Engineering Commons^™

Molecular Dynamics Study Of Creep Deformation In Nickel-Based Superalloy, Sabila Kader Pinky

Graduate Theses/Dissertations

The present study employs molecular dynamics simulations of Ni-based superalloy to investigate the creep behavior under uniaxial compression test. Dislocation dynamics is analyzed for the nickel-based single crystal superalloy with the presence of void and with varying the distribution of gamma-prime phase The results show that multiple-void systems are more prone to yield than single-void systems and single-void systems are more prone to yield than the system without void. From the simulations, it has been determined that the creep mechanism in Ni/Ni3Al is subject to change on the applied stress depending on the distribution of gamma-prime phases change. Dislocation behavior …

Effect Of Zirconium On Physical Properties And Corrosion Resistance Of Chromium And Chromium Nitride Films, Kumpon Leelaruedee

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Corrosion is a common phenomenon which usually undergoes on metal surface leading to structural failure. Consequently, this topic has attracted many researchers to look for ways to prevent corrosion and extend lifetime of service. Coating with chromium (Cr) or chromium nitride (CrN) is the one popular technique, given the high corrosion resistance and obviating whole part replacement. However, the conventional film’s properties might not provide enough resistance for using in some severe environments. Tailoring structure to amorphous is usually considered for improve corrosion resistance. Thin amorphous featureless of CrZr-film was successfully fabricated by magnetron co-sputtering. The suitable composition (46 %at.Zr) …

Preparation Of Ag-Cnts And Ag-Graphene Nanocomposite And Their Combination With Mno2 Bath Deposition For Flexible Supercapacitor Development., Norawich Keawploy

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Nowadays, researchers have made great efforts on the development of flexible and light weight energy storage devices for their practical applications and the advancement of modern electronic devices. Owing to the promising feathers of high specific power, high rate capability, and long-term cycling life, the supercapacitors (SCs) are considered as highly suitable for various flexible applications. In general, the carbon-based nanomaterials such as carbon nanotubes and graphene nanosheets, exhibit good supercapacitor performance. Manganese dioxide (MnO2) are widely studied for pseudocapacitors owing to their high specific capacitance, high power, and energy density. Thus, MnO2 was applied to increase the supercapacitor performance …

ผลของการเติมแอลคาไลซิลิเกตที่มีต่อการเผาผนึกแบบมีเฟสของเหลวของเซรามิกอะลูมินาที่ขึ้นรูปด้วยวิธีการอัดรีด, กัญญภัค ศิริไพศาลทวี

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มุ่งเน้นที่จะศึกษาผลของการเติมแอลคาไลซิลิเกตที่มีต่อการเผาผนึกแบบมีเฟสของเหลวของเซรามิกอะลูมินาเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์อะลูมินาที่มีประสิทธิภาพสูง แอลคาไลซิลิเกตที่ละลายน้ำได้ถูกนำมาใช้ในการขึ้นรูปแบบพลาสติกของชิ้นงานอะลูมินา และเกิดการเผาผนึกแบบมีเฟสของเหลวเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์อะลูมินาที่ผ่านการเผาแล้วที่มีความแข็งแรงสูง ปริมาณอะลูมินาสูง และการดูดซึมน้ำต่ำ วิธีการศึกษาประกอบด้วยการผสมสารละลายตัวเชื่อมประสานเข้ากับสารละลายโซเดียมซิลิเกตและโพแทสเซียมซิลิเกตปริมาณ 0-20 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก ซึ่งใช้เป็นสารตัวเติมในการเผาผนึกแบบมีเฟสของเหลว แมกนีเซียมคาร์บอเนตปริมาณ 0-1 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก ที่ใช้เป็นสารยับยั้งการเติบโตของเกรนเติมเข้าไปในส่วนผสมของเหลวและตามด้วยผงอะลูมินา นวดส่วนผสมเข้าด้วยกันจนสม่ำเสมอจนได้เป็นเนื้อดินปั้น ชิ้นงานอะลูมินาที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 มิลลเิมตร ได้จากการขึ้นรูปด้วยการอัดรีด จากนั้นจึงอบแห้งที่อุณหภูมิ 110 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 24 ชั่วโมง และเผาผนึกที่ 1600 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 2 ชั่วโมง ผลการศึกษาพบว่าการเติมสารตัวเติมในการเผาผนึกแบบมีเฟสของเหลวได้นำไปสู่การเพิ่มขึ้นของความหนาแน่นของชิ้นงานหลังการเผาผนึกในขณะที่การดูดซึมน้ำมีค่าลดลง ผลิตภัณฑ์อะลูมินาที่มีค่าการดูดซึมน้ำต่ำถึง 0.19 เปอร์เซ็นต์ สามารถเตรียมได้มาจากเทคนิคการขึ้นรูปด้วยการอัดรีดด้วยการเติมแมกนีเซียมคาร์บอเนต 0.5 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก และ โซเดียมซิลิเกต 10 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก

การควบคุมพฤติกรรมการเปลี่ยนสีของวัสดุเชิงประกอบระดับนาโนเมตรพอลิไดแอเซทิลีน/ซิงก์(Ii)ไอออน/ซิลิกา โดยการปรับเปลี่ยนค่าพีเอช, ชนะชล แก้วลิ่น

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้นำเสนอวิธีการเตรียมวัสดุเชิงประกอบชนิดใหม่ของพอลิไดแอเซทิลีนเวสิเคิลกับอนุภาคนาโนซิลกาโดยมีการเติมซิงก์(II)ไอออนร่วมด้วย และทำการปรับเปลี่ยนค่าพีเอชในการเตรียม สำหรับประยุกต์ในเทคโนโลยีด้านการตรวจวัด โดยใช้ปริมาณอนุภาคนาโนซิลิการ้อยละ 10 โดยน้ำหนักของไดแอเซทิลีนมอนอเมอร์ 10,12-เพนตะโคซะไดอิโนอิกแอซิด อนุภาคนาโนซิลิกาและซิงก์(II)ไอออนในวัสดุเชิงประกอบจะทำหน้าที่เป็นซับสเตรตให้ไดแอเซทิลีนมอนอเมอร์ยึดเกาะและจัดเรียงตัวอย่างเป็นระเบียบ เมื่อทำการฉายแสงยูวีเพื่อให้เกิดกระบวนการพอลิเมอไรเซชันจะเกิดเป็นวัสดุเชิงประกอบระดับนาโนเมตรพอลิไดแอ เซทิลีน/ซิงก์(II)ไอออน/ซิลิกา ที่มีสีน้ำเงินได้และเมื่อศึกษาพฤติกรรมการตอบสนองโดยการเปลี่ยนสีเมื่อได้รับการกระตุ้นจากอุณหภูมิ ความเป็นกรด – เบส กรดและเบสอินทรีย์ พบว่าวัสดุเชิงประกอบมีพฤติกรรมการเปลี่ยนสีที่แตกต่างไปจากพอลิไดแอเซทิลีน/ซิลิกา อย่างมาก ในขณะที่ฟิล์มพอลิไดแอเซทิลีน/ซิลิกา เกิดการเปลี่ยนสีแบบผันกลับไม่ได้ โดยเปลี่ยนเป็นสีแดงที่อุณหภูมิประมาณ 60 องศาเซลเซียส ฟิล์มวัสดุเชิงประกอบพอลิไดแอเซทิลีน/ซิงก์(II)ไอออน/ซิลิกาจะเกิดการเปลี่ยนสีเป็น 2 ระดับเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น คือกระบวนการผันกลับได้ในช่วงอุณหภูมิห้องถึง 170 องศาเซลเซียส และเกิดกระบวนการผันกลับไม่ได้ที่อุณหภูมิ 175 องศาเซลเซียสขึ้นไป สำหรับการศึกษาพฤติกรรมการเปลี่ยนสีเมื่อได้รับการกระตุ้นจากความเป็นกรด - เบส พบว่าวัสดุเชิงประกอบระดับนาโนเมตรพอลิไดแอเซทิลีน/ซิงก์(II)ไอออน/ซิลิกา เปลี่ยนจากสีน้ำเงินเป็นสีม่วงที่ค่าพีเอชประมาณ 3.04 และ 11.98 ตามลำดับ และเมื่อทำการศึกษาการตอบสนองต่อกรดและเบสอินทรีย์พบว่าวัสดุเชิงประกอบระดับนาโนเมตรพอลิไดแอเซทิลีน/ซิงก์(II)ไอออน/ซิลิกา สามารถตอบสนองโดยการเปลี่ยนสีกับกรดซาลิซิลิกและออกทิลเอมีนได้

การย้อมสีและการเพิ่มสมบัติต้านแบคทีเรียแก่เส้นด้ายไหมโดยการเคลือบด้วยอนุภาคนาโนซิลเวอร์และไททาเนีย, ชนิกานต์ มูลรัตน์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ทำการศึกษาการเตรียมอนุภาคนาโนซิลเวอร์ในรูปแบบคอลลอยด์หลากสีและหาสภาวะที่เหมาะสมในการนำไปย้อมสีและเพิ่มสมบัติต้านแบคทีเรียแก่เส้นด้ายไหม จากนั้นศึกษาผลของการเติมไททาเนียต่อสมบัติต่างๆของเส้นไหม โดยอนุภาคนาโนซิลเวอร์สังเคราะห์ได้จากกระบวนการเคมีรีดักชัน ที่มีโซเดียมบอโรไฮไดรด์เป็นตัวรีดิวซ์ ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เป็นตัวออกซิไดซ์ และไตรโซเดียมซิเตรตเป็นตัวป้องกันหน้าผลึก {111} ของอนุภาค ซึ่งการเติมปริมาณโซเดียมบอโรไฮไดรด์ที่แตกต่างกัน ทำให้ได้ซิลเวอร์คอลลอยด์สีสันหลากหลาย เนื่องจากอนุภาคนาโนซิลเวอร์ที่ได้มีขนาดหรือรูปร่างที่แตกต่างกัน จากการศึกษาพบว่าสภาวะที่เหมาะสมต่อการเคลือบเส้นด้ายไหมด้วยอนุภาคนาโนซิลเวอร์และไททาเนีย คือที่ซิลเวอร์คอลลอยด์ทมีค่าความเป็นกรด - ด่างเท่ากับ 5 อัตราส่วนระหว่างปริมาณคอลลอยด์ต่อน้ำหนักเส้นด้ายไหมต่อน้ำหนักไททาเนีย (P25) คือ 200:1:0.05 โดยเส้นด้ายไหมถูกแช่ในซิลเวอร์คอลลอยด์ที่มีการเติมไททาเนียเป็นเวลา 45 นาที ณ อุณหภูมิห้อง นำเส้นด้ายไหมที่เคลือบด้วยอนุภาคนาโนซิลเวอร์และไททาเนียไปผ่านน้ำปราศไอออนเพื่อกำจัดอนุภาคส่วนเกิน แล้วนำไปอบให้แห้งที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 4 ชั่วโมง จากนั้นเคลือบผิวด้วยกรดพอลิอะคริลิกปริมาณร้อยละ 5 ของน้ำหนักเส้นด้ายไหม โดยการแช่เส้นด้ายไหมเป็นเวลา 20 นาทีที่อุณหภูมิอยู่ระหว่าง 30 – 40 องศาเซลเซียส แล้วนำไปบ่มที่อุณหภูมิ 130 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 3 นาที จากผลการทดลอง พบว่าสามารถย้อมสีเส้นด้ายไหมโดยการเคลือบด้วยอนุภาคนาโนซิลเวอร์และไททาเนียได้ ซึ่งเส้นด้ายไหมที่เตรียมได้ดังกล่าวมีความสามารถในการยับยั้งแบคทีเรียชนิด E. coli. และ S. aureus. ได้ดีเยี่ยม ทั้งนี้ไททาเนียช่วยส่งเสริมสมบัติการต้านแบคทีเรียและความสามารถในการป้องกันรังสียูวีแก่เส้นด้ายไหมได้ดี นอกจากนี้การเคลือบด้วยกรดพอลิอะคริลิกจะช่วยเพิ่มความคงทนของสีต่อการซักล้างด้วยน้ำและด้วยน้ำสบู่ให้แก่เส้นด้ายไหมที่เคลือบด้วยอนุภาคนาโนซิลเวอร์และไททาเนีย

การขึ้นรูปครึ่งเซลล์นิกเกิลออกไซด์-อิตเทรียสเตบิไลซ์เซอร์โคเนียด้วยเทคนิคการฉีดขึ้นรูปวัสดุผงและการตกสะสมอิเล็กโทรโฟรีติกเพื่อการประยุกต์เซลล์เชื้อเพลิงออกไซด์ของแข็ง, ศิริมา เชื้ออ่อน

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ได้ทำการขึ้นรูปครึ่งเซลล์ของเซลล์เชื้อเพลิงออกไซด์ของแข็งที่ประกอบด้วย (i) แผ่นรองแอโนดชนิดนิกเกิลออกไซด์ (NiO)-อิตเทรียสเตบิไลซ์เซอร์โคเนีย (YSZ) และ (ii) ฟิล์มบางอิเล็กโทรไลต์ของ YSZ โดยเริ่มต้นจากการศึกษาผลของปัจจัยการขึ้นรูปแผ่นรองแอโนดด้วยเทคนิคการฉีดขึ้นรูปวัสดุผงต่อความสามารถในการขึ้นรูป สัดส่วนรูพรุน และโครงสร้างจุลภาคของแผ่นรองแอโนดที่เตรียมได้ โดยปัจจัยที่ศึกษาในงานวิจัยนี้ประกอบด้วย (i) อัตราส่วนระหว่างผง NiO/YSZ กับตัวประสานผสม (ii) ระยะเวลาการบดผสม (iii) อุณหภูมิการฉีดขึ้นรูป และ (iv) อัตราส่วนของ NiO:YSZ ซึ่งจากผลการวิจัยพบว่าการใช้อัตราส่วนระหว่างผง NiO/YSZ กับตัวประสานผสมชนิดพอลิเอทิลีนไกลคอล (PEG) และพอลิไวนิลบิวทีรอล (PVB) ในอัตราส่วน 34:66 โดยปริมาตร โดยใช้ระยะเวลาการบดผสมผง NiO/YSZ เป็นเวลา 24 ชั่วโมง และอุณหภูมิฉีด 190ºC ทำให้ได้แผ่นรองแอโนดที่มีความแข็งแรงและมีรูพรุนเหมาะสมต่อการเตรียมชั้นอิเล็กโทรไลต์ในขั้นต่อไป จากนั้นจึงทำการขึ้นรูปชั้นอิเล็กโทรไลต์ด้วยเทคนิคการตกสะสมอิเล็กโทรโฟรีติกลงบนแผ่นรองแอโนดที่เตรียมได้ ซึ่งพบว่าความหนาของชั้นอิเล็กโทรไลต์ขึ้นอยู่กับความต่างศักย์ ระยะเวลาการตกสะสม โครงสร้างจุลภาคของแผ่นรองแอโนดและอุณหภูมิการเผาผนึกร่วม ซึ่งในงานวิจัยนี้ได้เลือกครึ่งเซลล์ที่เตรียมโดยใช้ความต่างศักย์ 30 โวลต์ ระยะเวลาการตกสะสม 2 นาที ที่อุณหภูมิเผาผนึกร่วม 1250 และ 1350ºC ในการทดสอบประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้าที่อุณหภูมิการทำงาน 800ºC ผลการทดลองที่ได้พบว่าค่าความต่างศักย์วงจรเปิดของเซลล์อยู่ในช่วง 0.99 - 1.03 โวลต์ และค่ากำลังไฟฟ้าสูงสุดของเซลล์คือ 12.84 2.63 และ 40.08 mW/cm2 เมื่อใช้แผ่นรองแอโนดที่มีอัตราส่วน NiO:YSZ ที่ 50:50 60:40 และ 70:30 โดยน้ำหนัก ตามลำดับ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าชั้นอิเล็กโทรไลต์ที่เตรียมได้มีความหนาแน่นสูง แต่แผ่นรองแอโนดยังมีรูพรุนต่อเนื่องต่ำ ทำให้ค่ากำลังไฟฟ้าสูงสุดของเซลล์มีค่าต่ำกว่างานวิจัยที่ผ่านมา

ผลของการเติมโคบอลต์และนิกเกิลในโลหะผสมพิเศษเนื้อพื้นนิกเกิลเกรดจีทีดี-111 ที่เติมอะลูมิเนียม 1% โดยน้ำหนัก และเตรียมด้วยกรรมวิธีการหลอมแบบอาร์ค ต่อโครงสร้างจุลภาคและความเสถียรของเฟสแกมมาไพรม์, นภัส เกียรติวิศาลกิจ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การศึกษาผลของการเติมโคบอลต์และนิกเกิลต่อโครงสร้างจุลภาคหลังจากชิ้นงานผ่านการทำกรรมวิธีทางความร้อนและการจำลองการใช้งานจริงที่อุณหภูมิสูง ในโลหะผสมพิเศษเนื้อพื้นนิกเกิลเกรดจีทีดี-111 ที่เติมอะลูมิเนียมเพิ่ม 1% โดยน้ำหนัก รวมทั้งการเติมโคบอลต์และนิกเกิลในปริมาณที่แตกต่างกัน พบว่าหลังจากชิ้นงานผ่านการทำกรรมวิธีทางความร้อน อนุภาคแกมมาไพรม์มีรูปร่างเป็นลูกบาศก์มากขึ้นและมีขนาดใหญ่ขึ้นเมื่อปริมาณอะลูมิเนียมเพิ่มขึ้น 1% โดยน้ำหนัก ในขณะที่ขนาดของอนุภาคแกมมาไพรม์จะลดลงเมื่อปริมาณโคบอลต์เพิ่มขึ้น หลังจากชิ้นงานผ่านการจำลองการใช้งานจริงที่อุณหภูมิ 900 และ 1000 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 400 ชั่วโมง พบว่าอนุภาคแกมมาไพรม์มีขนาดที่โตขึ้น เมื่อเทียบกับอนุภาคแกมมาไพรม์ที่เกิดขึ้นหลังจากการทำกรรมวิธีทางความร้อนค่อนข้างมาก อีกทั้งอนุภาคแกมมาไพรม์จะเปลี่ยนรูปร่างจากลูกบาศก์เป็นทรงกลมมากขึ้น และอนุภาคจะมีอัตราการโตที่ช้าลงเมื่อปริมาณโคบอลต์เพิ่มขึ้นและนิกเกิลลดลง นอกจากนี้การเติมโคบอลต์ยังช่วยลดการเชื่อมกันของอนุภาคแกมมาไพรม์ที่อยู่ใกล้เคียงกันอีกด้วย โดยยังพบว่าอนุภาคแกมมาไพรม์ในชิ้นงานที่มีปริมาณโคบอลต์มากกว่า 13.06% โดยน้ำหนัก ยังคงพยายามที่จะรักษาความเป็นลูกบาศก์เอาไว้ หลังจากชิ้นงานผ่านการจำลองการใช้งานจริงที่อุณหภูมิ 1000 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 400 ชั่วโมง

ผลของการเติมซิลิคอนในกระบวนการอะลูมิไนซิงแบบผงต่อชั้นเคลือบบนเหล็ก, บวรรัตน์ เอมทิพย์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

กระบวนการอะลูมิไนซิงเป็นวิธีการปรับปรุงผิวชิ้นงานที่รู้จักกันดี โดยการสร้างชั้นเคลือบอะลูมิไนด์ เช่น นิกเกิลอะลูมิไนด์ (NixAly) บนนิกเกิลอัลลอยด์ (nick alloys) และเหล็กอะลูมิไนด์ (FexAly) บนเหล็กกล้า (steel) โดยชั้นเคลือบอะลูมิไนด์สามารถปรับปรุงความต้านทานการเกิดออกซิเดชันให้แก่ชิ้นงานได้โดยการเป็นแหล่งที่มาของอะลูมิเนียมในการเกิดชั้นอะลูมิเนียมออกไซด์ (Al2O3) ในงานวิจัยนี้ได้ศึกษาเกี่ยวกับการเติมซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO2) ในกระบวนการอะลูมิไนซิงแบบผงบนชิ้นงานเหล็ก (Fe 99.45 wt.%) เพื่อปรับปรุงความต้านทานการเกิดออกซิเดชันแก่ชิ้นงาน โดยเติมซิลิคอนไดออกไซด์ในสองอัญรูปได้แก่ ควอตซ์ (Quartz) และแกลบ (Rice Husk Ash: RHA) กระบวนการอะลูมิไนซิงทำที่อุณหภูมิ 1000°C เป็นเวลา 2.25 ชั่วโมง เติมซิลิคอนไดออกไซด์ 9, 13.5 และ 18 wt.% และทดสอบออกซิเดชันที่อุณหภูมิ 1000°C เป็นเวลารวม 200 ชั่วโมง นำชิ้นงานที่ผ่านกระบวนการอะลูมิไนซิงมาวิเคราะห์เฟสที่เกิดขึ้นของชั้นเคลือบโดยเทคนิค X-ray diffractometer (GIXD), วิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคของชิ้นงานและความหนาของชั้นเคลือบด้วยกล้องจุลทรรศน์แสง (Optical microscope), วิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคและปริมาณธาตุในชั้นเคลือบด้วย Scanning Electron Microscope (SEM) และ energy dispersive spectroscope (EDS) ชิ้นงานที่ผ่านกระบวนการอะลูมิไนซิงโดยเติมควอตซ์และแกลบสามารถสร้างชั้นเคลือบเหล็กอะลูมิไนด์ได้ ชิ้นงานที่เติมควอตซ์มีความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่ดีกว่าชิ้นงานอะลูมิไนซิงในช่วง 150 ชั่วโมงแรก และดีกว่าชิ้นงานที่เติมแกลบ โดยชิ้นงานที่เติมควอตซ์น้ำหนักที่เพิ่มขึ้นในช่วงแรก 0 – 40 ชั่วโมง มาจากการโตของอะลูมิเนียมออกไซด์ ทำให้อัตราการเพิ่มขึ้นของน้ำหนักต่ำกว่าชิ้นงานที่เติมแกลบ จากนั้นทั้งชิ้นงานที่เติมควอตซ์และแกลบพบว่าน้ำหนักจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วซึ่งเป็นผลมาจากข้อบกพร่อง (defect) ในชั้นเคลือบ

การโตแบบหลายชั้นในกระบวนการอะลูมิไนซิงของนิกเกิลบริสุทธิ์ที่ปรับปรุงด้วยซิลิคอน, ปรเมศวร์ เดชธรรมรงค์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

วัสดุนิกเกิลและโลหะผสมนิกเกิลมักเกิดปัญหาในการใช้งานที่อุณหภูมิสูงจากออกซิเดชั่นจึงมีการทำอะลูมิไนซิงเพื่อปกป้องผิวของวัสดุ โดยอะลูมิไนซิงคือกระบวนการในการปรับปรุงผิวด้วยการเพิ่มอะลูมิเนียมเข้าไปยังชิ้นงานเพื่อสร้างชั้นสารประกอบขึ้น ซึ่งกระบวนการดังกล่าวถูกควบคุมด้วยวิธีการแพร่ดังนั้นการโตของชั้นสารประกอบจึงแปรผันกับอุณหภูมิและเวลา ในการประมาณค่าความหนาของชั้นสารประกอบที่เกิดขึ้นหนึ่งในตัวแปรที่สำคัญคือค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ของตัวแพร่ซึ่งขึ้นอยู่กับสัดส่วนทางเคมีของเนื้อพื้นในวัสดุ งานวิจัยจึงพัฒนาแบบจำลองที่ใช้ในการประมาณค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ด้วยระเบียบวิธีผลต่างสืบเนื่อง เพื่อศึกษาถึงกลไกการโตของชั้นสารประกอบโดยมีสมมุติฐานข้างต้นดังนี้ ก. มีเพียงการแพร่เข้าของอะลูมิเนียมเท่านั้นและไม่มีการแพร่ออก ข. ค่าความเข้มข้นที่ผิวและรอยต่อเฟสมีค่าคงที่และคำนวณจากแผนภูมิเฟส โดยงานวิจัยได้มีการรตรวจสอบความแม่นยำของแบบจำลองด้วยการเปรียบเทียบความหนาของชั้นสารประกอบที่ได้จากแบบจำลองในการทำอะลูมิไนซิงบนชิ้นงานนิกโครมโดยใช้ค่าสัมประสิทธิ์การแพร่เดียวกันซึ่งให้ผลไปในทิศทางเดียวกัน จากนั้นจึงปรับใช้แบบจำลองในการประมาณค่าสัมประสิทธิ์การแพร่แบบตัวแพร่ 1 ชนิดของอะลูมิเนียมในชิ้นงาน Inconel 738 และในชิ้นงาน Haynes 214 และแบบตัวแพร่ 2 ชนิดโดยมีอะลูมิเนียมและซิลิคอนเป็นตัวแพร่ในชิ้นงานนิกเกิลบริสุทธิ์ ซึ่งในกรณีของตัวแพร่แบบ 1 ชนิดพบว่า frequency factor (D0) และ activation energy (Q) ของอะลูมิเนียมในชิ้นงาน Inconel 738 ในช่วงอุณหภูมิ มีค่าเท่ากับ 4.10×10-5 m2·s-1 และ 144.7 kJ∙mol-1 ตามลำดับและในกรณีของชิ้นงาน Haynes 214 มีค่าของ D0 และ Q เท่ากับ 4.73×10-5 m2·s-1 และ 142.5 kJ∙mol-1 และในส่วนของการแพร่แบบ 2 ชนิดพบว่ามีค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ดังนี้ DAl/NI2Al3 = 3.5 × 10-11 m2∙s-1 DAl/NIAl = 1.2 × 10-13 m2∙s-1 DSi/NI2Al3 = 3.5 × 10-11 m2∙s-1 และ DSi/NIAl = 1.0 × 10-14 m2∙s-1

ผลของการเติมโคบอลต์ และนิกเกิลในโลหะผสมพิเศษเนื้อพื้นนิกเกิลเกรดอินโคเนล 738 ที่มีการเติมอะลูมิเนียมเพิ่ม 1% โดยน้ำหนัก ด้วยกระบวนการหลอมแบบอาร์ค ต่อโครงสร้างจุลภาค และความเสถียรของเฟสแกมมาไพรม์, วิชชเวศร์ ก่อธรรมนิเวศน์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยฉบับนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อศึกษาผลของการเติมธาตุนิกเกิล และโคบอลต์ ในปริมาณที่แตกต่างกันในโลหะผสมพิเศษเนื้อพื้นนิกเกิลเกรดอินโคเนล 738 ที่เติมอะลูมิเนียมเพิ่ม 1% โดยน้ำหนัก และหลอมละลายแบบอาร์กสุญญากาศ ผลการทดลองที่ได้หลังจากชิ้นงานผ่านกรรมวิธีทางความร้อนมาตรฐาน ซึ่งประกอบด้วยการทำละลาย ที่อุณหภูมิ 1175oC เป็นเวลา 4 ชั่วโมง และ การบ่มแข็ง ที่อุณหภูมิ 845oC เป็นเวลา 24 ชั่วโมง แสดงให้เห็นว่าการเพิ่มธาตุผสมนิกเกิล ลงในโลหะผสมพิเศษเนื้อพื้นนิกเกิลจะเป็นการเพิ่มความเสถียรของโครงสร้างพื้น รวมทั้งนิกเกิลยังเป็นธาตุหลักที่ใช้ในการ สร้างอนุภาคแกมมาไพรม์ อีกด้วย ในขณะที่การเพิ่มธาตุผสมโคบอลต์ ส่งผลให้อัตราการโตของอนุภาคแกมมาไพรม์ลดลง โดยหลังการจำลองการใช้งานที่อุณหภูมิ 900oC เป็นเวลา 400 ชั่วโมง ชิ้นงานที่มีการเติมธาตุผสมโคบอลต์ 6 %โดยน้ำหนัก จะมีขนาดอนุภาคแกมมาไพรม์เล็กที่สุดคือขนาด 0.086 ตารางไมครอน และหลังจำลองการใช้งานที่อุณหภูมิ 1000oC เป็นเวลา 400 ชั่วโมง ชิ้นงานที่มีการเติมธาตุผสมโคบอลต์ 4.5 %โดยน้ำหนัก จะมีขนาดอนุภาคแกมมาไพรม์เล็กที่สุดคือขนาด 1.041 ตารางไมครอน นอกจากนี้ยังพบว่าตัวอย่างที่มีการเพิ่มธาตุผสมอะลูมิเนียม 1% โดยน้ำหนัก จะมีอัตราการโตของอนุภาคไพรม์ ทั้งกรณีหลังจำลองการใช้งานที่อุณหภูมิ 900oC เป็นเวลา 400 ชั่วโมง และกรณีหลังการจำลองการใช้งานที่อุณหภูมิ 1000oC เป็นเวลา 400 ชั่วโมง มีค่ามากกว่า ชิ้นงานที่ไม่มีการเติม ธาตุผสมอะลูมิเนียมเพิ่ม

การเตรียมวัสดุดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์จากมีโซพอรัสซิลิกาและเส้นใยเซลลูโลสที่มีหมู่ฟังก์ชันเอมีน, จัตุพร เลิศบุญเรือนกุล

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของตัวแปรต่าง ๆ ต่อความสามารถในการดูดซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ของวัสดุดูดซับที่เตรียมได้จากมีโซพอรัสซิลิกาและเส้นใยเซลลูโลสที่มีหมู่ฟังก์ชันเอมีนภายใต้ความดันบรรยากาศ โดยตัวแปรที่ทำการศึกษาประกอบด้วย ชนิดของวัสดุดูดซับ อัตราส่วนโดยมวลระหว่างมีโซพอรัสซิลิกาและเส้นใยเซลลูโลส ชนิดของสารลดแรงตึงผิวที่ใช้ในการสังเคราะห์มีโซพอรัสซิลิกา ชนิดของเส้นใยเซลลูโลส ความเข้มข้นของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในกระแสแก๊ส ปริมาณเตตระเอทิลีนเพนตะมีนที่ตรึงบนวัสดุดูดซับ ความเข้มข้นของไอน้ำในแก๊สผสมขาเข้า อุณหภูมิการดูดซับ และความเสถียรของวัสดุดูดซับ จากผลการทดลองพบว่า วัสดุดูดซับมีโซพอรัสซิลิกาที่สังเคราะห์โดยใช้สารลดแรงตึงผิวซิติลไตรเมทิลแอมโมเนียมโบรไมด์และเส้นใยเซลลูโลสจากเยื่อคราฟท์ยูคาลิปตัสฟอกในอัตราส่วน 0.75:0.25 ที่ตรึงด้วยเตตระเอทิลีนเพนตะมีนร้อยละ 40 โดยน้ำหนัก (40%TEPA/(0.75:0.25)m-SiO2(CTAB)-sP) มีความสามารถในการดูดซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์สูงสุด เท่ากับ 5.532 มิลลิโมลต่อกรัมตัวดูดซับ ภายใต้ภาวะที่ใช้ในการทดสอบการดูดซับที่อุณหภูมิการดูดซับ 70 องศาเซลเซียส ความเข้มข้นของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในกระแสแก๊สร้อยละ 30 โดยปริมาตร และความเข้มข้นของไอน้ำในแก๊สผสมขาเข้าร้อยละ 2 โดยปริมาตร นอกจากนี้วัสดุดูดซับที่เตรียมได้ยังสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้สูงถึง 8 รอบวัฏจักรการดูดซับและคายซับ โดยความสามารถในการดูดซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ของวัสดุดูดซับมีค่าลดลงเพียงร้อยละ 6.42 จากวัฏจักรการดูดซับรอบแรก

การสังเคราะห์ผงโบรอนคาร์ไบด์ที่อุณหภูมิต่ำจากพรีเคอเซอร์ของกรดบอริกและแป้งข้าวเหนียวที่เตรียมด้วยกระบวนการแช่เยือกแข็ง-ละลาย, กรรณิการ์ เดชรักษา

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

โบรอนคาร์ไบด์เป็นวัสดุเซรามิกที่มีความแข็งสูงมาก เนื่องด้วยสมบัติเด่นทั้งในเชิงกลและทางกายภาพของโบรอนคาร์ไบด์ ทำให้โบรอนคาร์ไบด์ถูกนำไปประยุกต์ใช้งานหลากหลายด้าน ได้แก่ หัวพ่นทราย ส่วนประกอบโครงสร้างเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ วัสดุตัด และเกราะป้องกันกระสุนน้ำหนักเบา เป็นต้น งานวิจัยนี้มุ่งเน้นสังเคราะห์โบรอนคาร์ไบด์ความบริสุทธิ์สูง ที่อุณหภูมิต่ำด้วยวิธีคาร์โบเทอร์มิกรีดักชัน โดยใช้สารตั้งต้น ได้แก่ กรดบอริกและแป้งข้าวเหนียวเป็นแหล่งให้โบรอนและคาร์บอน ในการนี้ ได้ออกแบบการทดลองเพื่อศึกษาอิทธิพลของตัวแปรในกระบวนการ ได้แก่ อัตราส่วนโดยโมลระหว่างกรดบอริกและแป้งข้าวเหนียว อัตราส่วนโดยโมลของ C/B2O3 เมื่อผ่านกระบวนการเผาแคลไซน์ ผลของอุณหภูมิ เวลา อัตราการไหลของก๊าซอาร์กอนในขั้นตอนการสังเคราะห์ ที่มีต่อองค์ประกอบเฟส รูปร่างและขนาดอนุภาคของผลิตภัณฑ์ นอกจากนี้ยังได้ทดลองปรับปรุงวิธีการเตรียมสารตั้งต้น โดยการปรับเปลี่ยนเวลาที่ใช้ในการปั่นผสม และนำกระบวนการแช่เยือกแข็ง-ละลายมาใช้ในการขั้นตอนการเตรียมสารตั้งต้นผสม ผลจากการทดลองในงานวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่า ตัวแปรในกระบวนการสังเคราะห์ที่กล่าวมาข้างต้นล้วนมีอิทธิพลต่อคุณลักษณะของผลิตภัณฑ์ โดยงานวิจัยนี้ ผลิตภัณฑ์สูตร 2BA1GR ซึ่งสารผสมตั้งต้นถูกเตรียมโดยการปั่นผสมให้ความร้อนอุณหภูมิ 80oC เป็นเวลา 4 ชั่วโมง เผาสังเคราะห์อุณหภูมิ 1450oC เวลายืนไฟ 5 ชั่วโมง ในบรรยากาศก๊าซอาร์กอน กำหนดอัตราการไหลของก๊าซอาร์กอน 3 ลิตรต่อที แสดงสัดส่วนความเข้มของพีคโบรอนคาร์ไบด์ในผลิตภัณฑ์หลังเผาสูงสุด ผลิตภัณฑ์มีความบริสุทธิ์ 90% และสามารถเพิ่มความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์เป็น 93% ผลิตภัณฑ์สูตร 2.5BA1GR ซึ่งสารผสมตั้งต้นถูกเตรียมด้วยกระบวนการแช่เยือกแข็ง-ละลาย 8 รอบ โครงสร้างจุลภาคของผลิตภัณฑ์ที่สังเคราะห์ได้ประกอบด้วยผลึกโบรอนคาร์ไบด์ขนาด 7-10 ไมครอน ที่มีรูปร่างแปดเหลี่ยมปลายตัด กระจายตัวปะปนกับอนุภาคโบรอนคาร์ไบด์รูปร่างหลายเหลี่ยมหลากหลายขนาด

Preparation Of Antimicrobial And Water Repellent Cotton Fabric Coated With Organosilane-Modified Cellulose Nanofiber From Sugarcane Bagasse Waste, Intatch Hongrattanavichit

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Nosocomial infection or hospital acquired infection is the major factor for micro- and macro- economic issues since this contagion provides physical and psychological suffering of infected patients and their own families. Moreover, the government has to subsidize for new case reduction and relief in which this infection trends to increase every year. Thus, this research aimed to solve this main issue by reducing the pathway of cross-contamination on the textile products. Coating textiles with antimicrobial and water-repellent material was selected for this work. The coating material was produced using cellulose nanofibers from sugarcane bagasse waste which sugarcane is the important …

Synthesis Of Geopolymers Using Low Alkali Activator Content, Sitthisak Prasanphan

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This research was interested in using kaolin processing waste in the preparation of geopolymer in order to reduce the amount and increase the value of recyclable waste. Moreover, metakaolin of Japan was also used to synthesize geopolymers. Thus, this work aims to study the geopolymerization reaction mechanical properties, and microstructure of calcined kaolin pressing waste-based and metakaolin-based geopolymers in the presence of low alkali activator solution. The low content of alkali activator solution was employed to synthesize geopolymers by pressing method. Findings showed that geopolymer with the low alkali activator solution formed by pressing might promote in the higher degree …

Stress State Analysis And Tensile-Shear Fracture Criterion In Combined Puncture And Cutting Of Soft Materials, Ennouri Triki, Chantal Gauvin

Études primaires

The mechanics of the combined puncture and cutting of protective materials by a pointed blade are studied theoretically and experimentally, by means of stress state analysis. Through analysis of the stresses occurring during the puncture cutting of a variety of neoprene and nitrile rubber membranes by pointed blades with different cutting-edge angles, a force state of pushing/shear-dependent loading is formulated and discussed. By considering this combined loading as an asymmetric fracture, two equations—for pushing force component and shear force component—are then derived from the stress intensity factors. From this stress analysis, a model based on fracture mechanics theory is developed …

การเตรียมและลักษณะสมบัติของวัสดุเชิงประกอบคอร์เดียไรต์/สปอดูมีน/มุลไลต์ สำหรับภาชนะเซรามิกประเภทสัมผัสเปลวไฟโดยตรง, ปราณี จันทร์ลา

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ภาชนะเซรามิกหุงต้มที่สามารถใช้เป็นภาชนะสำหรับปรุงอาหารได้โดยตรงด้วยการตั้งบนเตาแก๊ส เตาไฟฟ้า เตาอบ และเตาไมโครเวฟได้ จะต้องทำจากวัสดุที่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ มีค่าความแข็งแรงสูง มีค่าการดูดซึมน้ำต่ำ และมีความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันได้ดี ซึ่งวัสดุสปอดูมีน คอร์เดียไรต์ และ มุลไลต์ มีสมบัติดังกล่าวข้างต้น เป็นวัสดุที่มีราคาไม่แพง และขึ้นรูปด้วยวิธีเซรามิกดั้งเดิมได้ ในงานวิจัยนี้จึงสนใจศึกษาการเตรียมวัสดุเชิงประกอบคอร์เดียไรต์/สปอดูมีน/มุลไลต์ ที่สามารถนำมาใช้ผลิตเป็นภาชนะเซรามิกหุงต้มได้ จากส่วนผสมของดินดำ ดินขาว สปอดูมีน ทัลค์แคลไซด์ อะลูมินา ซิลิกา และผงมุลไลต์ ผสมกันในอัตราส่วนของการเกิดเฟส คอร์เดียไรต์ ต่อ สปอดูมีน ในอัตราส่วน 1:1 และ เติมมุลไลต์ในอัตราส่วนร้อยละ 10-50 โดยน้ำหนัก บดผสมแบบเปียก ขึ้นรูปด้วยวิธีการหล่อแบบ เผาที่อุณหภูมิ 1250 และ1275 องศาเซลเซียส นำไปทดสอบสมบัติต่างๆ หลังเผา จากการทดลองพบว่าอัตราส่วนผสมของวัสดุเชิงประกอบที่เหมาะสม คือ สูตรการปรับส่วนผสมจากการคำนวณทางทฤษฎี ด้วยการเติมดินขาวนราตันร้อยละ 10 และซิลิการ้อยละ 5 โดยน้ำหนัก แทนที่อะลูมินา ของส่วนผสมการเกิดเฟสคอร์เดียไรต์ ต่อ สปอดูมีน 1:1 และเติมมุลไลต์ในอัตราส่วนร้อยละ 50 โดยน้ำหนัก (สูตร 50S5) เผาที่อุณหภูมิ 1275 องศาเซลเซียส พบ 4 เฟส คือบีตาสปอดูมีน คอร์เดียไรต์ มุลไลต์ และ คอรันดัม มีค่าการหดตัวรวมหลังเผาร้อยละ 9.72 ค่าการดูดซึมน้ำต่ำร้อยละ 1.10 ความแข็งแรงสูง 74.48 เมกะพาสคัล ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ 2.76x10-6 ต่อองศาเซลเซียส ค่าการนำความร้อน 2.28 วัตต์ต่อเมตรเคลวิน สามารถต้านทานการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันได้สูง 350 องศาเซลเซียส ทดลองขึ้นรูปผลิตภัณฑ์ตัวอย่างหม้อต้มอาหาร เส้นผ่านศูนย์กลาง 20 เซนติเมตร ความจุ 1 ลิตร เผาที่อุณหภูมิ 1275 องศาเซลเซียส พบว่าไม่เกิดการยุบตัวของผลิตภัณฑ์ตัวอย่าง สามารถผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ภาชนะเซรามิกหุงต้มที่สามารถตั้งไฟบนเตาแก๊สได้โดยไม่เกิดการแตกร้าว

Neuromechanical Model Of Rat Hindlimb Walking With Two-Layer Cpgs, Kaiyu Deng, Nicholas Szczecinski, Dirk Arnold, Emanuel Andrada, Martin Fischer, Roger Quinn, Alexander J. Hunt

Mechanical and Materials Engineering Faculty Publications and Presentations

This work demonstrates a neuromechanical model of rat hindlimb locomotion undergoing nominal walking with perturbations. In the animal, two types of responses to perturbations are observed: resetting and non-resetting deletions. This suggests that the animal locomotor system contains a memory-like organization. To model this phenomenon, we built a synthetic nervous system that uses separate rhythm generator and pattern formation layers to activate antagonistic muscle pairs about each joint in the sagittal plane. Our model replicates the resetting and non-resetting deletions observed in the animal. In addition, in the intact (i.e., fully afferented) rat walking simulation, we observe slower recovery after …

Monitored Indoor Environmental Quality Of A Mass Timber Office Building: A Case Study, Jason Stenson, Suzanne L. Ishaque, Aurélie Laguerre, Andrew Loia, Georgia Maccrone, Ignace Mugabo, Dale Northcutt, Mariapaola Riggio, Andre Barbosa, Elliott T. Gall, Kevin Van Den Wymelenberg

Mechanical and Materials Engineering Faculty Publications and Presentations

A broad range of building performance monitoring, sampling, and evaluation was conducted periodically after construction and spanning more than a year, for an occupied office building constructed using mass timber elements such as cross-laminated timber (CLT) floor and roof panels, as well as glue-laminated timber (GLT) beams and columns. This case study contributes research on monitoring indoor environmental quality in buildings, describing one of the few studies of an occupied mass timber building, and analyzing data in three areas that impact occupant experience: indoor air quality, bacterial community composition, and floor vibration. As a whole, the building was found to …

Overview Of Homechem: House Observations Of Microbial And Environmental Chemistry, Delphine K. Farmer, Marina E. Vance, Jon P. D. Abbatt, Andrew Abeleira, Michael R. Alves, Richard Corsi, Peter F. Decarlo, Allen H. Goldstein, Vicki H. Grassian, Lea Hildebrandt Ruiz, Jose L. Jimenez, Tara Kahan, Multiple Additional Authors

Mechanical and Materials Engineering Faculty Publications and Presentations

The House Observations of Microbial and Environmental Chemistry (HOMEChem) study is a collaborative field investigation designed to probe how everyday activities influence the emissions, chemical transformations and removal of trace gases and particles in indoor air. Sequential and layered experiments in a research house included cooking, cleaning, variable occupancy, and window-opening. This paper describes the overall design of HOMEChem and presents preliminary case studies investigating the concentrations of reactive trace gases, aerosol particles, and surface films. Cooking was a large source of VOCs, CO2, NOx, and particles. By number, cooking particles were predominantly in the ultrafine mode. Organic aerosol dominated …

Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition Of Acetylene On Codeposited Bimetal Catalysts Increasing Graphene Sheet Continuity Under Low-Temperature Growth Conditions, Joshua Tracy, Otto Zietz, Samuel Olson, Jun Jiao

Mechanical and Materials Engineering Faculty Publications and Presentations

Here, we report a novel method for low-temperature synthesis of monolayer graphene at 450 °C on a polycrystalline bimetal Ni-Au catalyst. In this study, low-temperature chemical vapor deposition synthesis of graphene was performed at 450 °C on codeposited Ni-Au which shows successful monolayer graphene formation without an extra annealing process. The experimental results suggest that electron beam codeposition of bimetal catalyst is the key procedure that enables the elimination of the pre-growth high-temperature annealing of the catalyst prior to graphene synthesis, an indispensable process, used in previous reports. The formation was further improved by plasma-assisted growth in which the inductively …

Simulation To Fabrication—Understanding The Effect Of Niaucu Alloy Catalysts For Controlled Growth Of Graphene At Reduced Temperature, Huahan Zhan, Bin Jiang, Otto Zietz, Samuel Olson, Jun Jiao

Mechanical and Materials Engineering Faculty Publications and Presentations

It is a significant challenge to grow large-scale, high quality, monolayer graphene at low temperature for the applications in industry, especially for the complementary metal oxide semiconductor fabrication process. To overcome this difficulty, we simulated the decomposition of acetylene (C2H2) on (100) surfaces of primarily nickel (Ni) catalysts with small mol fractions of gold (Au) and copper (Cu), using a 4 × 4 × 4 periodic supercell model. Based on the calculation of the reaction energies to decompose the C-H or C≡C bonds on different catalyst surfaces, a differential energy is proposed to clearly scale the decomposition difficulties such that …

Development And Characterization Of Polyethylene Terephthalate (Pet)-Cotton Natural Fiber-Reinforced Composites From Waste Materials, Israel Alejandro Carrete

Open Access Theses & Dissertations

Unprecedented levels of production and consumption have caused a rapid exhaustion of the Earth's virgin resources, which is coupled with a fast accumulation of contaminants in the form of solid waste, especially in landfills. Two significant landfill constituents come from textile waste and discarded plastic bottles. Since there is a finite amount of space that can be feasibly used for landfills, solutions that make use of these post-consumer products are imperative. This study presents one possible solution by using surface modifications of cotton fibers to produce a natural fiber-reinforced polymer composite (NFRPC) from post-consumer textile waste and polyethylene terephthalate (PET) …

Understanding Of Deformation And Fracture Behavior In Next Generation High Strength-High Ductility Steels, Venkata Sai Yashwanth Injeti

Open Access Theses & Dissertations

The industrial demand for low density high strength steels without compromising on ductility in is endless. In this regards, grain refinement and austenitic stability considered to the practical approach in order to meet the needs. The concept of phase reversion involving sever cold deformation of metastable austenite to generate strain-induced martensite, followed by time-temperature annealing sequence, was used to obtain varying grain size from nanograined/ultrafine-grained (NG/UFG) to coarse-grained (CG) regime. This concept was used to obtain "high strength-high ductility" combination in nano/ultrafine-grained (NG/UFG) austenite stainless steel. Using this concept, the objective of the study here is to elucidate the dependence …

Tailoring Physical Properties Of Shape Memory Polymers For Fdm-Type Additive Manufacturing, Paulina Aileen Quinonez

Open Access Theses & Dissertations

Shape memory polymers (SMPs) have found applicability in biomedical settings as well as other uses that can take advantage of objects that can change shape upon exposure to stimulus. Integrating polymers with shape memory characteristics into additive manufacturing technologies such as fused deposition modeling (FDMâ?¢) can increase the number of applications this manufacturing platform can be utilized. Currently, polyurethane and polylactic acid (PLA) are two FDMâ?¢-compatible materials that possess shape memory properties. On their own these materials do not have tunable shape memory properties, namely shape recovery and shape fixation. The work presented here entails the development and characterization of …

The Effects Of Silica On The Properties Of Vitreous Enamels, Signo Tadeu Dos Reis, Mike Koenigstein, Liang Fan, Genda Chen, Luka Pavic, Andrea Mogus-Milankovic

Materials Science and Engineering Faculty Research & Creative Works

Ground coat enamels for low carbon steel that contain silica as a mill addition have been developed to study the changes of their properties. Acid-resistant commercial enamel where silica addition was varied from 0 to 10.0 wt % was used for this investigation. The effects of the addition on the corrosion resistance, thermal properties, electrical properties, and mechanical adherence of the enamel to low carbon steel were studied. The corrosion resistance of the steel enameled coupons was tested using a salt spray (fog) apparatus for time periods reaching 168 h at room temperature. It was found that, although the density …

Magnetic Field Assisted Milli-Scale Robotic Assembly Machine: An Approach To Massively Parallel Swarm Robotic Automation Systems, Yan Liu

Dissertations

The vision of highly parallel, automated manufacturing systems that can build macroscopic products by heterogeneous assembly of many small devices will have a major impact in manufacturing. In this study, a novel milli-scale robotic assembly machine with parallel capabilities, assisted with programmable magnetic field, is developed. The machine prototype consists of a 16x16 array of electromagnets. The dimensions of the electromagnets are 5mm high with an inner diameter of 1.1mm and outer diameter of 2.5mm. All the electromagnets are driven by a 16x16 array of H-Bridges, and an Arduino microcontroller is used to control and program the arrays.

Using the …

Development Of Flexible Nickel-Zinc And Nickel-Iron Batteries, Xianyang Meng

Dissertations

The fabrication of flexible nickel-zinc batteries using a facile mixing of electroactive components for electrode preparation is presented. Polytetrafluoroethylene (PTFE) is found to be an effective binder by reducing concentration polarization, providing chemical/physical stability and enhancing flexibility. The zinc electrode containing PTFE maintains its original porous morphology even after hundreds of cycles while polymers such as PEO show morphology change. Each component, as well as the assembled flexible cells show desired flexibility and stability even under bending conditions.

The fabrication of flexible nickel-iron batteries using printable composite electrodes embedded with multiwalled carbon nanotubes (CNT) is also presented. All the metal …

Analysis Of 3d Printed Ndfeb Polymer Bonded And Organic Based Magnets, Chimaobi Ibeh

Theses

Additive manufacturing (AM), or commonly known as 3D printing, has introduced to the manufacturing and commercial sectors novel ways of reducing production times, decreasing material waste, and enabling end products with multi-material configuration and complex geometric designs. From industrial scale to customer-based printers, AM has revolutionized the approach to manufacturing, prototyping, and designing in the field of medical, automotive, aerospace, biomedical, electronics and customizable products. Recently, additive manufacturing has crossed over to the area of applications in magnetism due to the economic push for the miniaturization of electronic and mechanical devices, reduction in production costs and material & design flexibility. …

Effects Of Aluminium And Tungsten Co-Doping On The Optical Properties Of Vo2 Based Thin Films, Cephas J Lyobha, Nuru R Mlyuka, Margaret E Samiji

Tanzania Journal of Science

Aluminium and tungsten co-doped vanadium dioxide (VO2:W:Al) thin films were deposited by DC reactive magnetron sputtering technique. In this work we report on the effects of aluminium and tungsten co–doping on the optical properties of vanadium dioxide (VO2) based thin films with a view of combining both increased luminous transmittance (Tlum) and lowered transition temperature (τc). The effect of aluminium and tungsten co-doping on semiconductor-metal transition of vanadium dioxide films was investigated and compared with tungsten doped and undopedVO2films. Spectral transmittances of the films were obtained using Shimadzu SolidSpec-3700 DUV UV-VIS-NIR spectrophotometer. The results revealed that the transmittance of tungsten …