• 제목/요약/키워드: ultra fine powder

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정전 분무법을 이용하여 제조된 Fe-Cr-Al 분말 다공체 금속의 고온 산화에 미치는 소결 온도의 영향 (Effect of Sintering Temperature on the High Temperature Oxidation of Fe-Cr-Al Powder Porous Metal Manufactured by Electrospray Process)

  • 오재성;공영민;김병기;이기안
    • 한국분말재료학회지
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    • 제19권6호
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    • pp.435-441
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    • 2012
  • A new manufacturing process of Fe-Cr-Al powder porous metal was attempted. First, ultra-fine fecralloy powders were produced by using the submerged electric wire explosion process. Evenly distributed colloid (0.05~0.5% powders) was dispersed on PU (Polyurethane) foam through the electrospray process. And then degreasing and sintering processes were conduced. In order to examine the effect of sintering temperature in process, pre-samples were sintered for two hours at temperatures of $1350^{\circ}C$, $1400^{\circ}C$, $1450^{\circ}C$, and $1500^{\circ}C$, respectively, in $H_2$ atmospheres. A 24-hour TGA (thermo gravimetric analysis) test was conducted at $1000^{\circ}C$ in a 79% $N_2$+21% $O_2$ to investigate the high temperature oxidation behavior of powder porous metal. The results of the high temperature oxidation tests showed that oxidation resistance increased with increasing sintering temperature (2.57% oxidation weight gain at $1500^{\circ}C$ sintered specimen). The high temperature oxidation mechanism of newly manufactured Fe-Cr-Al powder porous metal was also discussed.

압축강도 300MPa 이상의 초고강도 분체콘크리트 개발을 위한 실험적 연구 (An Experimental Study on Mechanical Properties of Ultra-High Strength Powder Concrete)

  • 조병완;윤광원;박정훈;김헌
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제22권3호
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    • pp.287-295
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    • 2010
  • 본 연구에 사용한 시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트이며, 공극 최소화를 위한 충전재는 미세석영을 사용하였고 고강도화에 따른 취성파괴 문제를 개선하기위해 강섬유를 사용하여 압축강도 300 MPa 이상의 초고강도 분체콘크리트를 개발 하고자 하였다. 콘크리트의 강도를 크게 향상시키기 위한 연구의 일환으로 계면영역의 부착강도를 향상시킬 수 있는 크기 0.6 mm 이하의 규사, 백운석, 보크사이트, 페로실리콘을 선정한 후 각각의 배합비, 양생조건을 달리하여 압축강도를 비교분석 하였다. 초고강도 분체콘크리트는 보통콘크리트와 달리 사용재료의 영향이 대단히 중요하다. 분체 콘크리트의 압축강도 측정 결과 페로실리콘 > 보크사이트 > 백운석 > 규사 순으로 골재의 강도가 압축강도에 큰 영향을 미치는 경향을 알 수 있었으며 페로실리콘의 경우 시멘트 중량 기준하여 혼입량 110%일 때 가장 큰 강도를 나타내었다. SEM 촬영 결과 C-S-H수화물이 비교적 많이 생성되었고, 고온고압양생으로 토버모라이트와 조놀라이트가 생성된 것을 확인 하였다. 또한 골재의 세립화, 분체의 치밀충전화 및 반응성 재료의 사용으로 인해 페이스트가 고강도화 되고, 강섬유를 사용하여 인성을 보강함으로써, 28일 압축강도 341 MPa의 초고강도 분체콘크리트를 성공적으로 개발 하였다.

정전 분무 공정으로 제조된 Fe-Cr-Al 분말 다공체 금속의 고온 산화 특성에 미치는 기공 크기의 영향 (Effect of Cell Size on the High Temperature Oxidation Properties of Fe-Cr-Al Powder Porous Metal Manufactured by Electro-spray Process)

  • 오재성;공영민;김병기;이기안
    • 한국분말재료학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.55-61
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    • 2014
  • Fe-Cr-Al powder porous metal was manufactured by using new electro-spray process. First, ultra-fine fecralloy powders were produced by using the submerged electric wire explosion process. Evenly distributed colloid (0.05~0.5% powders) was dispersed on Polyurethane foam through the electro-spray process. And then degreasing and sintering processes were conduced. In order to examine the effect of cell size ($200{\mu}m$, $450{\mu}m$, $500{\mu}m$) in process, pre-samples were sintered for two hours at temperature of $1450^{\circ}C$, in $H_2$ atmospheres. A 24-hour thermo gravimetric analysis test was conducted at $1000^{\circ}C$ in a 79% $N_2$ + 21% $O_2$ to investigate the high temperature oxidation behavior of powder porous metal. The results of the high temperature oxidation tests showed that oxidation resistance increased with increasing cell size. In the $200{\mu}m$ porous metal with a thinner strut and larger specific surface area, the depletion of the stabilizing elements such as Al and Cr occurred more quickly during the high-temperature oxidation compared with the 450, $500{\mu}m$ porous metals.

Mix design and early-age mechanical properties of ultra-high performance concrete

  • Tang, Chao-Wei
    • Advances in concrete construction
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    • 제11권4호
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    • pp.335-345
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    • 2021
  • It is known from the literature that there are relatively few studies on the engineering properties of ultra-high performance concrete (UHPC) in early age. In fact, in order to ensure the safety of UHPC during construction and sufficient durability and long-term performance, it is necessary to explore the early behavior of UHPC. The test parameters (test control factors) investigated included the percentage of cement replaced by silica fume (SF), the percentage of cement replaced by ultra-fine silica powder (SFP), the amount of steel fiber (volume percent), and the amount of polypropylene fiber (volume percentage). The engineering properties of UHPC in the fresh mixing stage and at the age of 7 days were investigated. These properties include freshly mixed properties (slump, slump flow, and unit weight) and hardened mechanical properties (compressive strength, elastic modulus, flexural strength, and splitting tensile strength). Moreover, the effects of the experimental factors on the performance of the tested UHPC were evaluated by range analysis and variance analysis. The experiment results showed that the compressive strength of the C8 mix at the age of 7 days was highest of 111.5 MPa, and the compressive strength of the C1 mix at the age of 28 days was the highest of 128.1 MPa. In addition, the 28-day compressive strength in each experimental group increased by 13%-34% compared to the 7-day compressive strength. In terms of hardened mechanical properties, the performance of each experimental group was superior to that of the control group (without fiber and without additional binder materials), with considerable improvement, and the experimental group did not produce explosive or brittle damage after the test. Further, the flexural test process found that all test specimens exhibited deflection-hardening behavior, resulting in continued to increase carrying capacity after the first crack.

기존 세라믹 및 초고속 용사 분말피막 표면개질 플런저의 내구성 특성에 관한 연구 (A Study on Durability Characteristics for Plungers of Conventional Ceramic and Surface Modification by Powder Coating Using High Velocity Oxygen Fuel Thermal Spray)

  • 배명환;박병호;정화
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제24권3호
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    • pp.285-293
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    • 2016
  • The high velocity oxygen fuel(HVOF) thermal spray is a kind of surface modification techniques to produce the sprayed coating layer. This process is to form the coating layer after spraying the powder to molten or semi-molten state by the ultra-high speed at the high-temperature heat source and conflicting with a substrate. The efficiency of thermal spraying is dropped, however, because the semi-molten powder in a spray process become a factor that degrades the mechanical property by the formed pore within the coating layer. Therefore, it is necessary to melt completely the thermal spray powder in order to produce the coating layer with an optimal adhesive force. In this study, to improve the wear resistance, corrosion resistance and heat resistance, the plungers of high-speed and ultra-high pressure reciprocating hydraulic pumps used in ironworks are manufactured with STS $420J_2$ and are coated by the powders of WC-Co-Cr and WC-Cr-Ni including the WC of high hardness using a HVOF thermal sprayer developed in this laboratory. These are called by the surface-modified plungers. The surface roughness, hardness, and surface and cross-sectional microstructure of these two surface-modified and conventional ceramic plungers are measured and compared before operation with after operation for 100 days. It is found that the values of centerline average surface roughness and maximum height for conventional ceramic plunger are 9.5 to 10.8 and 5.2 to 5.7 times higher than those of surface-modified ones coated by WC-Co-Cr and WC-Cr-Ni because the fine tops and bottoms on surface roughness curve of conventional ceramic plunger are approximately 100 times higher than those of surface-modified ones. In addition, the pores and scratches in the surface microstructure are considerably formed in the order of conventional ceramic, WC-Cr-Ni and WC-Co-Cr surface-modified plungers. The greater the WC content of high hardness powder is less the change in the plunger surface.

분무배소법에 의해 생성되는 복합산화물 분말들의 특성에 미치는 반응인자들의 영향 (Effect of Reaction Factors on the Properties of Complex Oxide Powder Produced by Spray Roasting Process)

  • 유재근;이성수;박희범;안주삼;남용현;손진군
    • 자원리싸이클링
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    • 제9권4호
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    • pp.16-27
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    • 2000
  • 본 연구에서는 기능성 자성재료의 원료분말을 분무배소법에 의해 제조하기 위하여 원료 용액을 효율적으로 미립화시킨 후 반응로 내로 분무시킬 수 있으며, 반응로 내부는 균일한 열분포를 이루어 열분해반응이 완전하게 진행 될 뿐만 아니라, 생성된 분말을 cyclone 및 bag filter 등의 포짐장치에서 효율적으로 포집할 수 있으며, 유해 생성가스를 청정시킬 수 있는 장치까지 포함하는 개선된 분무배소로 system을 제작하였다. 또한 본 연구에서는 불순물들을 다량 함유하고 있는 mill scale 및 ferro-Mirr을 산용액에 용해 시킨 복합 산용액의 pH를 4정도로 조절하여 용액 내에 존재하는 $SiO_2$, P 및 Al 등의 불순물들을 약 20ppm 이하로 감소시킴으로써 mill scale 및 ferro-Mn의 분무열분해를 위한 원료로의 재활용 가능성을 확인하였다. 원료용액인 정제된 복합 산용액을 nozzle을 통하여 분무배소로 내부로분무시킴으로써 Fe-Mn 계의 복합 산화물 분말을 제조하였으며, 반응온도, 원료용액 및 공기의 유입속도, nozzle tip 크기 및 원료용액의 농도 등의 주요 반응조건의 변화에 따른 생성분말의 특성 변화를 파악하였다. 생성된 분말들의 형상은 대부분의 반응조건에서 구형을 나타내고 있었으며, 조성 및 입도분포가 매우 균일하게 혼합된 형태로 나타남으로써 본 연구에 의해 제작된 분무배소로 system의 우수성을 확인할 수 있었다. 한편 본 반응조건 하에서 생성된 분말들의 결정입도가 대부분 약 100nm 이하으 초미립상태이면서 형상 및 입도분포가 매우 균일하다는 사실은 본 연구에서 제작한 분무배소, system을 이용함에 의해 Fe, Mn, Ni, Cu 및 회토류계 염화물로부터 초미립의 산화를 분말을 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 반응분위기의 변화에 따라 초미립 순금속분말의 제조도 충분히 가능할 것으로 사료된다.

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초고분말 플라이 애시를 다량 치환한 자기감지형 그라우트재의 역학적 및 전기적 특성 (Mechanical and Electrical Properties of Self-sensing Grout Material with a High-Volume Ultrafine Fly Ash Replacement)

  • 이건철;김영민;임건우
    • 한국건축시공학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.215-226
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    • 2024
  • 본 연구에서는 초고분말 플라이 애시가 다량 치환된 자기감지형 그라우트의 성능을 검토하기 위하여 실험적 연구를 진행하였다. 또한 기존의 대표적인 산업부산물인 고로슬래그 미분말과 플라이 애시를 동일한 양으로 치환하여 굳지 않은 그라우트의 유동특성, 경화 그라우트에서 압축강도, 길이변화율, 전기적 특성을 평가하였다. 실험결과 초고분말 플라이 애시 치환시 소성점도가 크게 낮아져 유동성이 향상되었으며, 압축강도도 플레인보다 초기재령에서부터 높게 나타났다. 또한 전기적 특성에서도 FCR-Stress, FCR-Strain의 관계가 유사하게 나타났다.

Cobalt(II) chloride hexahydrate와 결정성 셀룰로오스를 출발물질로 사용한 산화코발트(Co3O4·CoO) 초미세입자의 합성 (Preparation of cobalt oxide(Co3O4·CoO) ultra fine particles using cobalt(II) chloride hexahydrate and crystalline cellulose as a starting materials)

  • 김수종
    • 문화기술의 융합
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    • 제9권3호
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    • pp.587-592
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    • 2023
  • CoCl2·6H2O 수용액을 결정성셀룰로오스에 함침시켜 건조한 후, 하소, 소성을 통하여 산화코발트(Co3O4·CoO) 초미세입자를 합성하였다. 합성된 코발트 산화물 입자의 결정구조 및 표면구조를 주사전자현미경(SEM)과 X-선회절분석(XRD)으로 조사하였다. CoCl2·6H2O 수용액을 함침시키는 매개체로 사용한 결정성셀룰로오스(crystalline cellulose)는 470℃ 정도에서 열분해 되었고, Co3O4 결정상은 350℃에서 생성되기 시작하였다. Co3O4 결정상은 500℃까지 유지되었으며, 500℃ 이상의 온도에서는 CoO 결정상으로 변화하는 것을 알 수 있었다. 열처리 온도가 증가함에 따라 산화코발트 입자의 크기가 커지는 현상이 나타났으며, 900℃ 이상의 온도에서는 입자간 용융이 일어나는 것이 관찰되었다. 하소온도 700℃ 이하의 온도에서 입자크기 2-10㎛의 Co3O4와 CoO의 초미세입자가 생성되는 것을 확인하였다.

Physical and Chemical Properties of Nano-slag Mixed Mortar

  • Her, Jae-Won;Lim, Nam-Gi
    • 한국건축시공학회지
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    • 제10권6호
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    • pp.145-154
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    • 2010
  • As buildings have become higher and larger, the use of high performance concrete has increased. With this increase, interest in and use of ultra fine powder admixture is also on the rise. The silica fume and BSF are the admixtures currently being used in Korea. However, silica fume is exclusively import dependent because it is not produced in Korea. In the case of BFS, it greatly improves concrete fluidity and long-term strength. But a problem exists in securing early strength. Furthermore, air-cooled slag is being discarded, buried in landfills, or used as road bed materials because of its low activation energy. Therefore, we investigated in this study the usability of nano-slag (both rapidly-chilled and air-cooled) as an alternative material to the silica fume. We conducted a physic-chemical analysis for the nano-slag powder and performed a mortar test to propose quality standards. The analysis and testing were done to find out the industrial usefulness of the BFS that has been grinded to the nano-level.

수중충격파를 이용하여 충격고화와 반응합성으로 제조된 Ti5Si3 금속간 화합물의 표면코팅 층의 특성에 관한 연구 (Characteristics of the Surface Coating Layer of Ti5Si3 Intermetallic Compound Obtained by Shock Compaction and Reaction Synthesis Through Underwater Shock Compression)

  • 이상훈
    • 한국분말재료학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.101-106
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    • 2008
  • The objective of the present study is to investigate the increase in the functional characteristics of a substrate by the formation of a thin coating layer. Thin coating layers of $Ti_5Si_3$ have high potential because $Ti_5Si_3$ exhibits high hardness. Shock induced reaction synthesis is an attractive fabrication technique to synthesize uniform coating layer by controlling the shock wave. Ti and Si powders to form $Ti_5Si_3$ using shock induced reaction synthesis, were mixed using high-energy ball mill into small scale. The positive effect of this technique is highly functional coating layer on the substrate due to ultra fine substructure, which improves the bonding strength. These materials are in great demand as heat resisting, structural and corrosion resistant materials. Thin $Ti_5Si_3$ coating layer was successfully recovered and showed high Vickers' hardness (Hv=1183). Characterization studies on microstructure revealed a fairly uniform distribution of powders with good interfacial integrity between the powders and the substrate.