Metallurgy Commons^™

Development Of An Undergraduate Welding Laboratory For Research And Education, Hamid Eisazadeh, Alok K. Verma

Engineering Technology Faculty Publications

The shortage of welders in Hampton Roads area, where many shipyards are located, is becoming severe for shipbuilding in coming years. Many welding engineers graduated from universities located out of state, tend to go back to companies near their home, after receiving couple years of welding experience at Hampton Roads shipyards. Therefore, it is critical to train local welders. In order to address the welding workforce needs of Hampton Roads, the Department of Engineering Technology at Old Dominion University has recently launched an initiative for developing a laboratory for welding processes (LWP) for supporting educational and research activities in its …

Morphology Control Of One-Dimensional Gallium Nitride Nanostructures By Modulating The Crystallinity Of Sacrificial Gallium Oxide Templates, Yun Taek Ko, Mijeong Park, Jingyeong Park, Jaeyun Moon, Yong Ho Choa, Young In Lee

Mechanical Engineering Faculty Research

In this study, we demonstrated a method of controllably synthesizing one-dimensional nanostructures having a dense or a hollow structure using fibrous sacrificial templates with tunable crystallinity. The fibrous ga2o3 templates were prepared by calcining the polymer/gallium precursor nanofiber synthesized by an electrospinning process, and their crystallinity was varied by controlling the calcination temperature from 500oC to 900oC. gaN nanostructures were transformed by nitriding the ga2o3 nanofibers using NH3 gas. All of the transformed gaN nanostructures maintained a one-dimensional structure well and exhibited a diameter of about 50 nm, but their morphology was clearly distinguished according to the crystallinity of the …

Direct Energy Deposition Of Mo Powder Prepared By Electrode Induction Melting Gas Atomization, Goo Won Roh, Eun Soo Park, Jaeyun Moon, Hojun Lee, Jongmin Byun

Mechanical Engineering Faculty Research

Molybdenum (Mo) is used to form a barrier layer for metal wiring in displays or semiconductor devices. Recently, researches have been continuously attempted to fabricate Mo sputtering targets through additive manufacturing. in this study, spherical Mo powders with an average particle size of about 37 um were manufactured by electrode induction melting gas atomization. Subsequently, Mo layer with a thickness of 0.25 mm was formed by direct energy deposition in which the scan speed was set as a variable. According to the change of the scan speed, pores or cracks were found in the Mo deposition layer. Mo layer deposited …

Recovery Of Phosphorus From Florida Phosphatic Waste Clay, Amir Eskanlou

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

This MS thesis examines the recovery of phosphorus (P) from Florida waste clay (WC). A comprehensive literature review revealed that: (i)-The most important values being lost to WC are P and rare earth elements (REEs). For the recovery of these values from WC, two crucial attempts are the removal of extremely fine-sized clays, followed by the recovery of phosphate content, which can pave the path for the recovery of REEs; (ii)-Any scientific/ technological solution should, at the same time, be economically and environmentally attractive to the industry. As such, moving from mostly chemical separation processes to the primarily physical/ physicochemical …

Anaerobic Reductive Bioleaching Of Manganese Ores, Neha Sharma

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

The increasing demand of manganese in the industries and various hindrances in its production from low grade ores by conventional method has made it imperative for researchers around the world to develop a method of manganese extraction from low grade ores that is both environment friendly and economical. Bioleaching has shown significant potential in manganese extraction and efficiencies of extraction have been found to be 70-98% with the help of various bacteria and fungi.

This study focuses on extraction of manganese with the help of mixed bacterial strains that have been collected from their natural anaerobic environment. The extraction of …

ผลของความหยาบผิวของโลหะผสม Ti-6al-4v ที่ขึ้นรูปด้วยวิธีการพิมพ์สามมิติต่อลักษณะทางสัณฐานวิทยาของท่อนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์และความต้านทานการกัดกร่อน, ปาณิสรา พุทธสุวรรณ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

นอกจากวัสดุไทเทเนียมจะนิยมนำมาใช้เป็นวัสดุทดแทนกระดูกหรือข้อต่อที่เสียหายเนื่องจากมีสมบัติที่ดีในเรื่องของความแข็งแรงสูง มีความต้านทานการกัดกร่อนสูงและมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพแล้ว การสร้างท่อนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ก็ใช้กันอย่างแพร่หลายในการปรับสภาพผิววัสดุเช่นกัน เนื่องจากช่วยส่งเสริมการยึดเกาะของเซลล์และให้การตอบสนองของเซลล์ได้ดีกว่าพื้นผิวโลหะเอง แม้มีการศึกษาหลายชิ้นได้รายงานความสัมพันธ์ระหว่างท่อนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์กับอัตราการเชื่อมประสานของเซลล์ แต่อย่างไรก็ตามอัตราการกัดกร่อนของชั้นท่อนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ภายใต้สภาวะการใช้งานนั้น ๆก็มีความจำเป็นที่ต้องศึกษาเช่นกัน ในงานนี้เราได้ศึกษาผลจากการปรับสภาพผิวที่ถูกเตรียมด้วยเงื่อนไขต่าง ๆ ต่อพฤติกรรมการกัดกร่อนของวัสดุ Ti-6Al-4V และลักษณะทางสัณฐานวิทยาของชั้นท่อนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ซึ่งการศึกษาจะแบ่งเป็น 2 กลุ่มคือกลุ่มที่ทำการปรับสภาพผิวด้วยการขัดและกลุ่มที่ทำการปรับสภาพผิวด้วยการขัดต่อด้วยการแอโนไดซ์ โดยจะทำการวัดความหยาบพื้นผิวที่เตรียมได้ก่อนการแอโนไดซ์โดยเครื่องวัดความหยาบผิวและศึกษาลักษณะพื้นผิวหลังแอโนไดซ์ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดและศึกษาพฤติกรรมการกัดกร่อนในสารละลายฟอตเฟสบัฟเฟอร์ซาลีนโดยเทคนิคโพเท็นชิโอไดนามิกโพลาไรเซชัน ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าก่อนการแอโนไดซ์ความหยาบผิวที่เตรียมได้ไม่มีความสัมพันธ์กับอัตราการกัดกร่อนโดยตรง แต่อย่างไรก็ตามหลังจากแอโนไดซ์พบว่าความหยาบผิวตั้งต้นจากการเตรียมผิวก่อนแอโนไดซ์มีผลต่อลักษณะการเกิดท่อนาโนไทเทเนียมไดออกไซด์ รวมถึงอัตราการกัดกร่อนมีความสัมพันธ์กับขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ค่าส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางท่อและลักษณะการเรียงตัวของท่อที่เกิดขึ้น

ผลของอุณหภูมิและเวลาการอบอ่อนที่มีต่อโครงสร้างและประสิทธิภาพการกักเก็บประจุสังกะสีไอออนของผงทังสเตน, กอกฤษต สองเมือง

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

แบตเตอรี่สังกะสีไอออนแบบชาร์จได้ (ZIB) ถือเป็นหนึ่งในอุปกรณ์กักเก็บพลังงานที่น่าสนใจ เนื่องจากมีคุณสมบัติด้านความปลอดภัยและคุ้มค่าของราคา อย่างไรก็ตาม งานวิจัยศึกษาวัสดุแคโทดของแบตเตอรี่ ZIB เพื่อให้ได้แบตเตอรี่ที่มีความจุสูงและหมุนเวียนนั้นยังมีไม่แพร่หลาย ดังนั้นการศึกษาวัสดุแคโทดยังคงต้องการการศึกษาเพิ่มเติม ในงานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาขั้วแคโทดสำหรับใช้ในแบตเตอรี่ ZIB โดยใช้ทังสเตนออกไซด์เป็นวัสดุแคโทดสำหรับ ZIB จากงานวิจัยพบว่าขั้วแคโทดทังสเตนออกไซด์ให้ค่าความจุของแบตเตอรี่อยู่ที่ 158 mA h g-1 ณ กระแส 0.1A g-1 อีกทั้งมีประสิทธิภาพการใช้ซ้ำที่ 96% ในการทดสอบจนถึง 1,000 รอบ และมีค่าความหนาแน่นของพลังงานที่โดดเด่น อยู่ที่ 102Wh kg-1 ที่ 116 W kg-1 นอกจากนี้ งานวิจัยนี้ยังแสดงให้เห็นภาพจำลองกลไกในการแทรกตัวของสังกะสีไอออน Zn2+ แบบย้อนกลับในโครงสร้างขั้วแคโทด ดังนั้นงานวิจัยนี้ถือเป็นแนวทางการศึกษาและออกแบบเพื่อใช้ทังสเตนออกไซด์เป็นขั้วแคโทดในแบตเตอรี่ ZIB ที่มีสมรรถนะสูง

การผลิตโฟมอะลูมิเนียมโดยใช้ลูกบอลเกลือที่ออกแบบเป็นตัวสร้างรูพรุน, จุฑานนท์ บุญประเสริฐ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษากระบวนการผลิตโฟมอะลูมิเนียมที่มีโครงสร้างรูพรุนแบบเปิดด้วยการใช้ลูกบอลเกลือเป็นตัวสร้างรูพรุนรวมถึงสมบัติทางกลของโฟมอะลูมิเนียม โดยเริ่มต้นศึกษาการผลิตและสมบัติของลูกบอลเกลือซึ่งมีรูปร่างทรงกลม โดยเลือกใช้ลูกบอลเกลือเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 mm และอะลูมิเนียมผสมเกรด ADC 12 เพื่อนำไปผลิตโฟมอะลูมิเนียมด้วยวิธีการหล่อแบบแทรกซึมที่ใช้ความดันที่อุณหภูมิ 650 และ 700°C โดยใช้แรงดันจากแก๊สอาร์กอน 1 และ 2 bar และใช้ระยะเวลาหลอม 10 และ 30 นาที ผลการศึกษาสมบัติของลูกบอลเกลือพบว่าโครงสร้างจุลภาคของลูกบอลเกลือหลังการเผาผนึกมีความเป็นเนื้อเดียวกันมากขึ้น ส่งผลให้ความแข็งแรงอัดของลูกบอลเกลือสูงขึ้น กระบวนการผลิตนี้สามารถผลิตโฟมอะลูมิเนียมที่มีรูพรุนแบบเปิดได้ ซึ่งโครงสร้างของชิ้นงานโฟมจะมีโพรงอากาศขนาดใหญ่เนื่องจากการแทรกซึมของน้ำโลหะอะลูมิเนียมเพียงบางส่วนในชิ้นงานเมื่อใช้อุณหภูมิ 650°C ความดัน 1 bar และเวลา 10 นาที โครงสร้างจุลภาคของชิ้นงานโฟมประกอบด้วยเนื้อพื้นเมตริกซ์อะลูมิเนียมที่มีเฟสซิลิกอนกระจายตัวอยู่ นอกจากนี้ ความแข็งแรงอัดของโฟมอะลูมิเนียมขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ แรงดัน และเวลาที่ใช้ในการผลิต โดยที่อุณหภูมิ 700°C ชิ้นงานส่วนใหญ่มีความแข็งแรงจุดครากสูงกว่าชิ้นงานที่อุณหภูมิ 650°C และส่งผลให้การดูดซับพลังงานของชิ้นงานใกล้เคียงกันมากขึ้น เช่นเดียวกับการเพิ่มแรงดันจาก 1 เป็น 2 bar ในขณะที่ระยะเวลาในการหล่อชิ้นงานส่งผลให้ความแข็งแรงจุดครากของชิ้นงานใกล้เคียงกันมากขึ้น และทำให้การดูดซับพลังงานของชิ้นงานสูงขึ้น เมื่อเพิ่มระยะเวลาการหล่อจาก 10 เป็น 30 นาที

การศึกษาผลของการเจือซิลิกอนในกระบวนการอะลูมิไนซิงแบบผงโดยใช้ผงซิลิกอนไดออกไซด์ต่อโครงสร้างจุลภาค และพฤติกรรมการเกิดออกซิเดชันของชั้นสารประกอบเชิงโลหะนิกเกิล-อะลูมิเนียมบนโลหะผสมพิเศษ In800ht, ณัฐพงษ์ หนันต๊ะ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในงานวิจัยนี้ศึกษาผลของเติม SiO2 ในกระบวนอะลูมิไนซิงแบบผงชนิด high-activity โลหะผสมพิเศษ IN800HT ที่มีการเจือซิลิกอนในช่วง 0-37.5 at% อ้างอิงจากสัดส่วนของซิลิกอนที่ได้และอะลูมิเนียมที่เหลือจากปฏิกิริยารีดักชัน โดยวิเคราะห์ผ่านโครงสร้างจุลภาค องค์ประกอบทางเคมี และชนิดของสารประกอบอะลูมิไนด์ของชั้นเคลือบที่เกิดขึ้นจากการเตรียมที่อุณหภูมิ 1000 °C เป็นเวลา 4 ชั่วโมง จากการทดลองพบว่า ชั้นเคลือบของตัวอย่างที่ไม่มีการเจือซิลิกอนประกอบไปด้วย 3 ชั้นย่อย คือ (i) ชั้นนอกที่ของผสมระหว่างสารประกอบอะลูนิไนด์ที่มีความเข้มข้นของอะลูมิเนียมสูง (ii) ชั้นกลางที่มีสารประกอบอะลูมิไนด์ hyperstoichiometric β-(Fe,Ni)Al เป็นหลัก และ (iii) ชั้น interdiffusion zone (IDZ) ที่เป็นชั้นในสุด ซึ่งบ่งบอกถึงการแพร่ของอะลูมิเนียมเข้าไปในโลหะผสมพิเศษ IN800HT ความหนาของแต่ละชั้นย่อยได้รับผลกระทบจากปริมาณ SiO2 ที่เติมลงไป การละลายของซิลิกอนในสารประกอบอะลูมิไนด์มีปริมาณน้อยกว่า 5 at.% เมื่อมีการเจือซิลิกอนในปริมาณสูงขึ้น จะเกิดการแยกตัวของซิลิกอน (Si segregation) บริเวณชั้น IDZ หรือพื้นที่แยกตัวในชั้นกลางของตัวอย่างที่มีการเจือซิลิกอน การเจือซิลิกอนในกระบวนการอะลูมิไนซิงแบบผงโดยใช้ซิลิกอนไดออกไซด์ประสบความสำเร็จเนื่องจากการลดลงของ thermodynamic activity ของ Al สำหรับการทดสอบ cyclic oxidation ที่อุณหภูมิ 1,000°C ภายใต้สภาวะบรรยากาศอากาศแห้งเป็นระยะเวลา 104 ชั่วโมง พบว่า ตัวอย่างที่มีการเจือซิลิกอนมีการเพิ่มขึ้นของน้ำหนักต่ำกว่าตัวอย่างที่ไม่มีการเจือซิลิกอน พฤติกรรมการเกิดออกซิเดชันแบบ sub-parabolic growth เกิดขึ้นในกรณีของ (1) โลหะผสมพิเศษ IN800HT (3) ตัวอย่างที่ไม่มีการเจือซิลิกอน และ (3) เจือซิลิกอนในปริมาณ 37.5 at% มี ในขณะที่ตัวอย่างที่มีการเจือซิลิกอน 12.5 at% และ 25.0 at% มีพฤติกรรมการเกิดออกซิเดชันแบบ linear growth เป็นหลัก

Viability Of A Proposed Transparent Fluid Model For Analog Metal Casting Filling Process, Andres Segura Irazoqui

Dissertations and Theses @ UNI

This research work was conducted to develop a proposed transparent fluid model to mimic dross formation and dispersion in metal castings during the mold filling process. The major cause for dross formation includes the air entrainment, surface turbulence, and bubbles, which create oxide films inside the molten metal. The oxide films are trapped inside the casting after solidification causing detrimental effects on the mechanical properties of the casting.

The objective of the investigation was to explore the feasibility using phenolic urethane as a transparent fluid material to investigate air entrainment mechanism. The experimentation consists of the following materials: the phenolic …

The Investigation Of The Underlying Microstructure Associated With Fracture Features In 6061 Cold Sprayed Aluminum, Justin White

UNF Graduate Theses and Dissertations

Cold gas dynamic spraying commonly known as cold spray is a process currently used for restoration, re-tolerancing, and application of coatings. With additional resources allocated towards the development of a through process model aimed at predicting the properties of bulk material produced via the Cold Spray process, more lab testing and investigation must be done to capture the effects of the varying microstructure in CS materials. The properties of ultra-fine-grained materials are derived from data collected from coarse grained materials and processes that do not accurately capture the effects as elevated strain rates and ultra-fine-grained materials. The lack of property …