The potential application of ultrafine cerium oxide (ceria, $CeO_2$) as an oxygen gas sensor has been investigated. Ceria was synthesized by a thermochemical process: first, a precursor powder was prepared by spray drying cerium-nitrate solution. Heat treatment in air was then performed to evaporate the volatile components in the precursor, thereby forming nanostructured $CeO_2$ having a size of approximately 20 nm and specific surface area of 100 $m^2/g$. After sintering with loosely compacted samples, hydrogen-reduction heat treatment was performed at 773K to increase the degree of non-stoichiometry, x, in $CeO_{2-x}$. In this manner, the electrical conductivity and oxygen-response ability could be enhanced by increasing the number of oxygen vacancies. After the hydrogen reduction at 773K, $CeO_{1.5}$ was obtained with nearly the same initial crystalline size and surface. The response time $t_{90}$ measured at room temperature was extremely short at 4 s as compared to 14 s for normally sintered $CeO_2$. We believe that this hydrogen-reduced ceria can perform capably as a high-performance oxygen sensor with good response abilities even at room temperature.
In order to enhance the rate of th nitridation and to give the high density of reaction-bonded silicon nitride MgO powder as nitriding aid were added to silicon powders and the mixture was pressed isostatically into compacts which were nitrided in the furnace of 1, 35$0^{\circ}C$ where 95% $N_2$-5% $H_2$ gases were flowing. As the other nitriding aid $Mg(NO_3)_2 6H_2O$ was selected, A slip made of magnesium nitrate solution and fine silicon particles was spray-dried and then decomposed at 30$0^{\circ}C$. Magnesium oxide-coated silicon powders were formed into compacts prior to the nitridation on the same condition as the former. Magnesium nitrate (MgO, produced from the decomposition of magnesium nitrate) was more effective for the formation of the $\beta$-phase in the initial stage of the nitridation probably due to the easy formation of $MgO-SiO_2$-metal oxide eutectic melt. It has been confirmed that forsterite was formed as a result of the reaction between MgO and $SiO_2$ film of silicon surface. It was considered that MgO produced from magnesium nitrate may be finer more reactive and more uniformly distributed on the surface of silicon particles than original MgO. The higher the forming pressure was the more the $\beta$-phase was formed.
해군 함정에서 화재가 발생하면 잠재적인 인적, 물적 손실을 완화하기 위해 신속한 진압과 통제가 필수적이다. 해군 함정의 특성상 유류화재 발생 가능성이 크며 이에 유류화재 대응에 탁월한 수성막포(AFFF)를 사용하는 것이 화재 진압에 매우 중요하다. 또한 함정의 격실 내에서 화재가 발생하는 상황 역시 고려해야 한다. 이러한 상황에서 수성막포의 궤적과 적용 범위를 이해하는 것이 중요하므로 격실 환경에 맞는 소화 시스템 설계가 반드시 필요하다. 본 연구에서는 수성막포에 대한 전산유체역학 (CFD) 방법론을 검증하기 위한 해석으로 분사 높이 및 각도에 대한 적용 가능성을 조사하였다. 이러한 내용을 바탕으로 하여 함정 격실에 적용가능한 CFD 해석 결과를 얻었다. 이 결과는 해군 함정 격실 내 유류 화재에 신속하게 대응할 수 있는 소화 시스템 개발의 기반이 될 것이다.
Park, Byungkwan;Lee, Chulho;Choi, Soon-Wook;Kang, Tae-Ho;Kim, Jintae;Choi, Myung-Sik;Jeon, Seokwon;Chang, Soo-Ho
Geomechanics and Engineering
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제16권4호
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pp.385-397
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2018
This study evaluates the interfacial properties of composite specimens consisting of shotcrete and sprayed waterproofing membrane. Two different membrane prototypes were first produced and tested for their waterproofing ability. Then composite specimens were prepared and their interfacial properties assessed in direct shear and uniaxial compression tests. The direct shear test showed the peak shear strength and shear stiffness of the composites' interface decreased as the membrane layer became thicker. The shear stiffness, a key input parameter for numerical analysis, was estimated to be 0.32-1.74 GPa/m. Shear stress transfer at the interface between the shotcrete and membrane clearly emerged when measuring peak shear strengths (1-3 MPa) under given normal stress conditions of 0.3-1.5 MPa. The failure mechanism was predominantly shear failure at the interface in most composite specimens, and shear failure in the membranes. The uniaxial compression test yielded normal stiffness values for the composite specimens of 5-24 GPa/m. The composite specimens appeared to fail by the compressive force forming transverse tension cracks, mainly around the shotcrete surface perpendicular to the membrane layer. Even though the composite specimens had strength and stiffness values sufficient for shear stress transfer at the interfaces of the two shotcrete layers and the membrane, the sprayed waterproofing membrane should be as thin as possible whilst ensuring waterproofing so as to obtain higher strength and stiffness at the interface.
Aqueous solutions of metallic salts, ZrO(NO3)2.2H2O and Y(NO3)3.5H2O were used as raw materials to synthesize crystalline submicron spherical powders of Zr0.94Y0.06O1.97 with tetragonal crystal phase. Each aqueous solution was mixed on the magnetic stirrer to homogenize for 12 hours. The concentration of the mixed solutionwas changed from 0.01mol/$\ell$ to 0.1mol/$\ell$ calculated as the concentration of Zr0.94Y0.06O1.97. Ultrafine droplets of starting mixed solution were sprayed by the ultrasonic vibrator and carried into the furnace kept at 55$0^{\circ}C$, $650^{\circ}C$, 75$0^{\circ}C$ and 85$0^{\circ}C$ using carrier gas of air (10$\ell$/min) and pyrolysed to form Y-TZP fine powders. The results of this exeriment were as follows. 1) Synthesized powders were nonagglomerated and spherical type. 2) Particle size distribution was narrow between 0.1${\mu}{\textrm}{m}$ and 1${\mu}{\textrm}{m}$. 3) Forming reaction Y-TZP was finished above synthetic temperature 75$0^{\circ}C$. 4) As the synthetic temperature rised from 55$0^{\circ}C$ to 85$0^{\circ}C$, the mean particle size decreased from 0.35${\mu}{\textrm}{m}$ to 0.22${\mu}{\textrm}{m}$ in the concentration of starting solution with 0.02mol/$\ell$. 5) At 75$0^{\circ}C$ of synthetic temperature, the concentration changes of starting solution from 0.01mol/$\ell$ to 0.1mol/$\ell$ increased the mean particle size from 0.24${\mu}{\textrm}{m}$ to 0.38${\mu}{\textrm}{m}$. 6) Chemical compositions of each synthesized particle were homogeneous nearly.
Huh, Jae-Hoon;Choi, Young-Hoon;Lee, Shin Haeng;Cheong, Sun Hee;Ahn, Ji Whan
한국세라믹학회지
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제54권2호
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pp.108-113
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2017
The use of aluminum-based coagulants in water pretreatment is being carefully considered because aluminum exposure is a risk factor for the onset of Alzheimer's disease. Lightly burned-dolomite kiln dust (LB-DKD) was evaluated as an alternative coagulant because it contains high levels of the healthful minerals calcium and magnesium. An organic pore forming agent (OPFA) was incorporated to prepare porous granules after OPFA removal through a thermal decomposition process. A spray drying method was used to produce uniform and reproducible spherical granules with low density, since fine dolomite particles have irregular agglomeration behavior in the hydration reaction. The use of fine dolomite powder and different porosity granules led to a visible color change in raw algae (RA) containing water, from dark green to transparent colorlessness. Also, dolomite powders and granules exhibited a mean removal efficiency of 48.3% in total nitrogen (T-N), a gradual increase in the removal efficiency of total phosphorus (T-P) as granule porosity increased. We demonstrate that porous dolomite granules can improve the settling time and water quality in summer seasons for the emergent treatment of excessive algal blooms in eutrophic water.
The Korea inshore fishing boats are the size up to 30G.T., and their construction commonly employs the traditional wide wooden planking. Nevertheless, the hull forms have been developed with chine-type straight-framed sections which give developable surface party, but not on the whole: especially not on the whole portion of the hull are preferable for them. Considering many merits in the boat construction, the author, excluding cases of the FRP construction by hand lay-up or spray-up method and of the ferro-cement construction, finds out no reasons to depart from the chine-type hull forms of a developable surface in future development of their hull forms, too. In this report, the author proposed new designs of the developable hull surface for four typical boats forming the main structure of Korean inshore fishing fleets; 5G.T.-class multi-purpose boat, 10G.T.-class angling and longlining boat, 20G.T.-class drift and gill netters, and 27G.T.-class stow netters, and presented the tank test results on their propulsion resistance. The tank test had two purposes; one is to present the powering schedule of the new designs and the other to investigate the resistance characteristics of this kinds of boat in comparision with those of equivalent round-type boats at operational speed ranges. Between the both types of the boat no material differences in powering are expected. Hence, the author is confident of that saving in the construction cost of the developable hull over that of the round-type boat may result in considerable contribution to the over-all boat economy.
In preparative anti-corrosive coating experiments, polyaniline was obtained by reacting an oxidizing agent with the monomer aniline. Further, the primer coating was prepared using a variety of widely-used materials such as urethane resin. For the top coating, epoxy resin and acrylic urethane resin were used. Characteristics of the coatings were assessed according to KS and ASTM specifications, and the structure of the polyaniline was characterized using FT-IR and TGA. For analysis of anti-corrosive properties in salt-spray experiments, measurements of the oxidation state of iron and surface atomic analysis were conducted using XPS and SEM-EDX. Unlike general anti-corrosive coatings which exhibit anti-corrosive effects only as a primer coating, the anti-corrosive coatings using polyaniline as the anti-corrosive pigment showed a marked synergistic effect with the top coatings. In other words, the top coatings not only produce a fine view effect, but also increase, through interaction with the primer coatings, the resistance to diffusion of corrosive factors from the external environment. It was also found that, unlike the heavy metal oxide-forming layer of the passive barrier alone, the polyaniline anti-corrosive pigment oxidized iron at the interface with the iron substrate to form a passive barrier in the oxidic layer, and itself formed a potential barrier layer with anti-corrosive factors from the external environment. Although the passive layer was damaged, the damaged area did not become completely oxidized iron; on the contrary, it showed a tendency to reduction. This can be interpreted such that a passive layer is formed again on the damaged area, and that at the same time there is a tendency to self-healing.
In this study, Mg films were prepared on hot dip aluminized steel (HDA) by using a sputtering method as a high corrosion resistance coating. The corrosion resistance of the Mg films was improved by controlling the morphology and the crystal structure of films by adjusting the Ar gas pressure during the coating process. Anodic polarization measurement results confirm that the corrosion resistance of the Mg films was affected by surface morphology and crystal structure. The corrosion resistance of the Mg coated HDA specimen increased with decreasing crystal size of the Mg coating and it was also improved by forming a film with denser morphology. The crystal structure oriented at Mg(101) plane showed the best corrosion resistance among crystal planes of the Mg metals, which is attributed to its relatively low surface energy. Neutral salt spray test confirmed that corrosion resistance of HDA can be greatly improved by Mg coating, which is superior to that of HDG (hot dip galvanized steel). The reason for the improvement of the corrosion resistance of Mg films on hot dip aluminized steel was due to the barrier effect by the Mg corrosion products formed by the corrosion of the Mg coating layer.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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