• 제목/요약/키워드: 열역학적 분석

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불활성 기체 혼합물의 물성에 관한 열역학적 실험식 (Thermodynamic Empirical Equations for Physical Properties of Inert Gas Mixtures)

  • 김재덕;여미순;이윤우;노경호
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.43-49
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    • 2003
  • 대체 소화제로 사용되는 불활성 기체 중 Ar, $N_2$, $CO_2$에 대한 혼합물에서의 물성(포화압력, 밀도, 점도)에 관한 실험식을 구하였다. Mixing rule에 의해 계산한 값을 이용하여 다항식 등의 회귀분석에 의해서 실험식을 얻었다. 포화압력은 온도에 대하여 1차 실험식으로 표시하였다. 압축인자와 포화압력을 이용하여 온도에 대한 밀도에 관한 실험식을 제시하였다. 점도는 온도에 대한 지수함수로 표시하였다. Ar, $N_2$, $CO_2$혼합물의 조성이 40/50/10(mol. %)에서 열역학적 실험식을 구하였다.

LNG 냉열을 이용하는 유기랭킨사이클(ORC)의 열역학적 성능 특성 (Thermodynamic Performance Characteristics of Organic Rankine Cycle (ORC) using LNG Cold Energy)

  • 김경훈;하종만;김경천
    • 한국가스학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.41-47
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    • 2014
  • 본 논문에서는 유기랭킨사이클과 LNG 사이클로 구성된 복합사이클의 열역학적 성능 해석을 수행한다. 이 복합사이클에서는 현열 형태의 저등급 폐열을 사용하며 LNG 냉열은 열싱크 뿐 아니라 동력 생산에도 사용된다. 시스템의 성능에 대한 터빈입구압력, 응축온도, 열원온도 등 주 파라미터들의 영향을 상세하게 분석한다. 시뮬레이션 결과는 이 복합시스템은 LNG 냉에너지를 사용하지 않은 일반의 ORC에 비해 현저하게 성능이 개선될 수 있음을 보여준다.

Si 기판상에 도금된 구리 박막의 이방성 에칭 특성

  • 김상혁;박채민;문성재;이효종
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.67.1-67.1
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    • 2017
  • 구리는 탄성이방성이 큰 재료로 Si 박막상에 성장시키면 (111) 방향으로 우선 배향된 박막을 얻을 수 있다. 본 연구는 이러한 (111) 우선 방위를 갖는 Cu 박막의 전기도금층의 재결정 후의 매우 평탄한 표면을 갖는 박막에서 에칭에 따른 박막의 단차와 표면형상을 통해 결정방위별 에칭 특성을 비교 분석한 결과이다. 10 vol% 질산용액에서 에칭한 결과는 구리의 용해에 따라 각 결정면에 대한 고유의 facetted surface morphology를 나타내며, 대표적인 결정 방위인 (111), (110), (100)에 대해 triangular flake, ridge and rectangular pyramidal shapes을 나타내는 것을 알 수 있었다. 에칭속도의 정량적 측정을 위해 120초간 2.2M 농도의 질산용액으로 에칭을 실시하였고, nanosize의 as-plated initial region, (111), (110), (100) oriented regions의 각각에서 383, 270, 276, 317 nm/min의 에칭속도를 갖는 것을 확인하였다. Facet surface의 관찰을 통해 에칭반응이 (111) front surface를 갖는 열역학적 평형상태에서 일어나며, 이러한 결정방위별 에칭속도 차이는 각 결정S면이 갖는 Kink or ledge의 밀도의 차이에 기인할 것으로 판단된다. 즉, 에칭이 평형상태에서 step flow mechanism에 의해 열역학적 평형상태를 유지하면서 진행이 된다. 본 연구는 향후 다양한 에칭관련 용액 효과, 구리 박막의 응력 및 불순물에 의한 효과를 볼 수 있는 기본 방법을 제공해 줄 것으로 기대한다.

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화학적 방법에 의하여 합성된 Li-SGICs의 구조적, 열역학적 특성 분석 (Analysis of structural and thermodynamic properties for Li-SGICs synthesized by chemical method)

  • 오원춘
    • 한국결정성장학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.435-441
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    • 1998
  • 리튬 이온전지의 양극으로 사용되는 Li-SGICs를 혼합가압법에 의하여 Li의 함유량에 따라 합성하였다. 이들 합성된 화합물을 X-선 회절법 및 DSC 열 분석법을 이용하여 특성화하였다. X-선 회절 분석결과에 의하며 리튬의 함유량이 증가함에 따라 낮은 stage가 관찰되었으나, 각각의 화합물들은 혼재된 stage를 가지고 있음이 나타났다. Li30wt%-SGIC의 경우 지배적으로 1stage의 구조가 나타났지만 순수한 1stage의 화합물은 얻을 수가 없었고, 이는 인조 흑연의 구조적 특성 때문으로 예상할 수 있다. DSC에 의한 열역학적 결과로부터 화합물에 대한 엔탈피의 변화량($\Delta$H)과 엔트로피의 변화량($\Delta$S)을 구하였다. 이들로부터 Li-SGIC의 발열반응과 흡열반응의 결과들은 인조 흑연사이에 존재하던 리튬이 열에 의하여 deintercalation이 일어날 때의 열적 안정성과 관련이 있음을 알 수 있었다. 또한 열적 변이가 일어나는 동안 Li30wt%-SGIC의 구조변화에 대하여 토론하였다.

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텅스텐의 화학증착시 Si소모에 관한 열역학적 분석 (A Thermodynamic Analysis on Silicon Consumption during The Chemical Vapper Deposition of Tungsten)

  • 정태희;이정중
    • 한국표면공학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.27-33
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    • 1990
  • Thermodynamic analysis on silicon consumpton during the chemical vapor deposition of tungten was carried out by calculation equilibrium concerations of all possible product species utilizing a computer progrom according to VCS.(Villars-Cruise-Smith) algorithm. The calculation could show various reaction paths which dominate the tungsten deposition under different process conditions. According to the calculation, the consumption of silicon can also be reduced at a lower total pressure SiH4 without H2 as the reacting gas is most effective for suppression of the excessive consumption of silicon during the deposition process.

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TBAB를 포함하는 혼합 하이드레이트의 상평형 및 $^{13}C$ NMR 분석 (Phase Equilibria and $^{13}C$ NMR Analysis of the Double Semi-Clathrates Containing TBAB)

  • 이승민;박성민;이영준;이성원;서용원
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제49권3호
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    • pp.367-371
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    • 2011
  • TBAB(tetra-n-butyl ammonium bromide)는 상온/상압 조건에서 semi- clathrate를 형성하는 물질로서 최근 가스 하이드레이트 형성법을 이용한 천연가스 수송 및 저장, 기체분리 공정 등에서 열역학적 촉진제로 주목받고 있다. 본 연구에서는 TBAB의 열역학적 촉진제로서의 특성을 알아보기 위해 $CH_{4}$+TBAB와 $CO_{2}$+TBAB 혼합 하이드레이트계에 대하여 TBAB 농도(5, 32 wt%)에 따른 가스 하이드레이트 3상(하이드레이트(H)-물($L_{w}$)-기상(V)) 평형 조건을 측정하였다. 혼합 하이드레이트의 경우 TBAB의 농도가 5 wt%일 때에 비해 32 wt%일 경우에 열역학적 촉진 효과가 훨씬 크게 나타나는 것을 알 수 있었으며, 이는 순수 TBAB semi-clathrate의 농도별 상압 해리 온도 경향과 유사하였다. 또한, $^{13}C$ NMR 분석을 통하여 $CH_{4}$ + TBAB 혼합 하이드레이트의 동공에 $CH_{4}$ 기체가 포집되어 있음을 확인하였고 이 동공의 특성이 순수 $CH_{4}$ 하이드레이트(구조-I)의 작은 동공($5^{12})$과 동일함을 확인할 수 있었다.

유도결합 플라즈마를 이용한 $HfAlO_3$ 박막의 식각특성 연구 (Study of etching properties of the $HfAlO_3$ thin film using the inductively coupled plasma)

  • 하태경;김동표;우종창;엄두승;양설;주영희;김창일
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.73-73
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    • 2009
  • 트렌지스터의 채널 길이가 줄어듦에 따라 절연층으로 쓰이는 $SiO_2$의 두께는 얇아져야 한다. 이에 따라 얇아진 절연층에서 터널링이 발생하여 누설전류가 증가하게 되어 소자의 오동작을 유발한다. 절연층에서의 터널링을 줄여주기 위해서는 High-K와 같은 유전율이 높은 물질을 이용하여 절연층의 두께를 높여주어야 한다. 최근에 각광 받고 있는 High-K의 대표적인 물질은 $HfO_2$, $ZrO_2$$Al_2O_3$등이 있다. $HfO_2$, $ZrO_2$$Al_2O_3$$SiO_2$보다 유전상 수는 높지만 밴드갭 에너지, 열역학적 안정성, 재결정 온도와 같은 특성 면에서 $SiO_2$를 완전히 대체하기는 어려운 실정이다. 최근 연구에 따르면 기존의 High-K물질에 금속을 첨가한 금속산화물의 경우 밴드갭 에너지, 열역학적 안정성, 재결정 온도의 특성이 향상되었다는 결과가 있다. 이 금속 산화물 중 $HfAlO_3$가 대표적이다. $HfAlO_3$는 유전상수 18.2, 밴드캡 에너지 6.5 eV, 재결정 온도 $900\;^{\circ}C$이고 열역학적 안전성이 개선되었다. 게이트 절연층으로 사용될 수 있는 $HfAlO_3$는 전극과 기판사이에 적층구조를 이루고 있어, 이방성 식각인 건식 식각에 대한 연구가 필요하다. 본 연구는 $BCl_3$/Ar 유도결합 플라즈마를 이용하여 $HfAlO_3$ 박막의 식각 특성을 알아보았다. RF Power 700 W, DC-bias -150 V, 공정압력 15 mTorr, 기판온도 $40\;^{\circ}C$를 기본 조건으로 하여, $BCl_3$/Ar 가스비율, RF Power, DC-bias 전압, 공정압력에 의한 식각율 조건과 마스크물질과의 선택비를 알아보았다. 플라즈마 분석은 Optical 이용하여 진행하였고, 식각 후 표면의 화학적 구조는 X-ray Photoelectron Spectroscoopy(XPS) 분석을 통하여 알아보았다.

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Sodium n-Octanoate(SOC)와 n-Octylammonium Chloride(OAC)의 혼합마이셀화에 관한 연구 (Mixed Micellar Properties of Sodium n-Octanoate(SOC) with n-Octylammonium Chloride(OAC) in Aqueous Solution)

  • 이병환
    • 대한화학회지
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    • 제46권6호
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    • pp.495-501
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    • 2002
  • Sodium n-Octanoate(SOC)와 n-Octylammonium Chloride(OAC)의 혼합마이셀화에 대하여 연구하기 위하여 임계마이셀농도(CMC)와 반대이온 결합상수(B)값을 SOC의 겉보기 몰분율($\alpha_1$)을 변화시키면서 측정하였다. SOC/OAC 혼합시스템의 마이셀화에 대한 여러 가지 열역학적 함수값($x_i$, $Y_i$, $C_i$, ${\alpha}_i^M$${\Delta}H_{mix}$)을 비이상적 혼합마이셀화 모델에 의하여 계산하고 분석하였다. 그 결과 이러한 혼합계면활성제의 마이셀화는 이상적 거동으로부터 큰 음의 벗어남을 알 수 있었다. 그리고 SOC,OAC 및 그들 혼합체($\alpha_1$=0.5)의 마이셀화에 대한 열역학적 함수값(${\Delta}G^0_m$, ${\Delta}H^0_m$${\Delta}S^0_m$)을 계산하기 위하여 온도에 따른 CMC 및 B 값의 변화를 측정하였다. 이러한 변화로부터 계산한 열역학적 함수값을 상호 비교함으로써 순수 및 혼합계면활성제의 마이셀화에 대하여 분석하였다.

이론적 Biodegradability를 토대로 한 토양 내 PAH의 Bioavailability 예측 방안

  • 류혜림;남경필
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2004년도 임시총회 및 추계학술발표회
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    • pp.266-268
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    • 2004
  • 대부분의 유기물은 토양의 특성에 따라 그 흡착 및 탈착 양상이 다르며 이는 오염물질의 토양에서의 지속성 및 이동성에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 대표적인 유기오염물인 PAH(Polycyclic Aromatic Hydrocarbon)에 대하여 흡착 및 탈착과 오염물질의 미생물 분해 등을 통한 제거 기작과의 연관성을 연구하고자 한다. PAH의 이론적인 미생물분해반응식은 열역학적 이론을 바탕으로 하는 반쪽반응방법을 사용하여 예측할 수 있다. 오염물과 토양의 특성에 따른 흡착 및 탈착 양상을 파악하고, 앞에서 구한 미생물 분해반응식을 이용하여 이론적 분해량을 예측하면 오염물의 생물학적 이용성과 노출량을 결정할 수 있다 이를 위하여 본 연구에서는 토양의 여러 특성을 분석한 후, PAH의 미생물 분해량 및 분해율을 측정하고자 한다. 실험을 통하여 실제 토양에서 측정된 PAH 분해량과 위의 이론적 분해량 예측 결과 사이의 관계를 토양의 특성을 이용하여 설명할 수 있으며 나아가 오염물질의 생물학적이용성에 관하여 개략적으로 일반화된 예측 모형을 얻을 수 있을 것이다. 본 연구를 통하여 토양과 유기오염물질, 미생물간의 상호 작용에 대한 이해를 높이고 보다 실질적인 유기오염물의 생물학적 이용성을 예측할 수 있는 방안을 마련할 수 있을 것이다.

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사염화탄소 중에서 Thiopropionamide와 N,N-Dimethylalkylamide사이의 수소결합에 관한 분광학적 연구 (Near-IR Spectroscopic Studies of the Hydrogen Bonding Between Thiopropionamide and N,N-Dimethylalkylamide in Carbon Tetrachloride)

  • 김병철;윤창주;송규석;최영상
    • 대한화학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.156-163
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    • 1989
  • 사염화탄소 용액중에서 thiopropionamide(TPA)와 N,N-dimethylalkylamides(DMF, DMA, DMP)간의 수소결합에 관한 열역학적 상수를 구하기 위하여 TPA의 근적외선 영역의 흡수띠 중에서 $ν_a+amide II$조합띠를 사용하여 5${\sim}$55$^{\circ}C$ 범위에서 실험하였다. TPA 단위체와 수소결합을 하고 있는 TPA의 혼합 흡수띠를 Lorentzian-Gaussian product function을 사용하여 개개의 띠로 분리하였다. 컴퓨터로 분해하여 얻은 개개의 흡수띠의 면적을 사용하여 단위체 및 1 : 1 복합체의 농도를 계산하였고 이로부터 평형상수를 구하였다. 열역학적 상수들은 온도의존 흡수띠를 분석하여 구하였다. TPA와 DMF, DMA 및 DMP간의 1 : 1 복합체의 ${\Delta}$$H^{\circ}$는 각각 -12.5, -13.5, -14.1kJ/mol이었고.${\Delta}$$S^{\circ}$는 각각 -15.2, -17.9, -22.3kJ/mol${\cdot}$deg이었다.

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