Materials Science and Engineering Commons^™

Strongly Correlated Electron Systems: Rare- And Alkaline-Earth Manganese- And Nickel-Based Perovskite Oxides, Elena Krivyakina

Graduate Research Theses & Dissertations

This work is an academic exploration of the capacity to manipulate the characteristics of strongly correlated electron systems, specifically transition metal perovskite oxides, through chemical substitutions and structural modifications. The high flexibility of the perovskites offers prospects for customizing materials with specific functionalities, thereby holding promise for the advancement of innovative technologies in diverse industries, ranging from electronics and energy to information storage and spintronics. My research focuses on a comprehensive overview of investigations I conducted on three specific compositions, namely alkalineand rare-earth manganese-based and nickel-based oxides, denoted as (Sr, Ba)(Mn, T i)O3−δ, (Y, T b)MnO3+δ, and (Sr, La)N iO3−δ. …

The Application Of Photoelectron Spectroscopies In Analyzing The Impact Of Interfacial Energetics On Perovskite Solar Cells, Tuo Liu

Theses and Dissertations--Chemistry

In recent years, organic-inorganic metal halide perovskites (HP) have garnered tremendous attention in photovoltaic research. This attention is attributed to their low cost and excellent optoelectronic properties, including large absorption coefficients, tunable bandgaps, long charge-carrier diffusion lengths, and low densities of deep trap states. Inverted p-i-n architecture perovskite solar cells (PSCs) are of intense interest and are generally regarded as more amenable to low-temperature solution processing. Nevertheless, the development of inverted PSCs is lagging the conventional architecture devices. Imperfect energy level alignments and charge carrier recombination, especially at the interface between perovskite and electron transport layers (ETLs), are two main …

Towards A Prototype Paleo-Detector For Supernova Neutrino And Dark Matter Detection, Emilie Marie Lavoie-Ingram

UNF Graduate Theses and Dissertations

Using ancient minerals as paleo-detectors is a proposed experimental technique expected to transform supernova neutrino and dark matter detection. In this technique, minerals are processed and closely analyzed for nanometer scale damage track remnants from nuclear recoils caused by supernova neutrinos and possibly dark matter. These damage tracks present the opportunity to directly detect and characterize the core-collapse supernova rate of the Milky Way Galaxy as well as the presence of dark matter. Current literature presents theoretical estimates for these potential tracks, however, there is little research investigating the experimental feasibility of this technique. At the University of North Florida, …

Modified Reactive Sputter Deposition Of Titanium Nitride Thin Films Via Hipims With Kick-Pulse And Improvement Of The Structure-Zone Model, Andrew Miceli

UNF Graduate Theses and Dissertations

Direct current (DC) and radio frequency (RF) sputtering methods have been commonplace in industry for several decades and widely studied in literature. Hard films of nitrides, such as titanium nitride (TiN), have been deposited using reactive DC sputtering onto cutting tools and medical devices extensively as well. For these applications, the films require excellent adhesion, high density, and high hardness. High-Power Impulse Magnetron Sputtering (HIPIMS) has emerged over the last several years as a method to produce films with increased density and mechanical properties. Process-structure-property relationships for reactive HIPIMS are not yet well developed. Additionally, conventional HIPIMS suffers from relatively …

Development Of High Kinetic Inductance Superconducting Nanowire Devices On High Permittivity Strontium Titanate Substrates, Jamie Timmons

UNF Graduate Theses and Dissertations

This thesis involves the fabrication and characterization of devices made from two different superconducting materials: yttrium barium copper oxide (YBCO), a high-TC complex oxide, and niobium nitride (NbN), a low-TC transition metal nitride. Both types of devices are fabricated on strontium titanate substrates, which provides a good lattice match to YBCO and also an extremely large permittivity at low temperature. We demonstrate that wet etching of YBCO thin films via bromine can be a viable microfrabriation technique for the material. Using approximately 35 nm thick epitaxially grown YBCO on an STO substrate, we were able to fabricate YBCO “microwires” with …

Exposure To Pcb126 During The Nursing Period Reversibly Impacts Early-Life Glucose Tolerance, Brittany B. Rice, Keegan W. Sammons, Sara Y. Ngo Tenlep, Madeline T. Weltzer, Leryn J. Reynolds, Cetewayo S. Rashid, Hollie I. Swanson, Kevin J. Pearson

Human Movement Studies & Special Education Faculty Publications

Polychlorinated biphenyls (PCBs) are persistent environmental organic pollutants known to have detrimental health effects. Using a mouse model, we previously demonstrated that PCB126 exposure before and during pregnancy and throughout the perinatal period adversely affected offspring glucose tolerance and/or body composition profiles. The purpose of this study was to investigate the glucose tolerance and body composition of offspring born to dams exposed to PCB126 during the nursing period only. Female ICR mice were bred, and half of the dams were exposed to either vehicle (safflower oil) or 1 µmole PCB126 per kg of body weight via oral gavage on postnatal …

Intragranular Tungsten-Titanium Carbide Composite Ceramics Via Gas-Solid Displacement Reactions, Ryan Daniel Dempsey

Doctoral Dissertations

"Research presented herein details the synthesis and characterization of nanocomposite ceramics featuring novel heterogeneous microstructures of potential interest in a variety of electrical and structural applications. Specifically, W-TiCy composite ceramics featuring tungsten nanoprecipitates located primarily within TiCy grains have been produced via sintering of intragranular nanocomposite powders produced via reaction processing-based techniques. This dissertation details the thermodynamic basis and applied kinetics of a processing scheme for fabricating nanocomposite ceramics whose morphological heterogeneity reflects that originally developed in the powder state. The first study in this series overviews the motivation for applying metallothermic displacement reactions, conducted through gaseous intermediates, to solid …

Phosphate And Borophosphate Glasses For Optical And Biomedical Applications, Parker Tracy Freudenberger

Doctoral Dissertations

"The goal of this work was to connect the network structures of phosphate and borophosphate glasses to the compositional dependence of properties related to biomedical applications. The glasses were characterized by a variety of techniques, including phosphate ion chromatography, Raman spectroscopy, and ¹¹B and ³¹P Magic Angle Spinning Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy, which provide qualitative and quantitative information about the phosphate and borate moieties that constitute the network structures. The systematic addition of borate to a phosphate glass initially creates tetrahedral borate sites that replace P-O-P linkages with B-O-P linkages, and the properties of the resulting borophosphate glasses …

Multimaterial, Core-Shell Direct Ink Writing Of Flexible Strain Sensors For Pneumatically-Actuated Soft Robotic Hinge Joints, John Michael Burke

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

Direct ink writing (DIW) provides for an expansive material library and the ability to print multiple materials with tailored functionalities in a controllable and single-step process. Particularly beneficial is the net shape printing under ambient conditions of a wide range of materials normally incompatible with one another. Coaxial DIW is a 3D printing technique that allows for two dissimilar inks to be extruded simultaneously in a co-flow manner. In this work, custom-designed coaxial nozzles were 3D-printed using a stereolithography printer. Composite inks comprised of thermoplastic polyurethane and silver were developed and studied. The coaxial nozzles were then used to co-extrude …

Investigation Of Microstructurally Dependent Mechanical Properties Of Cold Sprayed Copper Using Correlative Microscopy, Quintin Otto

UNF Graduate Theses and Dissertations

This project employs multi-instrument materials characterization to analyze material made with the “Cold Spray” additive manufacturing process. Cold spray is an emerging additive manufacturing technique with unique benefits resulting from its low temperature adhesion process induced by plastic deformation. Metallic powder collides at high speeds creating three dimensional materials and coatings without the need for melting. Copper cold sprayed specimens were analyzed using a series of imaging techniques to characterize the microstructure at varying levels of detail and magnification. Scanning electron microscopy and electron back scattered diffraction were paired with microhardness testing to generate a correlative comparison between microstructure and …

Understanding The Feasibility Of Improving Interfacial Properties In Direct Ink Writing Of Silicone-Polyurethane Resin Hybrid Material, Ayobami Samuel Akinfenwa

College of Graduate Studies: Theses & Dissertations

The progress in materials engineering and the ability to make various models possible have made soft robotics a popular alternative to traditional robotics. Still, soft robots need various parts, like Printed Circuit Boards (PCBs), batteries, cables, fittings, and more, to work correctly or to get attached to other complex parts. These parts can have different material properties, like elastic moduli, strength, etc. Because of these differences, mechanical failures happen at the points where two materials meet, making soft robots less durable and less lasting in real-life situations due to failure. Conventionally, the fabrication of soft robot parts is through moulding. …

Boosting Snr Of Cascaded Fbgs In A Sapphire Fiber Through A Rapid Heat Treatment, Farhan Mumtaz, Hanok Tekle, Bohong Zhang, Jeffrey D. Smith, Ronald J. O'Malley, Rex Gerald, Jie Huang

PSMRC Faculty Research

This Letter reports the performance of femtosecond (fs) laser-written distributed fiber Bragg gratings (FBGs) under high-temperature conditions up to 1600°C and explores the impact of rapid heat treatment on signal-to-noise ratio (SNR) enhancement. FBGs are essential for reliable optical sensing in extreme temperature environments. Comprehensive tests demonstrate the remarkable performance and resilience of FBGs at temperatures up to 1600°C, confirming their suitability for deployment in such conditions. The study also reveals significant fringe visibility improvements of up to ∼10 dB on a 1-m-long sapphire optical fiber through rapid heat treatment, representing a first-time achievement to the best of our knowledge. …

Elastoplastic Quasi-Static And Impact Load Response Of Steel Structure Sub-Assemblage With Cfrp Strips, Ali Al Aloosi, Zia Razzaq

Civil & Environmental Engineering Faculty Publications

Presented in this paper is the outcome of an experimental investigation of the elastoplastic quasi-static and impact load response of a steel sub-assemblage constructed using a pair of hollow square section members with or without Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) strips. The sub-assemblage consists of a long structural member welded to a short member, thus representing a typical combination of a column and a beam on the face of a multi-story steel building frame. The column is subjected to a lateral quasi-static or impact load. Tests are conducted on four separate steel sub-assemblages. The first two tests are conducted with …

Fem Eem Dataset: Optimising Retrofitted Insulation For Irish Residential Building Walls, Rakshit D. Muddu, Aimee Byrne, Anthony Robinson Dr.

Datasets

A large number of combinations of Irish wall types, insulation materials, and heating fuel types were produced to compare the multiple variables which influence Optimal Insulation Thickness values. The total cost (TC) and carbon emission (CE) at optimum insulation thickness (OIT) for all combinations of insulation material and three types of fuel are considered. The dataset presents OIT for solid wall, cavity wall and cavity block wall types located in Monaghan, Dublin, and Kerry.

Mechanical And Morphological Characterization Of Energy Materials By Nanoindentation And Scanning Probe Microscopy, Jacob Hempel

Theses and Dissertations--Physics and Astronomy

The demand for robust materials in energy-based applications such as solid electrolytes for batteries, piezoelectric composites for mechanical energy harvesting, or new polymer materials for polymer binders in composite electrodes is on the rise. Mechanical degradation is the most common way for devices to fail in operation, thus a thorough understanding of a material’s mechanical properties is essential for application purposes.

In this dissertation, the mechanical characterization of novel boron cluster solid electrolytes is presented. Therein, we determine the elastic modulus and hardness of these compounds using instrumented indentation. A comparison is made against other solid electrolytes. It is found …

อิทธิพลของการเติมแมงกานีสต่อสมบัติทางไฟฟ้าและแม่เหล็กของเพอรอฟสไกต์ออกไซด์เอนโทรปีสูง, พีระพัศ เมลืองศิลป์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในงานวิจัยนี้ได้ศึกษาผลของการเจือแมงกานีสเข้าไปในตำแหน่งบีของเซรามิกเพอรอฟสไกต์เอนโทรปีสูง (Na0.2Bi0.2Ba0.2Sr0.2Ca0.2)Ti1-xMnxO3 (NBBSCT) ต่อสมบัติทางด้านไฟฟ้าและแม่เหล็ก โดยเจือแมงกานีสที่ความเข้นข้น x เท่ากับ 0, 0.05, 0.10, 0.15 และ 0.20 การเตรียมผงเซรามิกนั้นเตรียมด้วยวิธีปฎิกิริยาสถานะของแข็งซึ่งเผาแคลไซน์ที่อุณหภูมิ 975 องศาเซลเซียส เป็นระยะเวลา 1 ชั่วโมงด้วยอัตราการให้ความร้อน 5 องศาเซลเซียสต่อนาที และทำการเผาผนึกภายในถ้วยอะลูมินาที่อุณหภูมิ 1275 องศาเซลเซียส เป็นระยะเวลา 2 ชั่วโมงด้วยอัตราการให้ความร้อน 2 องศาเซลเซียสต่อนาที โครงสร้างผลึกและเฟสของ NBBSCT เซรามิกหลังจากเผาผนึกแล้วพบว่าทุกปริมาณการเจือพบโครงสร้างผลึกรูปแบบคิวบิกของเพอรอฟสไกต์และไม่พบเฟสทุติยภูมิ ขนาดเกรนเฉลี่ยลดลงเมื่อปริมาณการเจือแมงกานีสสูงขึ้น โดยขนาดเกรนเฉลี่ยอยู่ในช่วง 8.07 ถึง 11.08 ไมโครเมตร ความหนาแน่นเฉลี่ยเท่ากับ 5.13 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร เมื่อวิเคราะห์สมบัติทางไฟฟ้าพบว่าเซรามิก NBBSCT ที่ไม่ได้เจือแมงกานีสแสดงพฤติกรรมเป็นแบบรีแลกเซอร์เฟอโรอิเล็กทริก แต่เมื่อเจือแมงกานีสพบการสูญเสียพฤติกรรมแบบรีแลกเซอร์เฟอโรอิเล็กทริก อีกทั้งเมื่อปริมาณการเจือแมงกานีสสูงขึ้นค่าการสูญเสียไดอิเล็กทริกมีค่าสูงเพิ่มขึ้นตาม ประสิทธิภาพของการกักเก็บพลังงานของเซรามิก NBBSCT มีประสิทธิภาพลดลงเมื่อเพิ่มปริมาณการเจือแมงกานีสสูงมากขึ้น การศึกษาสมบัติแม่เหล็กพบว่าการเจือแมงกานีสเข้าไปในโครงสร้างทำให้เซรามิกแสดงพฤติกรรมแม่เหล็กแบบพาราแมกเนติก และเมื่อเพิ่มปริมาณการเจือแมงกานีสที่สูงมากขึ้นส่งผลให้ค่าแม่เหล็กอิ่มตัวมีค่าสูงเพิ่มขึ้นตาม

การศึกษาการดูดซับไอออนเงินและทองแดงด้วยผงจากใบว่านหางจระเข้, พิชญา อัครานุรักษ์กุล

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ด้วยสมบัติทางกายภาพของใบว่านหางจระเข้ ที่มีลักษณะเป็นรูพรุน ใบว่านหางจระเข้จึงมีความโดดเด่นและมีโอกาสพัฒนาขึ้นเป็นผงดูดซับสำหรับใช้ในกระบวนการกำจัดโลหะประเภทต่างๆ ในงานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาเกี่ยวกับการกำจัดไอออนเงินและไอออนทองแดงโดยใช้ผงจากใบว่านหางจระเข้ สายพันธ์บาร์บาเดนซิส (Barbadensis) เป็นตัวดูดซับ โดยมีการเตรียมผงด้วยกระบวนการอบให้ใบว่านหางจระเข้แห้งจากนั้นนำไปบดด้วยเครื่องบดละเอียด ตัวแปรการศึกษาประสิทธิภาพการดูดซับประกอบด้วย ปริมาณของตัวดูดซับ (0.2-1.0 กรัม) ค่าความเข้มข้นเริ่มต้นของสารละลายไอออนทองแดงและสารละลายไอออนเงิน (15-50 มิลลิกรัมต่อลิตร) ค่า pH (2-7) รวมทั้งศึกษาไอโซเทอมและแบบจำลองจลนพลศาสตร์ของการดูดซับเพื่อความเข้าใจในกลไกของการดูดซับของผงใบว่านหางจระเข้ ภาพถ่ายจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแสดงให้เห็นว่าผงว่านหางจระเข้มีลักษณะเป็นรูพรุนระดับไมโครเมตร ผลการทดสอบการดูดซับโลหะ ได้แสดงให้เห็นว่าผงของใบว่านหางจระเข้ที่เตรียมขึ้น มีประสิทธิภาพในการดูดซับเงินในสารละลายไอออนเงินสูง เงื่อนไขที่เหมาะสมที่สุดในการดูดซับสารละลายไอออนเงินที่ความเข้มข้นเริ่มต้น 20 มิลลิกรัมต่อลิตร คือปริมาณตัวดูดซับ 0.2 กรัม ค่า pH 7 ซึ่งมีประสิทธิภาพการดูดซับถึงร้อยละ 95.6 ส่วนผลการทดสอบการดูดซับโลหะทองแดงความเข้มข้นเริ่มต้น 20 มิลลิกรัมต่อลิตร ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดใช้ปริมาณตัวดูดซับ 1.0 กรัม ค่า pH 5 ซึ่งมีประสิทธิภาพการดูดซับร้อยละ 65.7 จลนพลศาสตร์ของการดูดซับทั้งในไอออนโลหะทองแดงและไอออนโลหะเงินอธิบายได้ด้วยสมการ pseudo second-order และลักษณะของการดูดซับที่เกิดขึ้นอยู่บนไอโซเทอมแบบแลงเมียร์ งานวิจัยนี้สามารถสรุปได้ว่า ผงจากใบว่านหางจระเข้มีโอกาสในการต่อยอดการพัฒนาเพื่อนำไปใช้ในการดูดซับโลหะจากสารละลายต่างๆ อาทิ ดูดซับโลหะในน้ำยาล้างบริเวณบ่อชุบเพื่อลดความเข้มข้นของโลหะก่อนปล่อยทิ้ง เป็นต้น

การพัฒนาแบตเตอรี่สังกะสีไอออนแบบเซลล์กระเป๋าโดยใช้ Δ-Mno2 ที่สังเคราะห์จากแบตเตอรี่แอลคาไลน์ที่ใช้งานแล้วเป็นวัสดุขั้วแคโทด, บุษยมาส กันทะวงศ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ต้องการศึกษาการกู้คืนแมงกานีสจากแบตเตอรี่แอลคาไลน์เพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ในรูปของแมงกานีสไดออกไซด์ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของขั้วแคโทดในแบตเตอรี่สังกะสีไอออนแบบอัดประจุซ้ำได้ โดยขั้นตอนแรกคือการชะละลายผงขั้วแบตเตอรี่แอลคาไลน์ที่ผ่านใช้งานแล้วด้วยกรดซัลฟิวริกและไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เป็นตัวรีดิวซ์ที่ใช้ในการเพิ่มประสิทธิภาพการชะละลาย จากนั้นจึงนำสารละลายที่ได้จากการชะละลายด้วยกรดดังกล่าวมาสังเคราะห์แมงกานีสไดออกไซด์เฟสเดลตา (δ-MnO2) โดยใช้กระบวนการไฮโดรเทอร์มัล และขั้นตอนสุดท้ายงานวิจัยนี้ได้ทำการเตรียมแบตเตอรี่สังกะสีไอออนแบบเซลล์มาตรฐาน CR2025 และเซลล์แบบกระเป๋าที่ใช้แมงกานีสไดออกไซด์เฟสเดลตาเป็นขั้วแคโทด โดยเปรียบเทียบประสิทธิภาพเมื่อใช้แผ่นรองแคโทด 2 ชนิดได้แก่ แผ่นสเตนเลสสตีล และกราไฟต์ฟอยล์ และใช้อิเล็กโทรไลต์ 3 ชนิด ได้แก่ สารละลายซิงค์ซัลเฟตฐานน้ำ สารละลายซิงค์ซัลเฟตฐานน้ำที่เพิ่มตัวเติมชนิดพอลิเอทิลีนไกลคอล และ สารละลายซิงค์ไตรเฟลตในไดเมธิลซัลฟอกไซด์ โดยผลการทดสอบสมรรถนะของแบตเตอรี่แบบเซลล์มาตรฐาน CR2025 และเซลล์แบบกระเป๋า พบว่าการวัดค่าความจุจำเพาะไม่สามารถวัดได้เมื่อใช้แผ่นสแตนเลสสตีล แต่สามารถวัดได้เมื่อใช้แผ่นรองกราไฟต์ฟอยล์ โดยเมื่อใช้อิเล็กโทรไลต์ฐานน้ำจะมีค่าความจุจำเพาะไฟฟ้าที่สูงกว่าอิเล็กโทรไลต์ที่ไม่ใช่ฐานน้ำในช่วงแรก แต่ในระยะยาวกลับพบว่าอิเล็กโทรไลต์ที่ไม่ใช่ฐานน้ำจะมีความเสถียรและมีประสิทธิภาพสูงกว่าอิเล็กโทรไลต์ฐานน้ำ

Effect Of Fuel Type On The Characteristics And Photocatalytic Activity Of Zno Nanoparticles Synthesized Via Solution Combustion Method, Shabnam Purmahammad Abdollahi

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This study explores the impact of organic fuels (agar, glucose, and cotton) and their fuel-to-oxidizer ratios (ф) on the properties and photocatalytic performance of ZnO nanoparticles synthesized via solution combustion. XRD, SEM, BET, DRS, and PL spectroscopy were used for characterization. Photocatalytic activity was evaluated by degrading methyl orange dye under UV light. The fuel choice and fuel-to-oxidizer ratio significantly influenced the structural, morphological, textural, and optical properties of the ZnO nanoparticles, affecting their photocatalytic efficiency. ZnO prepared with a glucose fuel-to-oxidizer ratio of ф=1.5 showed the highest photodegradation efficiency of 98%, due to its high surface area (8.27 m2/g), …

ผลของการดัดแปรผงไฮดรอกซีอะพาไทต์ด้วยฟลูออไรด์และโลหะทรานซิชันต่อสมบัติทางแสง, พิมพ์พจี ปัญจรัตน์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ศึกษาผลของการดัดแปรองค์ประกอบไฮดรอกซีอะพาไทต์ด้วยฟลูออไรด์และโลหะทรานซิชันต่อสมบัติทางแสง ซึ่งไฮดรอกซีอะพาไทต์ในงานวิจัยนี้จะสังเคราะห์ด้วยวิธีการตกตะกอนโดยใช้แคลเซียมไฮดรอกไซด์และกรดฟอสฟอริกที่อุณหภูมิห้อง แล้วบ่มที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส เป็นระยะเวลา 24 ชั่วโมง ผลการวิเคราะห์ พบว่าทุกตัวอย่างที่สังเคราะห์ได้เป็นเฟสไฮดรอกซีอะพาไทต์ จากการวิเคราะห์ด้วยรามานสเปกโทรสโกปีและการวิเคราะห์แลตทิซ พารามิเตอร์ แสดงให้เห็นถึงไอออนจากสารประกอบที่ใช้ดัดแปรได้แทรกเข้าไปในโครงสร้างผลึก ไฮดรอกซีอะพาไทต์ สำหรับการดัดแปรไฮดรอกซีอะพาไทต์ด้วยไอออนของโคบอลต์ โครเมียม คอปเปอร์ เหล็ก และนิกเกิล ทำให้เกิดการเปลี่ยนสีของตัวอย่างจากสีขาวเป็นสีม่วง เขียวอมฟ้า ฟ้า ส้ม และครีมตามลำดับ ในขณะที่การดัดแปรด้วยฟลูออไรด์จะไม่ทำให้เกิดการเปลี่ยนสี ค่าการสะท้อนในช่วงเนียร์อินฟาเรดจะมีความแตกต่างกันโดยขึ้นกับชนิดของตัวดัดแปร ไฮดรอกซีอะพาไทต์พบค่าการสะท้อนอยู่ที่ 77.04% ถ้าหากใช้โครเมียมซัลเฟต โครเมียมคลอไรด์ เหล็กซัลเฟต และเหล็กคลอไรด์จะพบค่าการสะท้อนอยู่ที่ 83.38%, 81.30%, 82.87% และ 82.58% ตามลำดับ การดัดแปรไฮดรอกซีอะพาไทต์ด้วยไอออนฟลูออไรด์พบว่ามีการเรืองแสงแค่บางตำแหน่งและเกิดการเรืองแสงที่มีลักษณะสีฟ้าอมขาวที่มีความเข้มที่น้อยมาก ทั้งนี้เมื่อศึกษาการเรืองแสงโดยลูมิเนสเซนต์สเปกโตมิเตอร์ โดยใช้ความยาวคลื่นที่ 350 นาโนเมตรเป็นตัวกระตุ้น พบว่าตัวอย่างที่สังเคราะห์ได้นั้นเกิดการเรืองแสง แต่เกิดการเรืองแสงที่มีความเข้มที่น้อยมากทำให้เป็นที่สังเกตยากเมื่อมองด้วยตาเปล่า เมื่อศึกษาค่าการสะท้อนในลักษณะของเคลือบพบว่าตัวอย่างที่สังเคราะห์ได้ในงานวิจัยนี้ช่วยเพิ่มค่าการสะท้อนในช่วงเนียร์อินฟาเรด และการทดสอบความเสถียรของตัวอย่างภายใต้ความชื้นพบว่ามีการเปลี่ยนเฉดสีเพียงเล็กน้อย และเกิดการเปลี่ยนเฉดสีอย่างมากในสภาวะกรด

การป้องกันการเกิดออกไซด์ของโลหะดีบุกผสมบิสมัท 1% โดยน้ำหนัก, ภควัต พลมณี

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การเกิดฟิล์มออกไซด์ในดีบุกผสมบิสมัท 1% โดยน้ำหนักบนแผ่นขัดเงาจากปรากฎการณ์ออกซิเดชัน ทำให้ประสิทธิภาพของผงขัดบนแผ่นขัดเงาลดลง เพื่อให้ทราบถึงอัตราการเกิดออกซิเดชันในสภาวะที่ถูกจำกัดปัจจัยการเกิดฟิล์มออกไซด์คือ ออกซิเจนในรูปแบบต่าง ๆ เช่น ความชื้นในอากาศเป็นต้น จึงได้ทำการหาอัตราการเกิดออกไซด์ที่เกิดขึ้นโดยเทคนิคทางเคมีไฟฟ้า และทำการหาชนิดของฟิล์มที่เกิดขึ้นด้วยเทคนิคโฟโตอิเล็กตรอนสเปกโตสโกปี ปัจจัยที่ส่งผลในการเกิดออกซิเดชันที่ได้ศึกษาในงานวิจัยชิ้นนี้คือ เวลา และสิ่งแวดล้อมที่จำกัดออกซิเจนที่อุณหภูมิห้อง ผลของการทดสอบออกซิเดชันมีดังนี้ ในบรรยากาศปกติความชื้น 28%-35% พบการเกิดออกซิเดชันที่เป็นไปตามกฎของพาราโบลาที่มีสมาการคือ x = 8.7041t0.14 โดยที่ x คือความหนาของฟิล์มและ t คือเวลาที่ใช้ทดสอบออกซิเดชัน ในบรรยากาศแก๊สอาร์กอน, สุญญากาศ, บิวเทน และที่ห่อด้วยพลาสติก ไม่ได้ถูกจำกัดด้วยกฎพาราโบลา และมีแนวโน้มที่ฟิล์มจะมีความหนาน้อยกว่า แต่ต้องการเวลาในการทำการทดสอบมากกว่านี้เพื่อให้ได้ผลและแนวโน้มอัตราที่ชัดเจน ในการวิเคราะห์ผลจากเทคนิคโฟโตอิเล็กตรอนสเปกโตสโกปีในชิ้นงานที่ผ่านการทำออกซิเดชันในสุญญากาศและที่จัดเก็บด้วยการห่อพลาสติก พบว่าทั้งสองชิ้นงานโดยรวมแล้วมีชนิดของฟิล์มออกไซด์เป็นแบบเดียวกัน โดยจะประกอบไปด้วยไอออนของสารประกอบ SnO, SnO2, Sn(OH)2 และ Sn(OH)4 ซึ่งจากผลการทดลอง จะได้แบบจำลองของชั้นฟิล์มออกมาเป็นชั้น ๆ คือ ชั้นที่ 1 เป็นผิวนอกสุดมีออกไซด์ SnO2 และ Sn(OH)4 อยู่เป็นกลุ่มก้อนไม่สม่ำเสมอ (คลัสเตอร์) ชั้นที่ 2 เป็น SnO และ Sn(OH)2 ชั้นที่ 3 เป็น SnO2 และ Sn(OH)4

Effect Of Retarders On Geopolymerization Process Of Fly Ash-Based Geopolymer, Naritsara Toobpeng

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This study aims to investigate the effect of additives on the geopolymerization of the fly ash-based geopolymer. The ratios of sodium silicate and sodium hydroxide (S/NX and solid FA to activator (F/L) were observed by varying the S/N at 1.0-2.5 wt.% and the F/L at 0.5-3.3 wt%. Results demonstrated that the highest strength was given by the S/N and F/L at 1.0 and 2.0, respectively. These ratios were used to study the effect of fourteen additives of the setting times of geopolymer pastes. Each additive was incorporated into the pastes by two mixing methods including wet and dry-mixing. The pastes …

3d Printing Of Hydroxyapatite/Polyhydroxyalkanoate-Based Composites, Warrayut Kanabenja

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This thesis focuses on developing bio-based 3D printing feedstocks for biomedical applications, such as bone scaffolds and soft tissue. However, their utility is limited by a narrow processing window which challenges manipulating filament size. These issues result in discontinuous flow and incomplete deposition of melted PHB. In part one, PHB and PHBV were blended with PLA and PBAT to enhance their processability and printability. The polymer blends exhibited lower crystallization temperature and degree of crystallinity. Assessing their 3D printability, neat PHB and PHBV filaments experienced, poor flow during extrudate deposition, and significant warping, leading to 3D printing failures. The blends …

Carrier Transport Engineering In Wide Bandgap Semiconductors For Photonic And Memory Device Applications, Ravi Teja Velpula

Dissertations

Wide bandgap (WBG) semiconductors play a crucial role in the current solid-state lighting technology. The AlGaN compound semiconductor is widely used for ultraviolet (UV) light-emitting diodes (LEDs), however, the efficiency of these LEDs is largely in a single-digit percentage range due to several factors. Until recently, AlInN alloy has been relatively unexplored, though it holds potential for light-emitters operating in the visible and UV regions. In this dissertation, the first axial AlInN core-shell nanowire UV LEDs operating in the UV-A and UV-B regions with an internal quantum efficiency (IQE) of 52% are demonstrated. Moreover, the light extraction efficiency of this …

Damage Stability Study Of A 500 Dw Ro-Ro Ferry Vessel, Zulfaidah Ariany, Budhi Santoso, Sarwoko Sarwoko, Nauval Abdurrahman Prasetyo

Makara Journal of Technology

The development of the crossing transportation industry is currently increasing in the island areas. The use of Ro-Ro type ferry boats is extremely efficient in moving people, goods, and vehicles. The current research focuses on the damage stability of the 500 DWT Ro-Ro ferry, which aims to meet the needs of the Ro-Ro ferry in the archipelago area. The previously existing initial design of a barge hull with a main size Lpp = 40.15 m, B = 12 m, H = 3.2 m, and T = 2.15 m was used to analyze the damage stability condition further. First, the drawings …

Application Of Artificial Intelligence To Lithium-Ion Battery Research And Development, Zhen-Wei Zhu, Jing-Yi Qiu, Li Wang, Gao-Ping Cao, Xiang-Ming He, Jing Wang, Hao Zhang

Journal of Electrochemistry

Lithium-ion batteries (LIBs) have become one of the best solutions to the energy storage issue in modern society. However, the battery materials and device development are both complex, and involve multivariable problems. Traditional trial-and-error approach, which relies on researchers to conduct experiments, has encountered bottlenecks in the improvement of the battery performance. Artificial intelligence (AI) is the most potential technology to deal with this issue due to its powerful high-speed and capabilities of processing massive data. In particular, the capability of machine learning (ML) algorithms in assessing multidimensional data variables and discovering patterns in the sets are expected to assist …

Advances On Composite Cathodes For Lithium-Sulfur Batteries, Xi-Yao Li, Chang-Xin Zhao, Bo-Quan Li, Jia-Qi Huang, Qiang Zhang

Journal of Electrochemistry

Lithium-sulfur (Li-S) batteries are deemed as high-promising next-generation energy storage technique due to their ultrahigh theoretical energy density, where the sulfur cathodes with high specific capacity guarantee the energy density advantage and directly determine the battery performances. After decades of exploration, the most promising sulfur cathodes are sulfur/carbon composite (S/C) cathodes and sulfurized polyacrylonitrile (SPAN) cathodes. In this manuscript, recent advances on S/C and SPAN cathodes in Li-S batteries are comprehensively reviewed. The electrochemical reaction circumstances on S/C and SPAN cathodes are firstly introduced and compared to reveal the working mechanisms of the two types of Li-S batteries. The S/C …

Multi-Electron Reaction-Boosted High Energy Density Batteries: Material And System Innovation, Rui-Qi Guo, Feng Wu, Xin-Ran Wang, Ying Bai, Chuan Wu

Journal of Electrochemistry

The continuous development of the global energy structure transformation has put forward higher demands upon the development of batteries. The improvements of the energy density have become one of the important indicators and hot topic for novel secondary batteries. The energy density of existing lithium-ion battery has encountered a bottleneck due to the limitations of material and systems. Herein, this paper introduces the concept and development of multi-electron reaction materials over the past twenty years. Guided by the multi-electron reaction, light weight electrode and multi-ion effect, current development strategies and future trends of high-energy-density batteries are highlighted from the perspective …

Carbon-Al Interface Effect On The Performance Of Ionic Liquid-Based Supercapacitor At 3 V And 65 OC, Zhen-Zhen Ye, Shu-Ting Zhang, Xin-Qi Chen, Jin Wang, Ying Jin, Chao-Jie Cui, Lei Zhang, Lu-Ming Qian, Gang Zhang, Wei-Zhong Qian

Journal of Electrochemistry

Ionic liquid (IL) electrolyte-based supercapacitors (SCs) have advantages of high operating voltage window, high energy density and nonflammability, as compared to conventional acetonitrile-based organic electrolyte SCs, and are typically suitable for the large-scale energy storage in the era of carbon neutrality full of renewable, but unstable electricity. However, current efforts were concentrated on the study with coin-cell type of IL-SCs, and less has been reported on the pouch type of IL-SCs for a long cycling time yet. To fabricate a reliable SC for the life time test or for the accelerated aging test under high temperature, one should concern the …

Preparation Of Highly-Cyclized Sulfurized Polyacrylonitrile For Lithium-Sulfur Batteries, Xuan Ji, Jia-Yu Wang, An-Bang Wang, Wei-Kun Wang, Ming Yao, Ya-Qin Huang

Journal of Electrochemistry

Sulfurized polyacrylonitrile (SPAN) is regarded as an attractive cathode candidate of lithium-sulfur (Li-S) batteries for its non-dissolution mechanism and effective alleviation of polysulfides shuttling issue in Li-S batteries, displaying high utilization of cathode active material, outstanding cycle stability and structural stability. However, the relation between cyclization degree and cycle stability of SPAN is still unveiled. In this work, SPAN-C-V composites were synthesized by co-introduction of CuSO₄ and zinc n-ethyl-n-phenyldithiocarbamate (ZDB) in the co-heating of sulfur and polyacrylonitrile. The co-introduction of CuSO₄ and ZDB reduced the cyclization reaction onset temperature of PAN while increased the C—C/C=C within SPAN-C-V, thus …