• Corrosion Science and Technology
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• v.18 no.1
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• pp.24-32
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• 2019

The effects of zinc coating and heat treatment on the corrosion resistance of aluminum alloys including A1100 and the modified A3003, used as heat exchanger tube were investigated in this study. The grain size of the heat-treated specimen is larger than that of the specimen without heat treatment, but the grain size did not significantly affect the corrosion behavior. The concentration of zinc was noted at 11.3 ~ 31.4 at.% for the as-received Zn-coated samples and reduced to 1.2 ~ 2.4 at.% after the heat treatment, as measured by the scanning electron microscopy (SEM) with an energy dispersive spectrometer (EDS) on the surface. The concentration of oxygen is 22 ~ 46 at.% for the zinc coated specimens while noted at 7.4 ~ 12.8 at.% for the specimens after the removal of the coating. The corrosion behavior depended largely on the concentrations of zinc, aluminum, and oxygen on the specimen surface, but not on the Mo content. The corrosion potential was high and the corrosion rate was low for a specimen with a low zinc content, a high aluminum content, and a high oxygen content.

• Transactions of Materials Processing
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• v.31 no.2
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• pp.57-63
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• 2022

The current study performed formability analysis of a heat exchanger separator for an electric vehicle to apply a high-strength aluminum sheet based on parametric analysis. Mechanical properties for sheet metal forming simulation were evaluated by tensile test, bulge test, and Nakajima test. Two-stage crash forming was established by considering the mass production process using conventional low-strength aluminum sheets. In this study, FEM for the two-stage forming process was conducted to optimize the corner radius and height for improving the formability. In addition, the possibility of a one-stage forming process application was confirmed through FEM. The prototype of the sample was manufactured as FEM results to validate the parametric analysis. Finally, this result can provide a one-stage forming process design method using the high-strength aluminum sheet for weight reduction of a heat exchanger separator for an electric vehicle.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.165-165
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• 2017

지난 수 십 년 동안, 전 세계적으로 자원의 소비가 급격히 증가하게 되면서 최근 자원 고갈은 물론 환경오염이 커다란 이슈로 문제가 되고 있다. 이에 따라 재료 관련 분야에 있어서는 보다 효율적이고 친환경적인 방법으로 자원을 활용해야 된다는 필요성이 대두되었고 이와 같은 관점에서 목적하는 성분이 우수하고 환경 친화적인 표면처리 재료 개발연구가 활발하게 진행되고 있는 실정이다. 그 중 플라즈마 전해 산화(Plasma Electrolytic Oxidation, PEO)는 알루미늄, 마그네슘 등의 경금속의 경도를 향상시키고 높은 내마모성, 내식성을 갖게 하는 표면처리로써 그 관심이 증가하고 있다. 이 플라즈마 전해 산화는 일반적으로 공정비용 대비 효과적이고 환경 친화적이며 코팅 성능 면에서 우수하다고 알려져 있다. 이러한 고유한 특성으로 인해 플라즈마 전해 산화 코팅은 최근 몇 년 동안 기계, 자동차, 우주항공, 의학 및 전기 산업 등의 분야에서 그 적용이 점차 증가하고 있는 상황이다. 한편, 플라즈마 전해 산화 코팅을 하는 모재들의 경우 부동태 산화피막을 용이하게 형성할 수 있는 특성의 모재에 한정되고 있어서 그 응용확대에 한계가 있는 것이 사실이다. 따라서 본 연구에서는 플라즈마 전해 산화법을 사용하여 용융알루미늄도금 강판 상에 산화피막 형성을 시도하였다. 전원공급 장치의 양극은 전해질 속에 잠겨있는 작동전극에 연결하고 음극은 대전극 역할을 하는 스테인레스강 전해질 용기에 연결되었다. 전해질은 Sodium Aluminate 및 기타 첨가제를 함유한 것을 사용하였고 온도는 열교환기를 사용하여 $30^{\circ}C$ 이하로 유지되었다. 또한 여기서 전류밀도는 $5{\sim}10A/dm^2$, 실험 주파수는 700Hz, Duty cycle은 30 및 90%의 각 조건에서 공정처리 시간을 각각 30분 및 60분 동안 진행하였다. 이와 같은 조건에서 형성한 막들에 대해서는 주사형전자현미경(SEM)을 이용하여 코팅 막의 표면 및 단면의 모폴로지를 관찰하였음은 물론 EDS 및 XRD 측정을 통하여 원소조성분포 및 결정구조를 각각 분석하였다. 또한 이 코팅 막들에 대한 내식성은 5% 염수분무 환경 중 노출시험(Salt spray test), 3% NaCl 용액에서의 침지 시험 및 전기화학적 동전위 양극분극(Potentiodynamic Polarization) 시험을 진행하여 평가하였다. 이상의 실험결과에 의하면, 제작조건별 플라즈마 전해 산화 코팅 막의 모폴로지 및 결정구조가 상이하게 나타나는 것을 알 수 있었다. 코팅 막의 모폴로지 관찰 결과, 공정 시간에 비례하여 표면에 존재하는 원형 기공의 수는 감소하였으나 그 크기가 커지고 크레이터의 직경 또한 커진 것이 확인되었다. 이 기공은 마이크로 방전에 의해 형성된다고 알려져 있는데 공정 시간이 증가함에 따라 코팅 두께가 점차 증가하여 마이크로 방전의 빈도수가 줄어들고 그 강도는 증가하게 되어 기공 크기가 증가한 것으로 사료된다. 또한 공정시간이 긴 시편에서 표면에 크랙이 다수 존재하는 것으로 확인되었다. 이것은 방전에 의해 고온이 된 소재가 차가운 전해질과 만나게 되어 생긴 큰 온도구배로 인해 강한 열응력이 발생하여 균열을 초래한 것으로 보인다. 조성원소 분석 결과 원형 기공 주변의 크레이터 영역에는 알루미늄이 풍부하였으며 그 주변에 결절상을 갖는 구조에서는 전해질 성분의 원소가 포함되어 있는 것이 확인되었다. 이러한 코팅 막의 표면 특성은 내식성에 영향을 주게 된 원인으로 사료된다. 동전위 분극측정 결과에 의하면 플라즈마 전해 산화 공정 시간이 길어질수록 부식전류밀도가 증가하였다. 이것은 공정시간이 길어짐에 따라 강한 방전이 발생하여 기공의 크기가 증가하고 크랙이 발생하게 되면서 내식성이 저하된 것으로 판단된다. 종합적으로 재료특성 분석 및 내식성 평가를 분석한 결과, 플라즈마 전해 산화의 공정 시간이 너무 길게 되면 오히려 내식성은 저하되는 것이 확인되었다. 이상의 연구를 통하여 고내식 특성을 갖는 플라즈마 전해 산화 막의 유효성을 확인하였으며 용융알루미늄강판 상에 실시한 플라즈마 전해 산화 처리에 대한 기초적인 응용 지침을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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• v.18 no.10
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• pp.800-810
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• 2006

The R-134a flow distribution is experimentally studied for a heat exchanger composed of round headers and 10 flat tubes. The effects of tube protrusion depth as well as mass flux, and quality are investigated, and the results are compared with the previous air-water results. The flow at the header inlet is stratified. For the downward flow configuration, the liquid distribution improves as the protrusion depth or the mass flux increases, or the quality decreases. For the upward configuration, the liquid distribution improves as the mass flux or quality decreases. The protrusion depth has minimal effect. For the downward configuration. the effect of quality on liquid distribution is significantly affected by the flow regime at the header inlet. For the stratified inlet flow, the liquid is forced to rear part of the header as the quality decreases. However, for the annular inlet flow, the liquid was forced to the frontal part of the header as the quality decreased. For the upward flow, the effect of the mass flux or quality on liquid distribution of the stratified inlet flow is opposite to that of the annular inlet flow. The high gas velocity of the annular flow may be responsible for the trend. Generally, the liquid distribution of the stratified inlet flow is better than that of the annular inlet flow. Possible explanation is provided from the flow visualization results.

• Journal of Practical Agriculture & Fisheries Research
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• v.4 no.1
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• pp.119-127
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• 2002

This study was conducted to develop the heat exchanger by utilizing the heat energy of underground water(15℃), which might be used for cooling and heating system of the agricultural facilities. We developed the heat exchanger, parallel type plat fin tube made of Aluminum(Al 6063), which was named Aloo-Heat(No. of The registration design : 0247164, by Korean Intellectual property Office). The fin of exchanger was design of the granulated surface for minimizing fouling factor and dew forms, and also placed parallel to the tube in order to minimized the resistance of flows. 1. Aloo-heat was designed to have 0.03m for inside diameter, 0.036m for outside diameter of tube, 0.0012m for thickness of fin and 0.032m for length of plat fin. 2. t was also designed to have 1.5248m²/m for outside area of heat transfer, 0.0942m²/m for inside area contacting hot liquid, and the ratio (Ra) was 16.1869. 3. Efficiency of the fin was 93 percentage when fin length was 0.032m, and the fin thickness satisfied equation $\frac{h{\rho}}{k}$< 0.2 when it was 0.0012m. 4. According to the performance test of Aloo-heat, as the temperature and rate increased, the heating value also increased, heating value was 504kJ/h·m and 6,048kJ/h·m when it was 60℃, 10 𝑙/min and 80℃, 40 𝑙/min respectively. 5. The test of heating value was confident, because correlation value(R²) was 0.9898 for the temperature and 0.9721 for flow rate of hot liquid, respectively.