinder. It is postulated that melting continues with the tube wall kept at a constant temperature and with the unmelted solid core fixed. Primary emphasis is placed on the evolution of interface morphology, the local/overall heat transfer rate at the tube wall and at the interface, and the structure of natural convection. The numerical results are mainly presented in terms of the Rayleigh and subcooling numbers. As the degree of subcooling intensifies, the melting rate and the movement of the interface are impeded but the interfaces are of similar shape with the passage of time. The heat transfer characteristics are found to be mostly governed by the formation pattern of natural convection in the liquid phase. Good agreement with available experimental data is found.
Most material of engineering interest undergoes solidification process from liquid state. Identifying the underlying mechanism during solidification process is essential to determine the microstructure of material thus the physical properties of final product. In this paper, effect of fluid convection on the dendrite solidification morphology is studied using Level Contour Reconstruction Method. Sharp interface technique is used to implement correct boundary condition for moving solid interface. The results showed good agreement with exact boundary integral solution and compared well with other numerical techniques. Effects of Peclet number and undercooling on growth of dendrite tip of both single and multiple seeds have been also investigated.
The pressure-area isotherm(${\pi}$-A isotherm) of 8A5H(4-octyl-4'-(5-Carboxyl-pentamethyleneoxy)-azobenzene) at the air/water interface were obtained. Using the Xe/Hg Xe 500w(93' model 68811), an activities of molecule at the air/water interface were certified. In addition, using a current-measuring technique, we investigated the abrupt changes of a current observed at the liquid-to-solid phase transition in a current-area (I-A) isotherm of a fatty acid monolayer at the air/water interface
Freezing of the binary solution ($H_2O-NaCl$) saturating a packed bed of spheres is investigated experimentally. The system is cooled through its top surface, and the bottom is maintained at a temperature above the liquidus. Experiments are performed on the hypolutectic side, and the cold wall temperature is lower than the eutectic point. The effects of initial mixture concentration, superheat and glass bead diameter on temperature and concentration distributions are investigated. Supercooling was observed only at early times of the freezing process for experiments with 5% initial salt concentration. Flow visualization experiments and mushy-liquid interface position observations revealed natural convection in the liquid region. Remelting phenomena was not observed at both the solid-mushy and mushy-liquid interfaces.
International Journal of Fluid Machinery and Systems
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제3권4호
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pp.386-395
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2010
The article is focused in three areas. In the first part there are analyzed the adhesion forces at the liquid and solid surface interface. There are shown the measured values of surface energy for different types of surfaces. The value of surface energy is decisive for determining the extent of the surface wettability by the liquid. The second part points to the possible negative effects of partly wettable surfaces, showing susceptibility to cavitation. The third section describes the practical aspects of surface wettability by the liquid. Under the new boundary conditions bases, expressing the effect of adhesion forces, there are determined the centrifugal pump characteristics.
본 연구에서는 산화구리(CuO) 나노분말과 순수 물을 혼합하여 제조한 나노유체를 이용하여 가열된 고체표면에 있어서 나노유체 액적의 증발특성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 실험결과로부터 가열된 표면에서 나노유체 액적의 증발속도는 순수 물 액적보다 증발속도가 약간 증가하는 경향이 있음을 알 수 있었으며, 이는 나노유체에 포함된 나노입자가 유체의 열전도도를 향상시켜 고체 표면에서 액적으로의 열전달이 촉진되었기 때문인 것으로 판단된다. 또한 고체의 표면조도가 커질수록 액적의 증발속도가 약간 증가하였으며, 이는 고체의 표면조도가 커질수록 고체-액체의 접촉 면적이 증가하여 열전달이 촉진되었기 때문인 것으로 추정된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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