• 제목/요약/키워드: 화학 양론비

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Microstructures and properties of $BaTiO_3$ and $BaTiO_3$-polymer composite thick films by aerosol deposition method

  • 조성환;윤영준;김형준;김효태;김지훈;남송민;백홍구;김종희
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.110-110
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    • 2009
  • Aerosol deposition method(ADM)는 상온에서 에어로졸화된 고상의 원료분말을 노즐을 통해 분사시켜 소결과정을 거치지 않고도 상온에서 고밀도 후막을 제조할 수 있는 공정으로서, 다양한 재료의 코팅이 가능하고, 코팅층의 조성 및 화학 양론비의 제어가 용이한 특징을 갖는다. 본 연구에서는 ADM을 이용하여 큰 유전상수, 압전계수, 초전계수, 탄성계수를 갖는 $BaTiO_3$ 분말을 원료로 하여 압전소자, 커패시터, 고전압용 유전체 등에 응용이 가능한 세라믹 층 형성에 관한 연구를 진행하였다. 또한 $BaTiO_3$ 같은 강유전체 세라믹을 이용하여 여러 가지 소자를 제조하는 경우 소자의 미세조직에 따라 물성이 영향을 받는 것으로 확인되어져 있다. 이에 본 연구에서는 세라믹 분말보다 상대적으로 탄성이 큰 polymer 분말을 첨가하여 후막 내부의 결정립의 크기가 20 nm 의 평균 결정립을 갖는 세라믹 후막에 비해 최대 10 배 정도까지 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 이에 따라 후막에서의 유전율 및 유전손실율의 전기적 특성 변화를 확인할 수 있었고, 이러한 물성변화에 대한 원인 고찰을 위하여 후막의 미세구조 및 화학조성 등에 대한 다양한 분석이 이루어 졌으며, 상온에서 성막되는 후막의 세라믹 층의 응용을 위한 최적의 공정조건을 제시하고자 한다.

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Aerosol Spray 에 의한 YBaCuO 초전도 필름의 제조 (Fabrication of YBaCuO Superconducting Films by Aerosol Spray)

  • 송명아;윤민영;김윤수
    • 대한화학회지
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    • 제34권6호
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    • pp.555-560
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    • 1990
  • $YBa_2Cu_3O_{7-x}$ 초전도 필름을 초음파에 의한 aerosol spray 법을 이용하여 YSZ (yttria stabilized zirconia) 및 SrTi$O_3$의 (100) 결정면 위에 만들었다. 초전도상은 세 단계의 과정을 거쳐서 형성되었다 : (가) 이트륨, 바륨, 구리의 질산염을 화학 양론비로 섞어 만든 용액을 250$^{\circ}C$로 가열된 기질에 분무하여, (나) 형성된 필름을 공기 중에서 550$^{\circ}C$로 예열하고, (다) 흐르는 산소 분위기에서 950$^{\circ}C$로 소결한 뒤 노냉하였다. 필름의 저하을 dc four-point probe 법으로 측정하여 액체질소 온도 이상에서 초전도성을 확인하였다.

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Dimethyl methylphosphonate(DMMP)의 초임계수 산화반응 (Supercritical water oxidation of Dimethyl methylphosphonate(DMMP))

  • 이해완;류삼곤;이종철;홍대식
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제44권6호
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    • pp.636-643
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    • 2006
  • 연속식 SCWO 반응기를 이용하여 DMMP의 초임계수 산화반응을 반응온도 $440{\sim}540^{\circ}C$, 반응압력 242 bar, 체류시간 10~26 초, 과잉산소량 -40~200%의 조건 하에서 수행하였다. 반응온도 $540^{\circ}C$에서 DMMP 분해율은 99.7% 이상으로 높았으며, DMMP의 농도가 증가함에 따라 DMMP 분해율은 증가하였다. 산화제 농도 변화에 따른 분해율은 양론비 이하에서는 현저하게 영향을 받았으나, 양론비 이상에서는 큰 차이가 없었다. DMMP 분해율이 85% 이상인 30개의 실험결과로부터 DMMP의 초임계수 산화반응 속도식을 도출하였다. Pre-exponential factor는 $(1.10{\pm}0.76){\times}10^6$, 반응 활성화에너지는 $90.66{\pm}3.87kJ/mol$, DMMP와 산소에 대한 반응차수는 각각 $1.02{\pm}0.03$, $0.32{\pm}0.03$로 모델에 의한 예측값과 실험값은 잘 일치하였다.

가정용 연료전지 시스템의 연료/공기 이용률 최적화 (Optimization of Anodic/cathodic Utilization for a Residential Power Generation System)

  • 석동훈;김민진;이진호
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.93.1-93.1
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    • 2011
  • To obtain higher power efficiency of Residential Power Generation System(RPG), it is needed to operate system on optimized stoichiometric ratio of fuel and air. In this paper, optimizing stoichiometric ratio of fuel/air is conducted through systematic experiments and modeling. Based on fundamental principles and experimental data, constraints are chosen. Using these stoichiometric ratios as decision variables, maximum power efficiency of system could be found. As a result of research, power efficiency of RPG system is improved.

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수소 연료전지차의 재순환시스템 모델링 연구 (Modeling of Hydrogen Recirculation System for Fuel Cell Vehicle)

  • 김재훈;노용규;전의식;이종현
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.481-487
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    • 2011
  • A fuel cell vehicle using a polymer electrolyte membrane fuel cell (PEM FC) as power source produces electric power by consuming the fuel, hydrogen. The unconsumed hydrogen is recirculated and reused to gain higer stack efficiency and to maintain the humidity in the anode side of the stack. So it is needed considering fuel efficiency to recirculated hydrogen. In this study, the indirect hydrogen recirculation flow rate measurement method for fuel cell vehicle is presented. By modeling of a convergent nozzle ejector and a hydrogen recirculation blower for the hydrogen recirculation of a PEM FC, the hydrogen recirculation flow rate was calculated by means of the mass balance and heat balance at Anode In/Outlet.

$Sr_{2}FeMoO_{6}$ 소결체와 스퍼터링법으로 제조된 박막의 초거대자기저항현상에 관한 연구 (Colossal magnetoresistance of double-ordered perovskite $Sr_{2}FeMoO_{6}$ ceramics and sputter-deposited films)

  • 이원종;장원위
    • 한국결정성장학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.36-41
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    • 2002
  • $H_2$(5%)/Ar의 환원분위기에서 $900^{\circ}C$ 이상의 온도로 소결함으로써 화학양론적인 조성비를 만족하면서 이중 페롭스카이트 구조를 갖는 $Sr_2FeMoO_6$ (SFMO) 소결체를 제조하였다. SFMO 소결체는 우수한 강자성 특성을 나타내었고 8K에서 15%와 상온에서 3% 정도의 자기저항비를 나타내었다. 이 SFMO 소결체를 타겟으로하여 스퍼터링법으로와의 단결정 기판 위에 비정질 SFMO 박막을 증착한 후, 적절한 H$_2$(5%)/Ar의 환원분위기, $680^{\circ}C$ 이상) 열처리 조건의 고상결정법으로 이중 페롭스카이트 구조의 다결정 SFMO 박막을 제조하였다. 이 SFMO 박막은 강자성 특성을 잘 나타내었으나, 자기저항 특성은 상온에서는 나타나지 않았고 8K에서 약 0.3-0.5%의 자기저항비를 나타내었다. 이와같이 박막의 경우 자기저항 특성이 떨어지는 이유는 제조된 SFMO 박막이 화학양론비를 만족하지 못하고 조직의 치밀도가 떨어져서 결정립 사이에서 발생하는 자기스핀 터널링이 제대로 발생하지 못하였기 때문이라 생각되었다.

전자빔 조사에 따른 IZO 박막의 물성 변화

  • 이학민;남상훈;김용환
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.575-575
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    • 2013
  • Indium Zinc Oxide (IZO)는 가시광 영역(380~780 nm)에서 높은 투과율과 적외선영역에서 높은 반사율을 보이는 투명산화막으로서 Flexible display 적용으로 주목 받는 재료이다. 특히 비 화학적 양론비(non-stoichiometric)로 성장된 박막은 N형 반도체 특성을 갖기 때문에 광전자 소자, 액정표시소자와 태양전지의 투명전극 재료로 이용되고 있으며, 향 후에도 수요는 계속 증가될 전망이다. 일반적으로 IZO 박막은 높은 열처리 온도에 의한 기판재료의 선택이 한정적인 단점이 있다. 따라서 최근에는 정밀하게 제어된 에너지를 가진 전자를 표면에 조사(E-beam irradiation)하여 박막의 물성을 개선하고 기판재료의 선택성을 넓히는 연구가 활발히 진행되고 있다 [1]. 본 연구에서는 RF Magnetron Sputtering 법을 이용하여 Glass 위에 IZO를 증착하였다. 스퍼터링타겟은 고순도 IZO 타겟을 이용하여 100 nm의 두께를 가지는 박막을 증착하였다. 증착된 IZO 박막에 E-beam Source ((주)인포비온)를 이용하여 E-beam irradiation energy 조건에 변화를 주어 박막의 물성 변화를 관찰하였다. IZO 박막의 두께를 측정하기 위해 SEM (Cross section)을 이용하였다. E-beam irradiation energy에 따른 가시광 영역(380~780 nm)에서의 광투 과도는 UV-Vis spectrometer를 사용하여 측정하였고, 전기적인 특성은 Hall measurement system 을 이용하여 측정하였다. 또한 박막의 결정성과 거칠기의 변화는 XRD (X-ray Diffraction)와 원자 간력현미경(Atomic Force Microscope; AFM)을 이용하여 측정하였다. Rf magnetron Sputtering 법을 이용하여 증착한 IZO 박막에 Post E-beam irradiation이 전기전도 및 광 투과특성과 결정성과 표면 조도를 향상시키는데 크게 기여함을 확인할 수 있었다.

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상온 작동 환경하에서의 고분자 전해질막 연료전지의 성능에 대한 실험적 연구 (Experimental Study of Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell Performance Under Low Operating Temperatures)

  • 차도원;김보성;김용찬
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제38권8호
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    • pp.687-693
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    • 2014
  • 본 연구에서는 휴대용 기기에 고분자 전해질막 연료전지(PEMFC)를 적용하기 위하여 상온에서 작동 시의 성능특성을 정상상태와 동적상태에서 관찰하였다. 상대습도 및 공기 화학양론비에 따른 PEMFC 성능 변화를 실험적으로 분석하였다. 또한, EIS(Electrochemical Impedance Spectroscopy)를 이용하여 내부 오믹 저항의 변화를 고찰하였다. $35^{\circ}C$ 조건에서 물질 전달률이 감소하여 $45^{\circ}C$ 조건에 비해 전압 변동이 10배 정도 크게 관찰되었으며 안정적인 작동을 위해 공기의 화학양론비를 2.5 보다 크게 유지하여야 한다. 또한 낮은 상대습도는 오믹 저항을 크게 증가시키며, 이를 감소시키기 위해 상대습도 60% 이상으로 작동하여야 한다.

수송가스 변화에 따른 $SnO_2$박막 성장 연구 (A study of $SnO_2$ thin films grown at the different carrier gas)

  • 오석균;신철화;정진
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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    • pp.402-402
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    • 2008
  • 화학 수송법을 이용하여 양질의 $SnO_2$ 박막을 성장 시켰다. 성장 된 $SnO_2$ 박막은 수송가스 변화에 따라 양자의 크기 형태와 결정성, 박막내부의 결함과 전기 전도도, 산소결합과 광발광 등이 변화된 특징을 가졌지만 Sn과 O의 성분비는 계면부터 박막의 표면까지 화학 양론적으로 일정한 비를 가졌다. 그리고 입자의 크기와 결정성은 가스유입랑에 따라 변화 되었으며, 박막의 전기저항과 HALL 캐리어도 수송가스 따라서 변화됨이 관찰 되었고, 박막 내 $SnO_2$ 광 발광의 피크도 변화가 되었다.

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원거리 플라즈마 화학증착법으로 증착된 이산화규소박막의 물성 (Properties of $SiO_2$Deposited by Remote Plasma Chemical Vapor Deposition(RPCVD))

  • 박영배;강진규;이시우
    • 한국재료학회지
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    • 제5권6호
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    • pp.706-714
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    • 1995
  • 원거리 플라즈마 화학증착법을 이용하여 저온에서 이산화규소박막을 제조하였다. 본 연구 에서는 공정변수인 기판의 온도, 반응기체의 조성 및 분압과 플라즈마 전력에 따른 산화막의 재료적인 물성을 평가하였다. XPS결과에서 산화막은 양론비(O/Si=2)보다 약간 적어 실리콘이 많이 함유된 막으로 나타났다. 이 경우 굴절율과 ESR분석에 의해 미결합된 실리콘의 양이 증가함을 알 수 있었다. SIMS분석에 의해 미량의 질소성분이 계면에 존재하는 것과 실리콘 미결함을 관찰하였다. FT-IR로부터 막내 수소량을 정량화하였으며 결합각 분포는 20$0^{\circ}C$이상에서 열산화막과 비슷한 값을 얻었다. 하지만 열산화막에 비해 높은 식각율을 보여 계면 스트레스에 의해 막내의 결합력이 약해진 것으로 생각된다.

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