To improve the quality of the product and the cost efficiency, the joining of A356 alloy to an Al-18wt%Si alloys has been performed by centrifugal casting. The influence of the mold preheating temperature, the pouring temperature and the rotational velocity of the mold on the microstructures of the shell in the centrifugal casting was investigated using the experimental and simulation methods. In the present study, the cellular automaton (CA) technique and the finite volume method (FVM) were adopted to simulate the evolution of the macro structures and to calculate the temperature profiles, respectively. The evolution of the microstructures was also simulated using a modified cellular automaton (MCA) model. The optimal rotational speed of the mold for obtaining the sound shape of the shell was estimated experimentally to be over 1200 rpm. For the uniform microstructure, the outer shell needs to be cast with higher preheated mold temperature and lower pouring temperature, and the melt was poured at lower temperature in the inner shell. In order to obtain the sound shape of the joining, the different materials were poured simultaneously.
In the present study, an EMC (Electromagnetic Casting) process, using a segmented Cu cold crucible under a high frequency alternating magnetic field of 20 kHz, was practiced for the fabrication of poly-crystalline Si ingot of 50 mm diameter. The effects of Joule heating and electromagnetic pressure in molten Si were systematically investigated with various processing parameters such as electric current and crucible configuration. A preliminary experimental work was initiated with the pure Al system for the establishment of a stabilized non-contact working condition, and further adapted to the semiconductor-off-grade Si system. A commercialized software such as Opera-3D was utilized in order to simulate electromagnetic pressure and Joule heating. In order to evaluate the meniscus shape of the molten melts, shape parameter was used throughout the research. A segmented graphite crucible, which was attached at the upper part of the cold crucible, was introduced to enhance significantly the heating efficiency of Si melt keeping non-contact condition during continuous melting and casting processes.
스컬용융법에 의해 루틸 단결정들을 성장시켰으며, 서로 다른 융액의 유지시간에 따른 ingot의 특성을 비교하였다. 스컬용융법은 교류전자기장(RF)에 의해 전기가 흐르는 융액의 직접유도가열에 근거하며, 가열은 RF 에너지의 흡수로 실행된다. $TiO_2$는 상온에서는 부도체이지만 온도가 올라갈수록 전기 전도성이 증가한다. 따라서, 초기 RF 유도가열을 위해 티타늄 금속 링(외경 : 6cm, 내경 : 4cm, 두께 : 0.2cm)을 $TiO_2$ 분말(아나타제상, CERAC, 3N)내부에 묻었다. 스컬용융법에 의한 산화물 용융에서 매우 중요한 것은 융점에서의 전기 저항 값, RF generator의 주파수 그리고 냉각도가니 크기이다. 본 연구에서는, $TiO_2$의 융점에서의 전기저항$(10^{-2}\~10^{-1}\;{\Omega}{\cdot}m)$은 알루미나$(10^{-1}\;{\Omega}{\cdot}m)$의 지르코니아$(10^{-3}\;{\Omega}{\cdot}m)$의 전기저항 데이터를 바탕으로 추정하였다. 냉각도가니의 내부직경은 11cm, 높이는 14cm였으며, 이것은 침투깊이$(0.36\~1.13cm)$와 RF generator 주파수를 고려하여 결정하였다
윤활제 첨가에 따른 폴리(부틸렌 테레프탈레이트) [PBT]의 유변 특성 및 열 안정성 변화에 대하여 살펴보았다. 윤활제로 칼슘 스테아레이트 (CaST)와 아디프산 글리콜 폴리에스터 (AhGP)를 PBT에 첨가하는 경우 1 wt% 첨가만으로도 용융 점도가 현저히 감소함을 알 수 있었다. 이러한 정도 감소는 AAGP의 경우, PBT 주사슬에 내부 윤활제로 그리고 CaST는 가공 기기 표면과의 윤활 특성을 향상시키는 외부 윤활제로 작용하여 발현되며, 아울러 윤활제에 의한 PBT분자량 감소에도 기인됨을 확인할 수 있었다. 또한 본 연구에서 사용한 윤활제는 PBT의 열 안정성을 저하시키는 요인으로 작용함을 알 수 있었으나 3 wt% 이하의 CaST를 PBT에 적용하는 경우 열 안정성의 감소를 최소화 할 수 있었다. 이러한 결과로 부터 분자량 감소와 열 안정성 저하를 최소화하면서 동시에 점도를 낮출 수 있는 PBT윤활제로는 내부 윤활제보다는 외부 윤활제인 CaST가 적절함을 알 수 있었다.
목적: 본 연구는 국외에서 판매중인 셀룰로오스 아세테이트 안경테용 판재(수입 CA판재, overseas company's cellulose acetate glasses frame sheet)의 특성을 평가하고 안경테용 CA 판재로서 적합한 공업용 셀룰로오스 아세테이트 레진(공업용 CA레진, industrial cellulose acetate resin)을 선정하여 그 소재의 최적 용융 압출 조건을 도출하는 데 목적이 있다. 방법: 수입 CA판재의 특성을 고찰하기 위해 $^1H$-NMR, GPC, TGA 분석을 실시하고, 공업용 CA레진의 최적 배합 조건 및 용융 압출 조건을 도출한다. 또한 hot press에 의해 제조 된 3개국의 수입 CA판재와 공업용 CA레진 성형체의 물성을 비교 평가를 실시하였다. 결과: 수입 CA판재의 특성 분석 결과, virgin CA를 가소화시키기 위해 사용된 가소제는 diethyl phthalate이며 가소제의 함량은 30 wt% 내외임을 확인하였다. 용융 압출 시험 결과, 압출온도는 190~200${^{\circ}C}$에서 공업용 CA레진의 충분한 용융거동 및 압출성을 보였으며 성형체 또한 안경테용 물성을 만족하는 수준인 2.3 kgf/$mm^2$임을 확인하였다. 결론: 30 wt%의 가소제 함량을 가진 공업용 CA레진의 경우, 중국의 CA판재를 대체하여 안경테용 셀룰로오스 아세테이트 판재 제조에 적합한 소재로 판단된다.
Objectives : Schisandra chinensis (Turcz.) Baill contains many nutrients and exhibits high physiological functions. It has been shown that Schisandra seed and pamace contains more nutrients than fruits and thus have higher antioxidant efficacy. In this study, seed and pamace of Schisandra chinensis (Turcz.) Baill (SPSC) were treated with hot-melt extrudate (HME) extrusion to produce water-soluble nanoparticles. Methods : SPSC was treated with HME to prepare nanoparticles. In this process, excipients (hydroxypropyl methylcellulose, pullulan, 2-hydroxylpropyl-beta-cyclodextrin, lecithin) were added to prepare a hydrophilic polymer matrix. To compare and analyze the antioxidant effect and schizandrin content, total flavonoid content, total phenol content and ABTS assay were measured. To confirm the effect of increasing the water solubility of the particles, particle size and water solubility index measurements were performed. The molecular of the material was analyzed using Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). Results : The particle size of HME extrudates decreased, while total phenols, flavonoids, schizandrin, antioxidant effect, and solubility increased. Through FT-IR, it was confirmed that the SPSC and the extrudate exhibit the same chemical properties. In addition, it was confirmed that when extracted with water, it exhibited a higher antioxidant effect than the ethanol extract. Conclusions : HME technology increased the solubility of SPSC, which are processing by-products, and improved their antioxidant effect to a higher degree. It was confirmed that SPSC could be used as an eco-friendly, high value-added material.
Study of the main properties of PVDF films produced by two processing technologies such as hot pressing from a melt or solution casting was the aim of this paper. All samples were prepared of as-received PVDF powder. First group of samples was prepared by the hot pressing. Second group of samples was prepared by the solution casting method. PVDF powder was dissolved in dimethylformamide. To characterize properties of samples, different experimental methods such as FRA (dielectric spectroscopy), IR-spectroscopy and DSC/TGA analysis were used in this work. It was found that IR-spectra of both studied groups do not change compared to that for virgin PVDF powder. It confirms that molecular structure is practically independent on the processing technology of samples. The only difference has been found that new band centered at $1723\;cm^{-1}$ appears for samples prepared by the hot pressing method. This absorption band is related with formation of C=C bonds in samples prepared by the hot pressing method in contrast both to PVDF powder and samples prepared by the solution casting method.
In the view point of the environmental conservation and the energy reduction, the recycling of metal scrap is coming as one of the global subjects in the world. In this study, the movement of intermetallics with electromagnetic force in a melt of a scrap of Al-Si-Cu alloy (JIS ADC12), which was widely used in diecasting process, was investigated in order to eliminate the Fe element, which was usually accumulated in a scrap. In this study, we applied electromagnetic method to eliminate Fe element in ADC12 aluminum alloy scrap which contains 1.64wt.% Fe and the effects of electromagnetic force on the particle movement was visualized and confirmed by water modeling and experiment. As a result, the Fe intermetallic compounds are moved to the direction opposite to that of the electromagnetic force as the force applies, thus eliminated from the bulk metal. Therefore, the content of Fe in matrix decreased from 1.64wt.% to 0.45wt.%.
TiC particulate reinforced magnesium matrix composites were fabricated by melt stirring method. The effect of alloying elements on TiC particulate dispersion into molten magnesium and mechanical properties were investigated. The incorporation time is defined as the time required for dispersion of solid particles into molten metal. The incorporation time of TiC particles into molten pure magnesium was remarkably shorter and the particulated dispersion was more uniform than that of pure aluminum which was reported previously. The incorporation time was, prolonged by the addition of Al, Bi, Ca, Ce, Pb, Sn or Zn. The tensile strength increased and elongation decreased by the addition of Cu or Sn into the matrices and composites. Although, the tensile strength of the matrices and composites increased by alloying with Ca or Ce, the maximum elongation was observed at a content of about 1% for the matrices. By alloying with Zn, the tensile strength increased for the matrices and composites, but the elongation of the matrices increased. The pure magnesium and its alloy matrix composites reinforced with 20vol% TiC have the tensile strength of about 400MPa. This value is compared with the tensile strength of SiC whisker reinforced magnesium matrix composites fabricated by liquid infiltration method at the same volume fraction. There fore, the melt strirring method which has the advantages of simple process is considered to be efficient in fabricating magnesium matrix composites.
샌드위치 사출성형 공정은 기존의 사출성형 공정이 가지지 못하는 여러 장점들로 인해 최근 산업적으로 주목 받고 있는 고분자 가공 공정이다. 이 공정의 해석적인 접근은 거의 불가능하므로, 본 연구에서는 수치모사를 통해서 샌드위치 사출성형의 충전 공정을 연구하였다. 수치모사는 기본적으로 유한요소법을 사용하였고 Flow Analysis Network(FAN)/관할체적(Control Volume)법 등을 함께 이용하였다. 그리고 skin polymer의 선단을 확인할 수 있는 기존의 충전율 변수와 함께 skin polymer와 core polymer의 경계를 표시하는 새로운 충전율 변수를 도입하였고 이것을 이용하여 core polymer의 선단을 추적하였다. 새로운 충전율 변수는 두께 방향으로 온도장을 풀기 위해 나눈 각 층에서 정의되었다. 수치모사에 사용된 skin polymer와 core polymer로는 물성이 다른 두 고분자 물질을 주입시켜서 나타나는 충전 형태를 비교했다. 즉, 점도 상수, power-law 지수 등과 같은 유변 물성이 다른 두 고분자 물질을 충전시키기 위해 공정상 필요한 입구에서의 압력 등을 계산했으며 나중에 들어가게 되는 core polymer의 충전 완료 후 금형 내에서의 두께 방향과 흐름 방향으로의 분포 등을 구하였다. 또한 실제 공정 상에서 가공조건에 해당되는 switchover time과 벽 온도 등의 조건을 바꿔가면서 수치모사를 진행하였다. 사례 연구를 통하여 얻어진 물성과 가공 조건에 따른 core polymer의 충전 형태와 입구에서의 압력 등은 샌드위치 사출성형의 산업적 이용에 매우 유용하게 사용될 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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