Limestone-calcined clay-Cement (LC3) concrete provides a solution for sustainability, durability, and profitability of concrete industry. This study shows experimental studies of the macro properties (residual compressive strength), the meso properties (mesoscopic images), and micro properties (thermogravimetric (TG) analysis, X-ray powder diffraction (XRD), FTIR spectra, Raman spectra, Mercury intrusion porosimetry, and SEM) of LC3 paste with various mixtures and at high elevated temperatures (20 ℃, 300 ℃, 550 ℃ and 900 ℃). We find (1) Regarding to macro properties, LC3 cementitious materials are at a disadvantage in compressive strength when the temperature is higher than 300 ℃. (2) Regarding to meso properties, when the temperature reached 550 ℃, all samples generated more meso cracks. (3) Regarding to micro properties, first, as the substitution amount increases, its CH content decreases significantly; second, at 900 ℃, for samples with calcined clay, a large amount of gehlenite crystalline phase was found; third, at elevated temperatures (20 ℃, 300 ℃, 550 ℃ and 900 ℃), there is a linear relationship between the residual compressive strength and the cumulative pore volume; fourth, at 900 ℃, a large amount of dicalcium silicate was generated, and damage cracks were more pronounced. The experimental results of this study are valuable of material design of fire resistance of LC3 concrete.
Lead zirconate titanate (PZT) thick films with thicknesses of ㎛ were fabricated on silicon substrates using an aerosol deposition method. A PZT powder solution was prepared using a sol-gel process. The average diameters (d50) obtained were 1.67, 1.98, and 2.40μm when the pyrolysis temperatures were 300℃, 350℃, and 450℃ respectively. The as-deposited film had a uniform microstructure without any cracks or pores. The as-deposited films on silicon were annealed at a temperature of 700℃. The 20-㎛-thick PZT film showed good adherence between the PZT film and substrate, with no tearing observed in the conventional solid phase process. This was probably because the presence of pores produced from organic residue during annealing relieved the residual stresses in the deposited film.
This study was conducted to investigate the thermal stability of water-soluble and fat-soluble vitamins dissolved in water and milk by various heat treatments. Vitamin samples were prepared by dissolving them in water and milk at various concentrations, and were heat treated for 30 min at 65$\^{C}$, 15 sec at 85$\^{C}$, 5 sec at 100$\^{C}$, 121$\^{C}$ at 15 min, the levels of residual vitamin were measured by using HPLC. Milk samples were fortified with vitamins before and after UHT treatment. As heating over 100$\^{C}$, riboflavin in water were destructed more than 92% but fortified in milk showed less than 20% destruction, suggesting that riboflavin was protected by milk components. Also retinol heated ever 100$\^{C}$ was more stable in milk than in water. L-Ascorbic acid and cholecalciferol(D$_3$) showed a similar destruction rate in water and in fortified milk. L-ascorbic acid was easily destructed by UHT treatment. Destruction of thiamin and tocopherol was increased in fortified milk. Among tour capsulated water-soluble vitamins, L-ascorbic acid was much more stable compared with powder form. Nicotinic acid and folic acid either in capsule or powder form showed a slight destruction by heat treatment. The results suggested that the fortification of unstable vitamins such as L-ascorbic acid, thiamin, tocopherol and cholecalciferol(D$_3$) should be made in milk after heat treatment.
Three types of dispersed, coated and mechanically mixed SiC reinforced Al2O3 composite powders were used to investigate the effect of composite powder type on sintering characteristics and properties of Al2O3-SiC composites. Sinterability of coated type composite powders was superior to that of other composite powders when they were pressureless sintered at 1500~1$700^{\circ}C$ for 2h in Ar atmosphere. However, sinterabilities (>98% TD) of each type of composite powders were similar when they were hot pressed at 180$0^{\circ}C$ for 1h under 30MPa in N2 atmosphere. SiC powders were randomly distributed in the specimen prepared from dispersed type composite powders, whereas homogeneously distributed for coated type specimens. It was found that SiC powders inhibited the grain growth of Al2O3, and fracture toughness was increased by the increment of crack growth resistance due to residual stress by secondary SiC particles within Al2O3 grains.
The microstructure and mechanical properties of hot-pressed $Al_2O_3/Cu$ composites with a different sintering temperature have been studied. The size of matrix grain and Cu dispersion in composites increased with increase in sintering temperature. Fracture toughness of the composite sintered at high temperature exhibited an enhanced value. The toughness increase was explained by the thermal residual stress, crack bridging and crack branching by the formation of microcrack. The nanocomposite, hot-pressed at $1450^{\circ}C$, showed the maximum fracture strength of 707 MPa. The strengthening was mainly attributed to the refinement of matrix grains and the increased toughness.
ZnS-$SiO_2$ composite is normally used for sputtering target. In recent years, high sputtering power for higher deposition rate often causes crack formation of the target. Therefore the target material is required that the sintered target material should have high crack resistance, excellent strength and a homogeneous microstructure with high sintered density. In this study, raw ZnS and ZnS-$SiO_2$ powders prepared by a 3-D mixer or high energy ball-milling were successfully densified by spark plasma sintering, the effective densification method of hard-to-sinter materials in a short time. After sintering, the fracture toughness was measured by the indentation fracture (IF) method. Due to the effect of crack deflection by the residual stress occurred by the second phase of fine $SiO_2$, the hardness and fracture toughness reached to 3.031 GPa and $1.014MPa{\cdot}m^{1/2}$, respectively.
Ultrafine titanium carbide particles were synthesized by the reaction of liquid-magnesium and vaporized TiCl$_{4}$+C$_{x}$Cl$_{4}$(x = 1 and 2) solution. Fine titanium carbide particles with about 50 nm were successfully produced by combining Ti and C atoms released by chloride reduction of magnesium, and vacuum was then used to remove the residual phases of MgCl$_{2}$ and excess Mg. Small amounts of impurities such as O, Fe, Mg and Cl were detected in the product, but such problem can be solved by more precise process control. The lattice parameter of the product was 0.43267 nm, near the standard value. With respect to the reaction kinetics, the activation energy for the reactions of TiCl$_{4}$+C$_{2}$Cl$_{4}$and Mg was found to 69 kJ/mole, which was about half value against the use of TiCl$_{4}$+CCl$_{4}$, and such higher reactivity of the former contributed to increase the stoichiometry until the level of TiC$_{0.96}$ and decrease the free carbon content below 0.3 wt.%.
Park, Ji Sook;Lee, Hwa Jun;Ryu, Sung Soo;Lee, Sung Min;Hwang, Hae Jin;Han, Yoon Soo
한국세라믹학회지
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제52권6호
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pp.435-440
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2015
It is a challenge from an industrial point of view to fabricate silicon nitride substrates with high thermal conductivity and good mechanical properties for power devices from high-purity Si scrap powder by means of thick film processes such as tape casting. We characterize the residual carbon and oxygen content after the binder burnout followed by nitridation as a function of the temperature in the temperature range of $300^{\circ}C-700^{\circ}C$ and the atmosphere in a green tape sample which consists of high-purity Si powder and polymer binders such as polyvinyl butyral and dioctyl phthalate. The optimum condition of binder burnout is suggested in terms of the binder removal temperature and atmosphere. If considering nitridation, the burnout of the organic binder in air compared to that in a nitrogen atmosphere could offer an advantage when fabricating reaction-bonded $Si_3N_4$ substrates for power devices to enable low carbon and oxygen contents in green tape samples.
A study has been made on defects which are formed in manufacturing processes of engine bearing and also on fatigue crack growth behavior in each step of bearing metal manufacturing. After the first step(sinter brass powder on steel plate ; Series A) many voids are made on brass surface and its size is decreased by the second step(rolling process of sintered plate ; Series B). After the third step(re-sintering step of brass powder and rolling ; Series C) the number of voids is decreased and its type shows line. The time of fatigue crack initiation and the growth rate of fatigue crack are in order of Series A, Series B, Series C. These reasons are that void fosters the crack initiation and growth, and residual stress made by rolling process effects on the crack growth rate in Series B, C. In forming and machining processes by use of final bearing metal, crack was observed at internal corner of flange and peeling off was observed at junction between steel and brass. Owing to the above crack and peeling off, it is considered that there is a possibility of fatigue fracture during the application time.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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