• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.08a
• /
• pp.194-195
• /
• 2012

박막 실리콘 태양전지에 입사한 빛 중 흡수층인 진성 비정질 실리콘층(i-a-Si)에 흡수된 빛은 출력으로 변환되나, 기타의 층에서 흡수된 빛은 손실 성분이 된다. 이 중 흡수 손실이 큰 층은 도핑 층(p-a-SiC 및 n-a-Si)들인데, 이 들의 흡수 손실을 측정된 광학함수를 이용해 계산해 보면 Fig. 1과 같이 나타난다. p-a-SiC은 광 입사부에 위치하여 단파장 영역의 흡수 손실을 일으키고, n-a-Si 은 태양전지의 후면에 위치하여 장파장 영역의 흡수손실을 일으킨다. 이러한 도핑층에서의 흡수 손실을 제거 또는 개선하기 위해 도핑층의 재료를 기존 재료보다 광학적 밴드갭이 큰 재료로 대체하여 개선하는 방안에 대해 논하고자 한다. 금속 산화물의 밴드갭은 실리콘 화합물에 비하여 대체로 큰 값을 가지기 때문에 이를 기존의 실리콘 화합물 대신으로 사용한다면 광학적 흡수 손실을 효과적으로 줄일 수 있다. 단, 이때 태양전지의 광 전압을 결정하는 인자가 p층과 n층 사이의 일함수 차이에 해당하므로, p층의 대체층으로 사용 가능한 금속 산화물은 일함수가 큰(＞5 eV) 재료 중에서 선택하는 것이 적합하며, n층의 대체층으로 사용 가능한 금속 산화물은 일함수가 작은(＜ 4.2 eV) 재료 중에서 선택하는 것이 적합하다. Table 1에서 p층과 n층 대체용 금속산화물의 후보들을 정리하였다. 먼저 도핑층에서의 광 흡수가 광손실이 될 수 밖에 없는 물리적 근거에 대해서 논하고, 그 실험적인 증명을 제시한다. 이러한 개념을 바탕으로 도핑층의 내부 전기장의 방향을 제어하여 전자-정공쌍을 분리 수집하는 방법을 실험적으로 구현하였다. 이어서 금속 산화물을 부분적으로 대체하여 흡수 손실을 개선하는 방안을 제시한다. WOx, NiOx, N doped ZnO 등을 적용하여 그 효과를 비교 검토하였다. 끝으로 금속산화믈 대체 또는 쇼트키 접합을 적용하여 도핑층의 광 흡수를 줄이고 효율을 향상하는 방안을 제시한다. 그 사례로서 WOx, MoOx, LiF/Al의 적용결과를 살펴보고 추가 개선방안에 대해 토의할 것이다. 결론적으로 광학적 밴드갭이 큰 재료를 도핑층 대신 사용하여 흡수 손실을 줄이는 것이 가능하다는 것을 알 수 있고, 이 때 일함수 조건이 만족이 되면 광 전압의 손실도 최소화할 수 있다는 점을 확인할 수 있었다. 현재까지 연구의 한계와 문제점을 정리하고, 추가 연구에 의한 개선 가능성 및 실용화 개발과의 연관관계 등을 제시할 것이다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
• /
• 1993.04b
• /
• pp.49-52
• /
• 1993

금속의 가공공정에 있어 중요한 인자중의 하나인 재료의 연성은 환경뿐만 아니라 주변압력에 따라 변화한다는 사실이 20세기에 들어 여러 연구자들에 의해 밝혀졌고 1950년대 Birdgman에 의해 최초로 실험적인 방법으로 증면되었다. 재료의 이와같은 현상을 압력유도연성이라 하는데 이는 주변압력이 재료 내부에서의 공동발생 및 그 성장에 관계하기 때문인 것으로 알려졌다. 공동의 합체 및 성장은 연성파괴의 전체조건이 되므로 이를 억제하면 성형성 및 연성이 증가됨을 알 수 있다. 금속의 압력 유도 연성을 이용한 가공방법을 가압금속형형이라 한다. 최근에 가압금속형의 범주는 크게늘고 있 는데 특히, 성형,블랭킹, 분말야금법 등에 널리 이용되고 있다. 정수압의 크기에 다른전단면의 상태 변화 즉, 소성 변형능에 관한 연구는 Fine-Blanking가공이론에 적용, 해석되고 있다.

• The Science & Technology
• /
• v.27 no.10 s.305
• /
• pp.79-80
• /
• 1994

• 기계와재료
• /
• v.22 no.3
• /
• pp.96-109
• /
• 2010

자동차는 다양한 형상과 기능을 가진 부품소재의 집합체라 할 수 있다. 자동차의 고출력화에 의한 연비향상과 각국의 환경규제 강화 요건을 충족시키기 위해 자동차 엔진의 작동온도와 이에 따른 배기가스의 온도가 꾸준히 높아지는 추세이다. 따라서 고온재료의 선택과 사용이 보다 중요해 지고 있다. 자동차에 사용되는 고온 부품은 설계사양에 맞추어 그리고 경제적인 측면을 고려하여 내열재료를 사용하는 방법과 표면처리를 하는 두 가지 방법이 주로 채택되고 있다. 내열재료를 사용하는 대표적인 부품은 엔진을 구성하는 부품과 연소실로부터 나오는 고온 고압의 배기가스가 이동하는 배기계 부품이다. 엔진을 구성하는 부품 중에는 냉각수에 의해 온도가 제어되는 부분은 경제적인 소재가 사용되나 밸브와 같은 부품은 고온재료가 채용된다. 가장 높은 온도에서 사용되는 배기계 부품에는 경제성이 감안되면서도 높은 열적, 기계적 안정성이 동시에 요구되고 있다. 전통적으로 배기부품에는 구상흑연주철이 널리 사용되어 왔고 현재에도 원가 측면의 강점을 이용해 대부분의 차량에 적용되고 있으나 일부 고출력, 고배기량 엔진의 경우에는 주철의 한계온도 이상의 배기온도가 요구되어 스테인리스 강을 도입하고 있다. 또한 내열 타이타늄 합금, 금속간화합물과 같은 고온재료가 개발됨에 따라 고가의 차종에는 신재료가 이들 부품으로 채용되고 있다. 이 글에서는 배기계 부품의 설계적인 요소에 의한 열적, 기계적 측면의 내구 특성을 살펴보고, 이들 부품에 보편적으로 적용되는 고온 금속재료의 종류 및 기계적 특성을 소개하였다. 아울러 미래의 환경친화적 자동차용 고온 부품을 개발하기 위하여 연구되고 있는 Super Si+MO, 스테인리스 강, TiAl, 고온 타이타늄 합금 등과 같은 자동차 내열 부품으로 사용되는 신소재의 연구개발 동향에 관하여 기술하였다.

• Korean Journal of Metals and Materials
• /
• v.49 no.9
• /
• pp.686-691
• /
• 2011

To develop creep resistant die-cast Mg alloys, various alloying elements, including Ca, Ce, and Sr, were added to a Mg-Al alloy. The AXE710 alloy was produced on a 320 ton high-pressure die casting machine. The microstructure and creep properties of the alloy were examined. The creep behavior was investigated at $150^{\circ}C$ for stresses ranging from 50 to 100 MPa. The stress exponent was derived from the relationship between normalized secondary creep rates and compensated effective stresses. It was found to be 4.9, indicating that the dislocation climb is a dominant creep mechanism.

• Journal of Welding and Joining
• /
• v.10 no.4
• /
• pp.39-43
• /
• 1992

용접은 자동차, 중공업, 조선, 건설, 항공 등 주요 기간산업의 기반기술로서, 금속가공분야 가운데 특히 접합부문에 특별한 의미를 내포하고 있다. 그러나 기반기술로서의 중요성도 불구하고 국 내산업전반에서의 용접은 비교적 낙후된 모습을 보이고 있는 것이 부인할 수 없는 실정이다. 용접이란, 금속가공의 일개공정을 의미하는 용어로 간단히 정의될 수 있지만 용접공정이 원만히, 성공적으로 수행되기 위한 준비되고 연구되어야 할 분야는 매우 복잡하고 다양한 양상을 띄고 있는데 우선, 모재와 용가재를 용해하기 위한 열원으로서는 전기에너지, 화학연소 에너지, LASER, 가속전자, PLASMA가 응용되고 있으며 그 에너지를 유효하게 용접에 이용하기 위한 주변장치로서는 TORCH, JIG, 각종 전자적 SENSOR각 활용되고 있다. 또한, 모재의 재질에 따른 용접재료와 소모성자재의 선택이 부수적으로 따르게 되어 각각의 분야에는 그 특성에 준 하는 학문적 이론이 광범위하게 적용되고 있다. 각종 구조물 제작이 용접의 최종적인 목적이라고 할 때, 제작에 따른 재료와 모재형상, 그리고 각종 기능적 요구에 부합하기 위한 열원, 재료, 용접방법, 검사방법등의 선택은 종합적인 학문적 이론과 실제적 응용이 뒷받침 돼야 함을 전제 로써, 본고에는 용접전반의 문제중, 전기용접기기 및 용접관련 자동화 설비의 현주소 파악과 문 제의 접근측면에서만 간단히 기술하고자 한다.

• 기계와재료
• /
• v.22 no.2
• /
• pp.6-18
• /
• 2010

금속자원의 supercycling에 능동적으로 대처하기 위해 고가-희소 금속원소 절약형 합금 개발의 필요성이 대두되었고, 이를 위해 침입형 원소의 활용, 친환경 저가원소로의 대체 등을 통해 가격경쟁력을 높이고, 고성능화를 구현할 수 있는 재료설계 기술 개발이 활발히 이루어지고 있다. 질소와 탄소 등의 침입형 원소를 적극적으로 활용한 스테인리스강 개발은 환경 및 에너지 문제에 대응하기 위한 핵심원천기술로서, 선진 철강사를 중심으로 신합금 개발, 제조공정 최적화, 고성능 구현을 위한 물성향상 기술 등 다각도로 연구가 진행되고 있다. 본고에서는 침입형 원소 첨가가 스테인리스강의 고기능화에 미치는 영향과 침입형 원소를 활용한 스테인리스 합금 개발 및 관련 기술개발 동향에 대해 살펴보았다.

• The Safety technology
• /
• no.112
• /
• pp.64-69
• /
• 2007

• The Safety technology
• /
• no.118
• /
• pp.64-69
• /
• 2007

• The Safety technology
• /
• no.91
• /
• pp.84-89
• /
• 2005