Unburned carbon (UC) was successfully separated from fly ash by up to 85.8% in weight via froth flotation using soybean oil as a collector. An 18 wt% yield of microceramics (CM) could be achieved by employing a hydro cyclone separator located immediately after the flotation equipment. UC and CM were tested as alternatives to weight-adding material and polymer (especially polypropylene in this study) filler, respectively. Large particles of UC were broken down into smaller ones via ball milling to have an average particle diameter of 10.2 ㎛. When crushed UC was used as an alternative to clay as a rubber weight-adding material, a somewhat lower tensile strength and elongation rate than the allowed values were unfortunately obtained. In order to satisfy the standard limits, further treatment of UC is required to enhance surface energy for more intimate bonding with rubber. CM was observed in spherical forms with an average diameter of 5 ㎛. The surface of the CM particles was modified with phenol, polyol, stearic acid, and oleic acid so that the surface modified CM could be used as a polypropylene-filling agent. The flowability was good, but due to the lack of coupling forces with polypropylene, successful impact strength and flexural strength could not be obtained. However, when mixing the surface-modified CM with 1% silane by weight, a drastic increase in both the impact strength and flexural strength were obtained.
Journal of the Korea Institute of Building Construction
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v.21
no.1
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pp.11-19
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2021
The aim of the research is providing a fundamental data on quality and constructability of direct tile setting method depending on various cement to sand ratio for tiling dry cement mortar. A large number of tile setting failures reported is related with the cement mortar and its construction for tiling. Because of different materials of tiles, the properties of tiling dry cement mortar, an adhesive for tiling, can influence on quality and constructability of tiling differently. Practically, the easiest way of controlling the properties of the tiling dry cement mortar is to control the proportion of cement and sand. Hence, in this research, sand to cement ratio (S/C) was controlled. Since there is no standarized method on evaluating performance of dry cement mortar for tiling, a several sensory evaluation methods were suggested and executed. According to the experiments conducted in this research, the adhesive performance of cement mortar for tiles can be different depending on the sides such as tile and substrate. Additionally, depending on S/C, finishability, initial adhesive performance, and tile shifting resistance can be changed for ceramic tile. Therefore, under the conditions of this research, about 5 of S/C can be recommended for appropriate performace of tiling dry cement mortar.
Recently, all-solid-state batteries have attracted much attention to improve safety of rechargeable lithium batteries, but the solid-state batteries of conductive ceramics or solid polymer electrolytes show poor electrochemical properties because of several problems such as high interfacial resistance and undesired reactions. To solve the problems of the reported all-solid-state batteries, a hybrid solid electrolyte is suggested, in this study, NASICON-type nanoparticle Li1.5Al0.5Ti1.5P3O12 (LATP) conductive ceramic, PVdF-HFP, and a carbonate-based liquid electrolyte were composited to prepare a quasi-solid electrolyte. The hybrid solid electrolyte has a high voltage stability of 5.6 V and shows an suppress effect of lithium dendrite growth in the stripping-plating test. The LiNi0.83Co0.11Mn0.06O2 (NCM811)-based battery with the hybrid solid electrolyte exhibits a high discharge capacity of 241.5 mAh/g at a high charge-cut-off voltage of 4.8V and stable electrochemical reaction. The NCM811-based battery also shows 139.4 mAh/g discharge capacity without short circuit or explosion at 90℃. Therefore, the LATP-based hybrid solid electrolyte can be an effective solution to improve the safety and electrochemical properties of rechargeable lithium batteries.
Arcila, Laura Viviana Calvache;Ramos, Nathalia de Carvalho;Campos, Tiago Moreira Bastos;Dapieve, Kiara Serafini;Valandro, Luiz Felipe;de Melo, Renata Marques;Bottino, Marco Antonio
The Journal of Advanced Prosthodontics
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v.13
no.6
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pp.385-395
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2021
PURPOSE. To characterize the microstructure of three yttria partially stabilized zirconia ceramics and to compare their hardness, indentation fracture resistance (IFR), biaxial flexural strength (BFS), and fatigue flexural strength. MATERIALS AND METHODS. Disc-shaped specimens were obtained from 3Y-TZP (Vita YZ HT), 4Y-PSZ (Vita YZ ST) and 5Y-PSZ (Vita YZ XT), following the ISO 6872/2015 guidelines for BFS testing (final dimensions of 12 mm in diameter, 0.7 and 1.2 ± 0.1 mm in thicknesses). Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) analyses were performed, and mechanical properties were assessed by Vickers hardness, IFR, quasi-static BFS and fatigue tests. RESULTS. All ceramics showed similar chemical compositions, but mainly differed in the amount of yttria, which was higher as the amount of cubic phase in the diffractogram (5Y-PSZ > 4Y-PSZ > 3Y-TZP). The 4Y- and 5Y-PSZ specimens showed surface defects under SEM, while 3Y-TZP exhibited greater grain uniformity on the surface. 5Y-PSZ and 3Y-TZP presented the highest hardness values, while 3Y-TZP was higher than 4Y- and 5Y-PSZ with regard to the IFR. The 5Y-PSZ specimen (0.7 and 1.2 mm) showed the worst mechanical performance (fatigue BFS and cycles until failure), while 3Y-TZP and 4Y-PSZ presented statistically similar values, higher than 5Y-PSZ for both thicknesses (0.7 and 1.2 mm). Moreover, 3Y-TZP showed the highest (1.2 mm group) and the lowest (0.7 mm group) degradation percentage, and 5Y-PSZ had higher strength degradation than 4Y-PSZ group. CONCLUSION. Despite the microstructural differences, 4Y-PSZ and 3Y-TZP had similar fatigue behavior regardless of thickness. 5Y-PSZ had the lowest mechanical performance.
Park, Ji-Hun;Lee, Ju-Hyeon;Cho, Jae-Hyeon;Jang, Jong Moon;Jo, Wook
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.35
no.3
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pp.297-302
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2022
We investigated the origin of magnetic behaviors induced by an asymmetric spin exchange interaction in Fe-site engineered lead iron niobate [Pb(Fe1/2Nb1/2)O3, PFN], which exhibits a room-temperature multiferroicity. The magnitude of spin exchange interaction was regulated by the introduced transition metals with a distinct Bohr magneton, i.e., Cr, Co, and Ni. All compositions were found to have a single-phase perovskite structure keeping their ferroelectric order except for Cr introduction. We discovered that the incorporation of each transition metal imposes a distinct magnetic behavior on the lead iron niobate system; antiferro-, hard ferro-, and soft ferromagnetism for Cr, Co, and Ni, respectively. This indicates that orbital occupancy and interatomic distance play key roles in the determination of magnetic behavior rather than the magnitude of the individual Bohr magneton. Further investigations are planned, such as X-ray absorption spectroscopy, to clarify the origin of magnetic properties in this system.
Plasma ozone is utilized in a variety of applications in the field of sterilization due to its high sterilization performance. Dielectric materials used in DBD(dielectric barrier discharges) are mainly polymer, quartz and ceramics. These dielectric layers have the advantage of limiting the amount of supplied electron charge and allowing plasma to occur evenly on the surface of dielectric. Actually, the target or environment for sterilization is often a complex structure, so research and academic study are needed by utilizing the concept of space sterilization. In this study, the device is applied to generate DBD plasma at atmospheric pressure for disinfection due to the effectiveness in producing radicals and ozone. The generator of plasma ozone is a basic structure of dielectric barrier discharge by placing ceramic tube dielectrics and stainless steel electrical conductors at regular intervals. Various applications can be developed based on the proposed design method. Plasma ozone generation for space sterilization device is recognized as an excellent sterilization device. Through the design and verification of the device, we intend to establish an optimal design of the spatial sterilization device and provide the basis data for sterilization applications.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.35
no.5
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pp.499-503
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2022
La0.7Sr0.3MnO3 precursor solution were prepared by a sol-gel method. La0.7Sr0.3MnO3 thin films were fabricated by a spin-coating method on a Pt/Ti/SiO2/Si substrate. Structural and electrical properties with the variation of sintering temperature were measured. All specimens exhibited a polycrystalline orthorhombic crystal structure, and the average thickness of the specimens coated 6 times decreased from about 427 nm to 383 nm as the sintering temperature increased from 740℃ to 830℃. Electrical resistance decreased as the sintering temperature increased. In the La0.7Sr0.3MnO3 thin films sintered at 830℃, electrical resistivity, TCR, B-value, and activation energy were 0.0374 mΩ·cm, 0.316%/℃, 296 K and 0.023 eV, respectively.
Lee, Sang Sub;Park, Young-Seok;Duong, Trang An;Devita, Mukhlishah Aisyah;Han, Hyoung-Su;Lee, Jae-Shin
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.35
no.1
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pp.24-31
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2022
This study investigated microstructures, crystal structures, polarization, dielectric and electromechanical properties of 0.76Bi1/2Na1/2TiO3-0.24SrTiO3 (BNT-24ST)-based piezoceramcs by adding Li2CO3 and B2O3 (LB) as sintering aids for low-temperature sintering. All samples were successfully synthesized using conventional solid-state reaction method and sintered at 950, 1,000, 1,050, 1,100 and 1,175℃ for 2 hours. Without LB, specimens required sintering temperatures over 1,175℃ for sufficient densification, while the addition of 0.10-mol LB decreased the sintering temperatures down to 950℃. The average grain size and dielectric properties of BNT-24ST-10LB ceramics were enhanced with increasing sintering temperature. We found that the low-temperature sintered BNT-24ST piezoceramics by adding LB showed the d33*value of 402 pm/V at 4 kV/mm after sintering at 1,050℃, which was better than that of high-temperature fired specimens sintered at 1,175℃ without LB (242 pm/V). We believe that the results of this study promise a candidate for low-cost multilayer ceramic actuator applications.
Panasenko, A.E.;Shichalin, O.O.;Yarusova, S.B.;Ivanets, A.I.;Belov, A.A.;Dran'kov, A.N.;Azon, S.A.;Fedorets, A.N.;Buravlev, I. Yu;Mayorov, V. Yu;Shlyk, D. Kh;Buravleva, A.A.;Merkulov, E.B.;Zarubina, N.V.;Papynov, E.K.
Nuclear Engineering and Technology
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v.54
no.9
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pp.3250-3259
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2022
A new approach to the use of rice straw as a difficult-to-recycle agricultural waste was proposed. Potassium aluminosilicate was obtained by spark plasma sintering as an effective material for subsequent immobilization of 137Cs into a solid-state matrix. The sorption properties of potassium aluminosilicate to 137Cs from aqueous solutions were studied. The effect of the synthesis temperature on the phase composition, microstructure, and rate of cesium leaching from samples obtained at 800-1000 ℃ and a pressure of 25 MPa was investigated. It was shown that the positive dynamics of compaction was characteristic of glass ceramics throughout the sintering. Glass ceramics RS-(K,Cs)AlSi3O8 obtained by the SPS method at 1000 ℃ for 5 min was characterized by a high density of ~2.62 g/cm3, Vickers hardness ~ 2.1 GPa, compressive strength ~231.3 MPa and the rate of cesium ions leaching of ~1.37 × 10-7 g cm-2·day-1. The proposed approach makes it possible to safe dispose of rice straw and reduce emissions into the atmosphere of microdisperse amorphous silica, which is formed during its combustion and causes respiratory diseases, including cancer. In addition, the obtained is perspective to solve the problem of recycling long-lived 137Cs radionuclides formed during the operation of nuclear power plants into solid-state matrices.
Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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v.32
no.4
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pp.136-142
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2022
The crystal structure, grain growth behavior, and dielectric properties of BaTiO3 have been studied with the addition of Dy2O3. The powders were synthesized at ratios of (100-x)BaTiO3-xDy2O3 (mol%, x = 0, 0.5, 1.0, 2.0) by a conventional solid-state synthesis, and the powder compacts were sintered at 1250℃ for 2 hours in air. As the amount of added Dy2O3 was increased, the crystal structure of the sintered samples changed from a tetragonal to a pseudo-cubic structure, and the tetragonality decreased. In addition, a secondary phase of Ba12Dy4.67Ti8O35 appeared when Dy2O3 was added. The average grain size after sintering decreased and abnormal grains appeared as the amount of Dy2O3 increased. It can be explained that the grain growth behavior of the Dy2O3 added-BaTiO3 occurs due to the two-dimensional nucleation and growth, and is governed by the interface reaction. Further, the correlation between crystal structure, microstructure, and dielectric properties was discussed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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