Materials Science and Engineering Commons^™

Experimental Optimization Of Simulated Ring Rolling Operation For Heavy Rail Industry, Jacob M. Summers

Masters Theses

“Industrially cast AISI 1070 steel wheel pre-forms from Amsted Rail Co. were experimentally hot rolled to simulate the conditions for industrial wheel rolling. Ring rolling of near net shape castings can improve location specific properties by decreasing segregation, closing porosity, and reducing grain size without the use of multiple forging operations in a traditional forging line. As-cast wheel sections were subjected to thermomechanical processing routes using a 2-high rolling mill in a temperature range of 830°C to 1200°C. The goal being to simulate the ring rolling process and optimize benefits of mechanical properties of the as-rolled steel. Charpy V- and …

Crystalline Analysis Of Geomicrobially-Induced Calcium Carbonate Precipitation In Sands Using A Surface Percolation Treatment Technique, Justin Edward Mulloney

UNF Graduate Theses and Dissertations

Ottawa 50/70 sand specimens and natural beach sand samples were treated using bio-augmented geomicrobies via a surface percolation technique. Testing was conducted on these specimens to determine how resultant calcium carbonate precipitation changed as a function of temperature, depth from the surface, and in the presence of magnesium. Specifically, x-ray Diffraction (XRD), a Scanning Electron Microscope (SEM), and Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) were used to determine and quantify the presence of calcium carbonate and its associated phase. Results showed a direct relationship between temperature and precipitated calcium carbonate. In addition, as an unintended consequence associated with the treatment, ammonium …

Histological Comparison Of Shark Dermis Across Various Ecomorphologies, Olivia Schuitema

UNF Graduate Theses and Dissertations

The integument plays essential roles in the structural support, protection, and hydrodynamic capability among fishes. Most shark skin research has been done on the external epidermal layer containing the dermal denticles, while the larger dermis layer has been mostly ignored. The dermis layer in sharks is composed of two layers, the upper stratum laxum and the lower stratum compactum, holding supportive collagen and elastin fibers. There may be morphological and compositional differences in the dermis layers across various species of sharks, although the extent of such is unknown. These potential differences may be represented by various dermal thicknesses and different …

การเตรียมวัสดุเชิงประกอบแมงกานีสไดออกไซด์/คาร์บอนจากแบตเตอรี่แอลคาไลน์ที่ผ่านการใช้งานแล้วสำหรับการประยุกต์ในแบตเตอรี่สังกะสีไอออน, กีรติพร เยาหะรี

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในงานวิจัยนี้จะมุ่งเน้นไปที่การกู้คืนแมงกานีสและคาร์บอนในผงขั้วแบตเตอรี่แอลคาไลน์ที่ผ่านการใช้งานแล้ว เพื่อที่จะนำไปสังเคราะห์เป็นวัสดุเชิงประกอบแมงกานีสไดออกไซด์/คาร์บอน และนำไปใช้งานเป็นวัสดุสำหรับขั้วแคโทดของแบตเตอรี่สังกะสีไอออน โดยขั้นตอนการสังเคราะห์ประกอบด้วยการชะละลายผงขั้วแบตเตอรี่แอลคาไลน์ด้วยกรด ซึ่งจะได้ผลิตภัณฑ์เป็นสารละลายที่ประกอบไปด้วย MnSO4 และกากคาร์บอน ซึ่งใช้เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์แมงกานีสไดออกไซด์เฟสแอลฟา, เบตาและแกมมา และวัสดุเชิงประกอบแมงกานีสไดออกไซด์/คาร์บอน ที่มีอัตราส่วนโดยน้ำหนักของ C:MnO2 ที่ 1:75-15:75 (หรือ MnO2/C1-MnO2/C15 ตามลำดับ) ผลการทดลองพบว่าสามารถสังเคราะห์ α-MnO2 และ β-MnO2 ที่มีความบริสุทธิ์ได้ในขณะที่ γα-MnO2 จะพบเฟสแกมมาเป็นเฟสหลักและมีเฟสแอลฟาผสมซึ่งพบเฟสดังกล่าวเช่นเดียวกันใน MnO2/C1- MnO2/C15 เมื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพการกู้คืนแมงกานีสจะพบว่า α-MnO2 > β-MnO2 > γα-MnO2 และเมื่อพิจารณาผลของอัตราส่วนคาร์บอนต่อประสิทธิภาพการกู้คืนแมงกานีสพบว่า MnO2/C1 ของทุกเฟสมีประสิทธิภาพการกู้คืนสูงที่สุด คาดว่าเกิดจากการที่คาร์บอนทำตัวเป็นนิวเคลียสแบบวิวิธพันธ์ของ MnO2 จากนั้นเมื่อนำวัสดุรีไซเคิลที่ได้ไปใช้ในขั้วแคโทดในแบตเตอรี่สังกะสีไอออนแบบเซลล์มาตรฐาน CR2025 พบว่า เฟสและอัตราส่วนของคาร์บอนส่งผลต่อค่าความจุไฟฟ้าจำเพาะที่ได้ อัตราส่วนของกากคาร์บอนที่ให้ค่าความจุจำเพาะสูงที่สุดของแต่ละเฟส คือ α-MnO2/C1, β-MnO2/C5 และ γα-MnO2/C15 โดย β-MnO2/C5 มีค่าความจุไฟฟ้าจำเพาะที่สูงที่สุดที่ 368 mAh/g ที่การดึงกระแส 0.1 A/g และสูงที่สุดในทุกเฟสไปจนถึงประมาณรอบที่ 200

Molecular Modeling Of High-Performance Polymers, Sagar Umesh Patil

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

High-performance polymers are extensively used in the aerospace and aeronautics industries due to their low density, high specific strength, and high specific stiffness. These properties along with better infiltration with reinforcements [carbon nanotubes (CNTs), glass, etc.] capability make them an excellent candidate to fabricate Polymer Matrix Composites (PMCs) tailored for specific applications. The applications range from products used daily to deep space exploration. These materials are subjected to varying temperatures and pressures during fabrication and in service. Therefore, the evolution of their intrinsic properties needs to be studied and their ability to sustain extreme environmental conditions in outer space needs …

Length-Scale-Dependent Stress Relief Mechanisms In High Purity Indium, Fereshteh Mallakpour

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Lithium-ion batteries are widely used in portable electronics and electric vehicles. However, due to the presence of flammable liquid electrolytes, these devices fail catastrophically when the cell experiences a short circuit. One attractive solution to this problem is a solid-state battery. As the name implies, the flammable liquid electrolyte is replaced by a non-flammable solid-state electrolyte (SSE). The unexpected, yet frequently observed failure mechanism in these devices is the formation and growth of lithium dendrites originating at the interface between the lithium anode and the SSE. As the dendrites grow, device performance degrades. Once the dendrites completely penetrate the SSE, …

Corrosion Protection Mechanisms Of Trivalent Chromium Based Passivations On Γ-Znni Coated Al6061-T6 Alloy, Kevin Foster

Doctoral Dissertations

“The role of cobalt in trivalent chromium passivations (TCPs) to improve corrosion resistance of γ-ZnNi coated steel and aluminum is based on its effect on hexavalent chromium content in the passive layer. Investigations of both a cobalt-containing and cobalt-free TCP on SAE 1008 steel indicated that both passivations protect well for up to 1000 hours in neutral salt spray exposure (SSE). A repetition on Al 6061-T6 alloy indicated that TCP performed much better than cobalt-free TCP implicating the underlying substrate. Optical and electron micrographs indicated physical changes such as crack thickness, crack density, passivation porosity, and passivation thickness existed between …

Mechanical Properties Of Boride Based Ceramics, Alec Murchie

Doctoral Dissertations

“This research focuses on the elevated mechanical properties of diboride based materials at room and elevated temperatures. These materials include a ZrB₂ ceramic, a ZrB₂-WC-SiC ceramic, and a (Hf,Mo,Nb,Ta,W,Zr)B₂ high entropy boride (HEB). The room temperature flexural strength for the ZrB₂ ceramic was 447 MPa and the fracture toughness was 2.3 MPa·m^1/2. The strength decreased to 196 MPa at 1800°C, and then increased to 360 MPa at 2300°C. The fracture toughness increased to 3.1 MPa·m^1/2 at 2200°C. The strength up to 1800°C was likely controlled by a combination of effects: surface damage …

Investigation Of The Thermodynamics Of Iron Phosphate Melts And Stability Of Iron Phosphate Glasses: Effects Of Composition And Iron Redox Ratio, Melodie Linda Schmitt

Doctoral Dissertations

“Iron phosphate glasses with Fe/P = 0.33 - 0.67, O/P = 3.0 - 3.5 and Fe²⁺/ΣFe = 0.16- 0.52 were prepared by altering batch compositions and melt conditions. Thermal analyses indicate polyphosphate glasses with intermediate chain lengths are most stable against devitrification. Heterogeneous crystallization occurs on the glass surface and is dependent on iron valence state, particle size, heating rate, temperature and oxygen availability in the atmosphere. Oxidation of ferrous iron on the glass surface occurs at temperatures as low as Tg, and thus crystallization behavior and stability can be altered via post-melt heat treatments. A novel preparation …

Peritectic Behavior Detection And Prediction In Fe-C-Si-Mn-Al System, Damilola Balogun

Doctoral Dissertations

"The non-uniformity of shell growth in the continuous casting of peritectic steels constitutes a major barrier to the commercial production of many steel grades such as Advanced high strength steels (AHSS), transformation induced plasticity (TRIP) steels, abrasion-resistant steels, advanced armor plate steels, and many newly proposed steel grades that contain high levels of silicon, manganese, and aluminum.

The shell growth non-uniformity experienced in the continuous casting of peritectic steels results in the formation of defects in the as-cast slab and therefore increases the operating risk from cast aborts and breakouts. The ability to predict and avoid peritectic behavior at the …

Joining Of Ultra-High Temperature Ceramics To The Same And Refractory Metals Via Fusion Welding, Jecee Jarman

Doctoral Dissertations

"This research focuses on the joining of ultra-high temperature ceramics to either themselves or refractory metals/alloys via fusion welding and the mechanical strength of produced joints. The ceramics studied consisted of compositions within a diboride-carbide-carbide ternary system while metals studied consisted of molybdenum and a molybdenum alloy. SiC-ZrB2-ZrC ceramics on a binary join between pure SiC and the ternary eutectic composition were found to be weldable when SiC content was below ~57.5 vol%. Compositions above 57.5 vol% SiC were unweldable based on pitting and off-gassing behavior. Welded strength of ceramics was ~180-300 MPa in the SiC-ZrB2-ZrC ternary eutectic composition, ~180-220 …

Processing To Enable Direct-Write Additive Manufacturing Of Ceramics And Ceramic Composites, Austin Martin

Doctoral Dissertations

"This research focuses on the processing of novel feedstocks for and during direct-write additive manufacturing (AM), specifically the direct ink writing (DIW) and Ceramic On-Demand Extrusion (CODE) manufacturing processes, in order to produce ceramic and ceramic-based composite components. Strongly dispersed, concentrated (φ = 0.42), nanoparticle (d₅₀ ~0.3 µm), zirconia (ZrO₂) pastes were used to print densely filled, large continuous volume (≳ 1 cm³) ceramic components. An elastic shear modulus (G’) of 56,000 Pa and yield stresses between 6 and 10 Pa allowed for printed components of 34.5 mm in height over 115 layers without slumping …

Oxidation Of Silicon Carbide And Graphite For High Temperature Gas-Cooled Reactor Applications, Adam Thomas Bratten

Doctoral Dissertations

"This research focuses on the oxidation behavior of silicon carbide and matrix grade graphite, specifically as it pertains to accident scenarios in Gen IV thermal spectrum high temperature gas cooled nuclear reactors. It is imperative to understand the oxidation behavior of such materials to predict their response to off-normal environments and certify their accident tolerance to implement Gen IV reactors. The onset of oxidation temperature of matrix graphite was found to have a strong dependence on the microstructure, and therefore processing parameters, of the materials. The A3-3 type grade contained regions of partially graphitized carbon that were more disordered and …

Molten Steel Interactions With Tundish Linings And Refractory Glazes, Tyler Michael Richards

Doctoral Dissertations

"In the final stages of casting, molten steel is in contact with two main types of refractories: the working lining of the tundish used to serve as an intermediate vessel between the ladle and copper mold, and the various glazed carbon-bearing refractories used to control the flow of steel from the ladle to the tundish and from the tundish to the mold. If steel interacts with these refractories in such a way as to result in the formation of inclusions, it may be too late to remove them, leading to degradation of the steel’s mechanical properties. Understanding these interactions and …

การใช้ฝุ่นผงสังกะสีสำหรับการเตรียมวัสดุเชิงประกอบตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงซิงก์ออกไซด์/กราฟิติกคาร์บอนไนไตรด์เพื่อการสลายสีย้อม, วรรณวลี พรมสุวรรณ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงซิงก์ออกไซด์ (ZnO) โดยใช้ของเสียฝุ่นผงสังกะสีที่ได้จากกระบวนการชุบโลหะแบบจุ่มร้อนเป็นสารตั้งต้นผ่านกระบวนการไฮโดรเทอร์มัล โดยศึกษาอิทธิพลของชนิดกรดที่ใช้ในการละลายฝุ่นผงสังกะสีและความเข้มข้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่ใช้ในการตกตะกอนซิงก์ออกไซด์ ที่มีผลต่อเฟส สัณฐานวิทยา พื้นที่ผิวจำเพาะ และสมบัติการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงโดยการย่อยสลายสีย้อมอินทรีย์โรดามีนบีภายใต้การฉายแสงยูวี อนุภาคซิงก์ออกไซด์รูปทรงแบบแท่งที่เตรียมจากการละลายด้วยกรดไนตริกและตกตะกอนด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์ความเข้มข้น 6 M (ZnO(N-6M)) และผ่านกระบวนการไฮโดรเทอร์มัลที่อุณหภูมิ 170 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 8 ชั่วโมง ให้ประสิทธิภาพการย่อยสลายสีย้อมสูงที่สุด (89.7%) ซึ่งมีค่าใกล้เคียงกับประสิทธิภาพการย่อยสลายสีย้อมของซิงก์ออกไซด์ทางการค้า (92.7%) งานวิจัยนี้ยังศึกษาการเพิ่มประสิทธิภาพการเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงภายใต้การฉายแสงที่ตามองเห็นของซิงก์ออกไซด์ที่สังเคราะห์ได้ผ่านการเตรียมเป็นวัสดุเชิงประกอบกับกราฟิติกคาร์บอนไนไตรด์ (g-C3N4) ทั้งนี้วัสดุเชิงประกอบ ZnO/g-C3N4 ที่เตรียมด้วยวิธีการบดผสมทางกายภาพ การกระจายผสมในตัวกลาง และการเผาแคลไซน์ร่วมระหว่าง ZnO และ g-C3N4 แสดงประสิทธิภาพตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงสำหรับการย่อยสลายสีย้อมโรดามีนบีภายใต้การฉายแสงที่ตามองเห็นต่ำกว่าประสิทธิภาพของ g-C3N4 เพียงอย่างเดียวอย่างเห็นได้ชัด ในขณะที่วัสดุเชิงประกอบ ZnO/g-C3N4 ที่สังเคราะห์ด้วยวิธีโซลโวเทอร์มัลที่อุณหภูมิ 150 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 4 ชั่วโมง (1Z/gCN_Solv.150) แสดงประสิทธิภาพตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงที่ดีที่สุด สูงถึง 97.9% ซึ่งมีค่าสูงกว่าประสิทธิภาพการใช้ g-C3N4 เพียงอย่างเดียวอย่างมีนัยสำคัญ เนื่องจากวัสดุเชิงประกอบมีพื้นที่ผิวจำเพาะสูงกว่า(68.4 m2/g) และเกิดการสร้างโครงสร้างแบบเฮเทอโรจังก์ชันใน 1Z/gCN_Solv.150 ส่งผลให้มีอัตราการรวมตัวกันของอิเล็กตรอนและโฮลต่ำกว่า

การพัฒนาคอนกรีตทนไฟชนิดคอร์เดียไรต์-มุลไลต์โดยใช้ซีเมนต์ฐานแมกนีเซียมเป็นตัวเชื่อมประสาน, วาริณี คลังหิรัญ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ทำการศึกษาการเตรียมผลิตภัณฑ์คอนกรีตทนไฟชนิดคอร์เดียไรต์-มุลไลต์ซึ่งสามารถแข็งตัวเองได้ในแม่แบบโดยใช้ซีเมนต์ฐานแมกนีเซียมเป็นตัวเชื่อมประสาน ได้แก่ แมกนีเซียมซิลิเกตไฮเดรตซีเมนต์ แมกนีเซียมออกซีคลอไรด์ซีเมนต์ และแมกนีเซียมออกซีซัลเฟตซีเมนต์ โดยศึกษาผลของชนิดและอัตราส่วนส่วนผสมของซีเมนต์ฐานแมกนีเซียมที่ใช้เป็นตัวเชื่อมประสานต่อสมบัติของคอนกรีตทนไฟชนิดนี้ จากการทดลองพบว่าซีเมนต์ฐานแมกนีเซียมทั้ง 3 ชนิดนี้สามารถใช้เป็นตัวเชื่อมประสานเพื่อเตรียมคอนกรีตทนไฟชนิดคอร์เดียไรต์-มุลไลต์โดยได้ โดยเฟสซีเมนต์เหล่านี้ช่วยให้เกิดความแข็งแรงในชิ้นงานที่อุณหภูมิห้อง และเมื่อเผาที่อุณหภูมิสูง เฟสซีเมนต์จะสลายตัวเป็นเฟสแมกนีเซียและทำปฎิกิริยากับอะลูมินาและซิลิกาในส่วนผสมเกิดเป็นเฟสคอร์เดียไรต์ได้ ชิ้นงานที่เตรียมโดยใช้แมกนีเซียมซิลิเกตไฮเดรตซีเมนต์เป็นตัวเชื่อมประสานด้วยอัตราส่วนโดยโมลแมกนีเซียต่อซิลิกาเท่ากับ 1 มีสมบัติทางกายภาพดีที่สุด ชิ้นงานที่เตรียมโดยใช้แมกนีเซียมออกซีคลอไรด์ซีเมนต์ และแมกนีเซียมออกซีซัลเฟตซีเมนต์เป็นตัวเชื่อมประสานด้วยอัตราส่วนโดยโมลแมกนีเซียต่อแมกนีเซียมคลอไรด์เฮกซะไฮเดรต และแมกนีเซียต่อแมกนีเซียมซัลเฟตเฮปตะไฮเดรตเท่ากับ 3 เป็นอัตราส่วนที่เหมาะสมที่สุด โดยสมบัติทางกายภาพของชิ้นงานที่เตรียมได้มีค่าใกล้เคียงอยู่ในช่วงของตัวอย่างทางการค้าและสามารถใช้งานได้ที่ 1200 องศาเซลเซียสโดยชิ้นงานยังไม่เกิดการหลอม เมื่อเปรียบเทียบการใช้ซีเมนต์ฐานแมกนีเซียมเป็นตัวเชื่อมประสานทั้ง 3 ชนิดนี้ พบว่าการเตรียมคอนกรีตทนไฟชนิดคอร์เดียไรต์-มุลไลต์โดยใช้แมกนีเซียมซิลิเกตไฮเดรตซีเมนต์เป็นตัวเชื่อมประสานมีความเหมาะสมที่สุด เนื่องจากไม่มีการสลายตัวเป็นไอกรดที่ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมในระหว่างกระบวนการเผา

การเตรียมและประสิทธิภาพการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงของวัสดุเชิงประกอบกราฟิติกคาร์บอนไนไตรด์/ซิลเวอร์–ไทเทเนียมไดออกไซด์ภายใต้แสงช่วงที่ตามองเห็น, ชนม์นิภา ตั้งวงศ์พุฒิ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ในการเตรียมวัสดุเชิงประกอบ g-C3N4/(Ag-TiO2) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงภายใต้แสงช่วงที่ตามองเห็นให้สามารถใช้งานได้ในช่วงแสงที่กว้างขึ้น โดยเริ่มจากการสังเคราะห์ Ag-TiO2 ที่ 0.05-3 wt% Ag ผ่านกระบวนการรีดักชันทางเคมี ขณะที่ g-C3N4 สังเคราะห์จากการเผาแคลไซน์ของยูเรียที่อุณหภูมิ 600 oC เป็นเวลา 4 ชั่วโมง และวัสดุเชิงประกอบ g-C3N4/(Ag-TiO2) สังเคราะห์โดยผสม g-C3N4 และ Ag-TiO2 ที่อัตราส่วนโดยน้ำหนัก 1:99 ถึง 99:1 ประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงทดสอบโดยการย่อยสลายสีย้อมโรดามีนบี (10 มิลลิกรัม/ลิตร, ปริมาตร 120 มิลลิลิตร) โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสง 0.05 กรัม ภายใต้การฉายแสงช่วงต่างๆเป็นเวลา 60 นาที ผลการทดลองพบว่า Ag-TiO2 ที่ 0.1 wt% Ag ให้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุด เท่ากับ 21.21% ภายใต้การฉายแสงช่วงที่ตามองเห็น เนื่องจากการเติม Ag ส่งเสริมการดูดกลืนแสงในช่วงที่ตามองเห็น และลดการรวมตัวกันของอิเล็กตรอนและโฮล เมื่อนำ 0.1 wt% Ag-TiO2 มาเตรียมเป็นวัสดุเชิงประกอบ g-C3N4/(Ag-TiO2) หลังการทดสอบฉายแสงช่วงที่ตามองเห็น และแสงอาทิตย์เป็นเวลา 10 นาที พบว่า g-C3N4/(Ag-TiO2) ที่ 99:1 ให้ประสิทธิภาพในการย่อยสลายสีย้อมสูงที่สุด คิดเป็น 99.54% และ 100% ตามลำดับ ขณะที่ g-C3N4/(Ag-TiO2) ที่ 1:99 ให้ประสิทธิภาพในการย่อยสลายสีย้อมภายใต้การฉายแสงยูวีสูงที่สุดคิดเป็น 80.21% จากผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าโครงสร้างเฮทเทอโรของ g-C3N4/(Ag-TiO2) มีส่วนช่วยในการลดการรวมกันของอิเล็กตรอนและโฮล และส่งเสริมประสิทธิภาพการย่อยสลายเชิงแสง ทั้งภายใต้แสงยูวี แสงช่วงที่ตามองเห็น และแสงอาทิตย์ จึงเป็นการเพิ่มศักยภาพการนำไปใช้งานได้กว้างขึ้น ส่วนผลการทดสอบประสิทธิภาพการเปลี่ยนแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ไปเป็นเมทานอล (CH3OH) ของตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสง TiO2, Ag-TiO2 และ g-C3N4/(0.1 wt% Ag-TiO2) ที่ …

Value-Added Curable Precursors Derived From Oxidized Products Of Post Consumer High Density Polyethylene Milk Bottles, Kusuma Pinsuwan

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

In this research, post-consumer high-density polyethylene (HDPE) milk bottles have been successfully recycled into dicarboxylic acids by nitric oxidation using hydrothermal process. Variation of nitric acid concentration (0.1 – 0.18 g/ml), reaction time (1 - 24 h), reaction temperature (150 - 200 °C), filled content (33 - 60% of filling capacity) and the HDPE: nitric ratio (1:3.6 – 1:10.8 w/w) significantly affected the yield and composition of the obtained products. 1H-NMR results revealed that the water-soluble products are composed of C4:C5:C6+ dicarboxylic acids at various ratios depending on the reaction parameters. It was found that when 0.18/3/180/40/1:7.2, 0.12/3/180/60/1:7.2 and 0.12/4/180/60/1:7.2 …

เซ็นเซอร์พอลิไดแอซิทิลีน/ผลึกนาโนซิงก์ออกไซด์สําหรับสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย, กวินภพ เพ็ชรนาม

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

วัสดุฐานพอลิไดแอซิทิลีนมีสมบัติการตอบสนองโดยการเปลี่ยนสีต่อสิ่งเร้าภายนอก จึงมีความน่าสนใจในการพัฒนาเป็นเซ็นเซอร์ตรวจวัดตัวทำละลายอินทรีย์ระเหยง่าย ในงานวิจัยนี้ทำการศึกษาการตอบสนองโดยการเปลี่ยนสีของวัสดุฐานพอลิไดแอซิทิลีนต่อตัวทำละลายอินทรีย์ระเหยง่าย โดยทำการปรับความไวในการตอบสนองด้วยการเติมผลึกนาโนซิงก์ออกไซด์ และการปรับความยาวสายโซ่อัลคินของพอลิไดแอซิทิลีน จากนั้นนำพอลิไดแอซิทิลีนบริสุทธิ์ และวัสดุเชิงประกอบพอลิไดแอซิทิลีน/ซิงก์ (II) ไอออน/ผลึกนาโนซิงก์ออกไซด์ที่เตรียมได้ มาทดสอบกับสารละลายอินทรีย์ระเหยง่าย 8 ชนิดที่มีโครงสร้าง และค่าคงที่ไดอิเล็กทริกที่แตกต่างกัน ผลการศึกษาพบว่าพอลิไดแอซิทิลีนบริสุทธิ์สามารถตอบสนองโดยการเปลี่ยนสีต่อสารละลายอินทรีย์ระเหยง่ายทั้งหมด โดยโครงสร้างแอลกอฮอล์แบบเส้นยาวจะรบกวนสายโซ่หลักในโครงสร้างพอลิไดแอซิทิลีนได้ดีกว่าแบบกิ่ง สำหรับวัสดุเชิงประกอบพอลิไดแอซิทิลีน/ซิงก์ (II) ไอออน/ผลึกนาโนซิงก์ออกไซด์จะเกิดการตอบสนองโดยการเปลี่ยนสีต่อสารละลายอินทรีย์ระเหยง่ายที่ความเข้มข้นที่สูงกว่า เนื่องจากมีโครงสร้างที่เสถียรกว่าพอลิไดแอซิทิลีนบริสุทธิ์ และเกิดการเปลี่ยนสีต่อสารละลายระเหยง่ายที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกในช่วง 17-22 นอกจากนี้ ได้ทำการปรับความไวในการตอบสนองของวัสดุฐานพอลิไดแอซิทิลีนต่อสารละลายอินทรีย์ระเหยง่าย โดยทำการปรับเปลี่ยนความยาวสายโซ่อัลคินของพอลิไดแอซิทิลีน

การเตรียมกระจกที่มีสมบัติการทำความสะอาดตัวเองและป้องกันแสงสะท้อนโดยการเคลือบด้วยไทเทเนียมไดออกไซด์และแมกนีเซียมฟลูออไรด์, วริสรา สุวรรณเดชา

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์ในการเตรียมกระจกที่มีสมบัติการทำความสะอาดตัวเองและสามารถลดการสะท้อนของแสงโดยการเคลือบด้วยไทเทเนียมไดออกไซด์และแมกนีเซียมฟลูออไรด์ โดยแบ่งการศึกษาออกเป็น 3 ส่วน คือ (1) การสังเคราะห์อนุภาคแมกนีเซียมฟลูออไรด์ ด้วยกระบวนการให้ความร้อนโดยไมโครเวฟ ศึกษาเวลาในการให้ความร้อนที่ 5, 10, 15 และ 20 นาที พบว่าอนุภาคที่ได้มีความบริสุทธิ์ เฟสเตตระโกนอล ขนาดผลึกเพิ่มมากขึ้นเมื่อเพิ่มเวลาในการให้ความร้อน มีลักษณะไม่สมมาตร กลวง เห็นขอบชัดเจน เมื่อเตรียมเป็นฟิล์มเคลือบบนกระจก พบว่าตัวอย่างอนุภาคที่ให้ความร้อน 15 นาที (MW-15) แสดงค่าการส่องผ่านแสงเฉลี่ยในช่วงความยาวคลื่น 400-700 นาโนเมตร เท่ากับ 89.93% ในขณะที่กระจกที่ไม่ได้เคลือบแสดงค่าการส่องผ่านแสง เท่ากับ 88.63% (2) การเตรียมฟิล์มไทเทเนียมไดออกไซด์บนพื้นผิวกระจก โดยสังเคราะห์ด้วยกระบวนการโซลเจลร่วมกับการเคลือบปั่นเหวี่ยง เคลือบบนพื้นผิวกระจก 1, 3 และ 5 รอบ ฟิล์มที่ได้เป็นเฟสอะนาเทส สม่ำเสมอ เกรนมีขนาดประมาณ 10 นาโนเมตร ค่าการส่องผ่านแสงลดลงเมื่อเพิ่มจำนวนรอบการเคลือบ โดยที่การเคลือบ 1, 3 และ 5 รอบมีค่าการส่องผ่านแสงเฉลี่ยในช่วงความยาวคลื่น 400-700 นาโนเมตร เท่ากับ 88.03, 78.22 และ 78.66 % และจากการทดสอบการย่อยสลายสีย้อมเมทิลีนบลู เปรียบเทียบผลอัตราการกู้คืนค่าการส่องผ่านแสง พบว่ากระจกที่เคลือบไทเทเนียมไดออกไซด์ 1, 3 และ 5 รอบ มีค่า 46.81, 47.15 และ 65.28% ที่เวลา 240 นาที และทุกตัวอย่างมีค่ามุมสัมผัสระหว่างพื้นผิวกับหยดน้ำต่ำกว่า 10 องศา (3) การเตรียมฟิล์มไทเทเนียมไดออกไซด์และแมกนีเซียมฟลูออไรด์บนพื้นผิวกระจก โดยกำหนดปริมาณ MW-15 เท่ากับ 1, 3, 5, 7 และ 9% ของปริมาณไทเทเนียมไดออกไซด์ และเคลือบลงบนกระจก 1, 3 และ 5 รอบ …

การสังเคราะห์และประสิทธิภาพการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงของวัสดุเชิงประกอบไฮดรอกซีอะพาไทต์เจือไทเทเนียม/ซิงก์ออกไซด์, พิมพิชฌาณ์ บำรุงทรัพย์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในงานวิจัยนี้ทำการศึกษาการสังเคราะห์วัสดุเชิงประกอบไฮดรอกซีอะพาไทต์เจือไทเทเนียม/ซิงก์ออกไซด์และทดสอบการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงสำหรับการสลายสีย้อมภายใต้การฉายแสงช่วงยูวี โดยเริ่มจากการสังเคราะห์ไฮดรอกซีอะพาไทต์เจือไทเทเนียมด้วยกระบวนการไฮโดรเทอร์มอลที่อัตราส่วนไทเทเนียมไอออนต่อแคลเซียมไอออนเท่ากับ 0.1 โดยอะตอม และศึกษาผลจากกระบวนการให้ความร้อนแก่วัสดุ พบว่าตัวอย่างไฮดรอกซีอะพาไทต์เจือไทเทเนียมที่ไม่ผ่านกระบวนการความร้อนแสดงการดูดซับและสลายสีย้อมเมทิลีนบลูได้ดีที่สุด ซึ่งสอดคล้องกับผลการวิเคราะห์พื้นที่ผิวจำเพาะมีค่าสูงที่สุด (199 ตารางเมตรต่อกรัม) จากนั้นสังเคราะห์วัสดุเชิงประกอบสังเคราะห์วัสดุเชิงประกอบไฮดรอกซีอะพาไทต์เจือไทเทเนียม/ซิงก์ออกไซด์ด้วยกระบวนการไฮโดรเทอร์มอลในอัตราส่วนที่แตกต่างกันระหว่างสารตั้งต้นซิงก์ไนเทรตเฮกซะไฮเดรตและไฮดรอกซีอะพาไทต์เจือไทเทเนียมและที่อุณหภูมิแตกต่างกัน ผลการทดลองพบว่าวัสดุเชิงประกอบไฮดรอกซีอะพาไทต์เจือไทเทเนียม/ซิงก์ออกไซด์มีประสิทธิภาพการสลายสีย้อมสูงกว่าตัวอย่างซิงก์ออกไซด์บริสุทธิ์ โดยตัวอย่างที่เตรียมที่อัตราส่วนแตกต่างกันระหว่างสารตั้งต้นซิงก์ไนเทรตเฮกซะไฮเดรตและไฮดรอกซีอะพาไทต์เจือไทเทเนียมเท่ากับ 85:15 และสังเคราะห์ด้วยกระบวนการไฮโดรเทอร์มอลที่อุณหภูมิ 150 องศาเซลเซียส แสดงสมบัติการดูดซับและสลายสีย้อมเมทิลีนบลูได้ดีที่สุด เมื่อเปรียบเทียบกับตัวอย่างอื่น ๆ โดยสามารถสลายสีย้อมเมทิลีนบลูได้ร้อยละ 85.1 เมื่อทำการฉายแสงช่วงยูวีเป็นเวลา 3 ชั่วโมง ดังนั้นการเตรียมวัสดุเชิงประกอบไฮดรอกซีอะพาไทต์เจือไทเทเนียม/ซิงก์ออกไซด์สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการสลายสีย้อมภายใต้การฉายแสงช่วงยูวีได้

ผลของการปรับแต่งตำแหน่งเอของเพอรอฟสไกต์ออกไซด์ฐานไททาเนต ต่อเฟส โครงสร้างทางจุลภาค และสมบัติไดอิเล็กทริก, สุรพงษ์ บุญเลี้ยง

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ศึกษาและพัฒนาสมบัติของวัสดุไดอิเล็กทริกในกลุ่มเพอรอฟสไกต์ออกไซด์ฐาน ไททาเนต โดยแบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือ (1) ศึกษาการปรับแต่งไอออนตำแหน่งเอในเพอรอฟสไกต์ออกไซด์ ได้แก่ กลุ่มเอนโทรปีต่ำ BaTiO3 กลุ่มเอนโทรปีกลาง (Ba0.5Sr0.5)TiO3 และ (Ba0.333Sr0.333Ca0.333)TiO3 และกลุ่มเอนโทรปีสูง (Na0.2Bi0.2Ba0.2Sr0.2Ca0.2)TiO3 และ(K0.143Na0.143La0.143Bi0.143Ba0.143Sr0.143Ca0.143)TiO3 สามารถเตรียมด้วยวิธีปฏิกิริยาสถานะของแข็ง จากการเผาแคลไซน์ กลุ่มที่หนึ่งที่อุณหภูมิ 1300 องศาเซลเซียส กลุ่มที่สองที่อุณหภูมิ 1275 องศาเซลเซียส และกลุ่มที่สามที่อุณหภูมิ 975 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง หลังจากเผาผนึกชิ้นงานเซรามิก พบว่ามีโครงสร้างผลึกเพอรอฟสไกต์บริสุทธิ์ที่ไม่มีเฟสแปลกปลอมเจือปนในทุกตัวอย่าง และมีโครงสร้างเป็นแบบคิวบิก ขนาดเกรนเฉลี่ยของเซรามิกอยู่ในช่วง 0.56-1.25 ไมโครเมตร ความหนาแน่นของเซรามิกสูงสุดเท่ากับ 5.23 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร สำหรับวัสดุที่มีจำนวนไอออนบวกที่ตำแหน่งเอต่างกัน พบว่ามีพฤติกรรมเปลี่ยนจากเฟอร์โรอิเล็กทริกปกติไปเป็นรีแลกเซอร์เฟอร์โรอิเล็กทริก เมื่อจำนวนไอออนบวกตำแหน่งเอเพิ่มขึ้น และค่าคงที่ไดอิเล็กทริกและค่าการสูญเสียไดอิเล็กทริกสูงที่อุณหภูมิห้องอยู่ที่ 2700 และ 0.05 ตามลำดับ สอดคล้องกับความหนาแน่น และโครงสร้างทางจุลภาคของเซรามิก (2) การเตรียมเซรามิกเอนโทรปีสูงเชิงซ้อน (1-x)(NBBSCT)-(x)(BT) ที่แปรค่า x = 0.0, 0.01, 0.02, 0.03 และ 0.04 โดยโมล ด้วยวิธีของผสมออกไซด์ เผาผนึกที่อุณหภูมิ 1250 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง พบว่าเซรามิกเอนโทรปีสูงเชิงซ้อนมีโครงสร้างเฟสเป็นแบบคิวบิกเดียว ยืนยันด้วยการวิเคราะห์ด้วยเทคนิครีทเวลด์ และเซรามิกมีการกระจายตัวขององค์ประกอบทางเคมีสม่ำเสมอในทุกตัวอย่าง เมื่อปริมาณการเติมด้วย BT เพิ่มขึ้นจาก 0.00 เป็น 0.02 โมล ขนาดเกรนมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น และขนาดเกรนลดลงเมื่อปริมาณการเติม BT เพิ่มขึ้นเป็น 0.03 และ 0.04 โมล ขณะที่ความหนาแน่นสูงสุดที่ 5.25 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร พบที่ปริมาณการเติม BT อยู่ที่ 0.02 โมล เมื่อวิเคราะห์สมบัติทางไฟฟ้า พบว่าเซรามิกแสดงพฤติกรรมเป็นแบบรีแลกเซอร์เฟอร์โรอิเล็กทริกในทุกตัวอย่าง โดยสมบัติไดอิเล็กทริก …

การเตรียมและการวิเคราะห์ลักษณะสมบัติผ้าไหมที่เคลือบผิวด้วยไคโตซาน/ซิลเวอร์/มอนต์มอริลโลไนต์คอมโพสิต, ลักษณารีย์ มาละ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ศึกษาการเคลือบผิวผ้าไหมด้วยไคโตซาน/ซิลเวอร์/มอนต์มอริลโลไนต์คอมโพสิต โดยซิลเวอร์คอลลอยด์ถูกสังเคราะห์ด้วยกระบวนการรีดักชันทางเคมี และกระบวนการรีดักชันด้วยแสงยูวี ผลการศึกษาพบว่าภาวะที่เหมาะสมสำหรับการเคลือบซิลเวอร์คอลลอยด์สีน้ำเงินที่เตรียมด้วยวิธีรีดักชันทางเคมี โดยใช้โซเดียมโบโรไฮไดรด์ (NaBH4) เป็นตัวรีดิวซ์ (ความเข้มข้นของซิลเวอร์ไนเตรต 0.2 มิลลิโมลาร์) บนผ้าไหมอย่างสมบูรณ์ด้วยกระบวนการจุ่มแช่และกวน โดยใช้อัตราส่วนโดยน้ำหนักของซิลเวอร์คอลลอยด์ : น้ำหนักผ้าไหม เท่ากับ 1 : 200 คือ ที่อุณหภูมิในการเคลือบ 100 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 90 นาที โดยซิลเวอร์คอลลอยด์ถูกปรับค่าความเป็นกรด-ด่าง เท่ากับ 5 ด้วยกรดแอซิติก ซึ่งผ้าไหมที่ถูกเคลือบด้วยซิลเวอร์คอลลอยด์และไคโตซานแสดงสมบัติการต้านแบคทีเรียชนิด S. aureous ได้ดีเยี่ยม และเมื่อนำไปเคลือบทับด้วยมอนต์มอริลโลไนต์ด้วยกระบวนการบีบอัดโดยใช้เครื่องบีบอัด พบว่าช่วยเพิ่มสมบัติการหน่วงไฟให้กับผ้าไหม แต่สมบัติการต้านแบคทีเรียลดลง การสังเคราะห์ซิลเวอร์คอลลอยด์โดยวิธีรีดักชันด้วยแสงยูวี โดยการฉายแสงยูวีบนสารละลายซิลเวอร์ไนเตรตที่เตรียมร่วมกับไคโตซาน พบว่าที่เวลา 2 ชั่วโมง เป็นเวลาที่เหมาะสมที่สุดในการเตรียม ซึ่งแสดงสเปกตรัมการดูดกลืนแสงที่แสดงสมบัติ Localized surface plasmon resonance (LSPR) บ่งชี้การเกิดอนุภาคซิลเวอร์นาโนหลังการฉายแสงยูวี และเมื่อนำไปวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาค พบการกระจายของอนุภาคซิลเวอร์นาโนบนพื้นผิวของผ้าไหม หลังจากนั้นนำไปเตรียมเป็นคอมโพสิตร่วมกับมอนต์มอริลโลไนต์ และเคลือบบนผ้าไหมด้วยกระบวนการบีบอัดโดยใช้เครื่องบีบอัด พบว่าผ้าไหมที่ผ่านการเคลือบด้วยไคโตซาน/ซิลเวอร์ และไคโตซาน/ ซิลเวอร์/มอนต์มอริลโลไนต์คอมโพสิต ด้วยการรีดิวซ์ด้วยแสงยูวี ให้ผลการทดสอบสมบัติการต้านแบคทีเรียและการหน่วงไฟในทำนองเดียวกันกับวิธีรีดักชันทางเคมี

Synthesis Of Novel Nio/Comn2o4 Heterostructured Nanoparticles And The Effects Of Variable Size And Metal Concentrations On Their Magnetic And Surface Chemical Properties, Farhan Ishrak

Graduate Theses/Dissertations

I studied the effect of core size and metal concentration on the structural, morphological, and magnetic properties of NiO-based magnetic heterostructured nanocrystals (HNCs) generated hydrothermally. The NiO nanocrystals were created by a thermal decomposition technique, while the surrounding Mn and Co-based phases were created through a hydrothermal procedure, with core diameters ranging from 9.31 nm to 24.51 nm and total metal concentrations of 0.05 M and 0.08 M. The resulting inverted AFM-FiM NiO/CoMn2O4 bimagnetic systems make up the heterostructured nanocrystals. The magnetic HNCs were thoroughly characterized using XRD, SEM-EDX, TEM, PPMS magnetometry, and XPS analysis. Investigations into the structure of …

On The Synthesis And Characterization Of Bimagnetic Coo/Nife2o4 Heterostructured Nanoparticles, Muhammad Sharif Uddin

Graduate Theses/Dissertations

Bimagnetic nanoparticles show promise for applications in energy efficient magnetic storage media and magnetic device applications. The magnetic properties, including the exchange bias of nanostructured materials can be tuned by variation of the size, composition, and morphology of the core vs overlayer of the nanoparticles (NPs). The purpose of this study is to investigate the optimal synthesis routes, structure and magnetic properties of novel CoO/NiFe2O4 heterostructured nanocrystals (HNCs). In this work, I aim to examine how the size impacts the exchange bias, coercivity and other magnetic properties of the CoO/NiFe2O4 HNCs. The nanoparticles with sizes ranging from 10 nm to …

3d Printing And Shape Memory Of Silicone Acrylate Polymers, Aphiwat Pongwisuthiruchte

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The purpose of this research is to develop a novel UV curable resin as a 3D printing material which possesses shape memory properties. The first part of the study focuses on formulating acrylate-based resins by combining low-cost polypropylene glycol (PPG) with a commercial acrylate-based resin. The effects of PPG content on the printability, thermal, mechanical, and thermomechanical properties of the formulated resins were studied. The results show that the mechanical properties of the printed parts were successfully enhanced at a small loading of 5%vol. However, a higher PPG content leads to printing failure and reduced mechanical properties. The degree of …

Lateral-Torsional Instability And Biaxial Bending Of Imperfect Frp I-Beams, Jodi Knorowski, Stella B. Bondi, Zia Razzaq

Civil & Environmental Engineering Faculty Publications

This paper presents the outcome of a theoretical and experimental study of the behavior of Fiber Reinforced Polymer (FRP) I-beams exposed to lateral-torsional instability or when subjected to biaxial bending. Laboratory experiments involved the application of vertical and horizontal static loads to a 4 x 4 x ¼ in. I-beam with various lengths and the resulting deflections were recorded. Governing biaxial flexure and torsion differential equations were modified to account for the presence of initial imperfections and subsequently solved using a central finite-difference scheme. The theoretical predictions of the beam behavior were found to be in good agreement with what …

Exploring The Effects Of Chip Flexibility On The Behavior Of Standing Seam Diaphragms To Brace Cold Formed Steel Purlins, Michael W. Seek

Engineering Technology Faculty Publications

Cold-formed steel C- and Z-shaped purlins in standing seam roof systems rely on the diaphragm action provided by the panels to restrain lateral movements and thus increase the load carrying capacity the purlins. The clip connection between the purlin and the panel has inherent and sometimes intentional flexibility designed to accommodate thermal deformations. The lateral deformation behavior of standing seam systems supported by Zees is highly nonlinear and this behavior is not well understood. The flexibility has major implications on the transfer of diaphragm forces throughout these systems and simplified models often grossly overpredict the demands on the diaphragm and …