• 제목/요약/키워드: Mechanical and electrochemical characteristics

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Copper 막의 전기화학적 특성에 관한 연구 (A Study of Electrochemical Characteristics on Copper Film)

  • 한상준;박성우;이우선;서용진
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1729-1730
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    • 2006
  • We investigated the effects of oxidizer additive on the performance of Cu-CMP process using commonly used tungsten slurry. According to the CMP removal rates and particle size distribution, and the micro-structures of surface layer as a function of oxidizer contents were greatly influenced by the slurry chemical composition of oxidizers. The difference in removal rate and roughness of copper surface are believed to cause by modification in the mechanical behavior of $Al_{2}O_{3}$ abrasive particles in CMP slurry.

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고체산화물 연료전지용 디젤 자열개질기의 장기성능에 미치는 H2O/C와 O2/C 몰 비의 영향 (Effect of the Molar H2O/ and the Molar O2/C Ratio on Long-Term Performance of Diesel Autothermal Reformer for Solid Oxide Fuel Cell)

  • 윤상호;강인용;배규종;배중면
    • 전기화학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.110-115
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    • 2007
  • 고온형 연료전지인 고체산화물 연료전지(solid oxide fuel cell, SOFC)는 연료에 대한 유연성(fuel flexibility)이 높다. 따라서 높은 에너지 밀도를 가진 디젤을 개질하여 SOFC를 운전하는 것은 효과적인 방법이다. 하지만 디젤이 가지는 특성으로 인해 디젤 자열개질기(autothermal refromer)는 운전 시간에 따라 탄소 침적(carbon deposition) 현상이 발생하여 개질기의 성능이 쉽게 저감된다. 개질기 성능 저감 현상 때문에 개질 가스들 중에 탄화수소 생성량이 많아지며, 이는 SOFC 성능도 저감시킨다. 이러한 현상은 연료극에 공급되는 탄화수소가 야기하는 탄소 침적으로 사료된다. 본 연구에서는 탄화수소가 SOFC에 주는 성능 저감을 확인하였으며, 연료전지 성능 저감을 줄이기 위한 디젤 자열개질기 반응물들의 조건 선정($H_2O/C$$O_2/C$의 몰 비)을 통해 디젤 자열 개질기 특성을 살펴보았다. 특히 $H_2O/C=0.8$$O_2/C=3$인 디젤 자열개질 반응 조건에서 좋은 개질 성능을 확인할 수 있었다.

수전해용 공유가교 SPEEK/Cs-TPA/Ceria 복합막의 제조 및 특성 연구 (The Preparation and Characteristics of Covalently Cross-Linked SPEEK/Cs-TPA/Ceria Composite Membranes for Water Electrolysis)

  • 송민아;하성인;박대영;유철휘;문상봉;강안수;정장훈
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제23권5호
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    • pp.437-447
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    • 2012
  • Ceria ($CeO_2$) was used to scavenge free radicals which attack the membrane in the polymer electrolyte membrane water electrolysis (PEMWE) circumstance and to increase the duration of the membrane. In order to improve the electrochemical, mechanical and electrocatalytic characteristics, engineering plastic of the sulfonated polyether ether ketone (SPEEK) as polymer matrix was prepared in the sulfonation reaction of polyether ether ketone (PEEK) and the organic-inorganic blended composite membranes were prepared by sol-gel casting method with loading the highly dispersed ceria and cesium-substituted tungstophosphoric acid (Cs-TPA) with cross-linking agent contents of 0.01 mL. In conclusion, CL-SPEEK/Cs-TPA/ceria (1%) membrane showed the optimum results such as 0.130 S/cm of proton conductivity at $80^{\circ}C$, 2.324 meq./g-dry-membrane of ion exchange capacity and mechanical characteristics, and 65.03 MPa of tensile strength which were better than Nafion 117 membrane.

자기력 최적화에 따른 전해-자기 복합가공의 특성 평가에 관한 연구 (Study on Characteristics of EP-MAP Hybrid Machining by Optimization of Magnetic Flux Density)

  • 박창근;곽재섭
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권3호
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    • pp.319-324
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    • 2013
  • 본 연구에서는 CNT-Co 복합체를 이용한 전해-자기(EP-MAP) 복합가공 공정을 개발하였다. CNT-Co 복합체는 높은 강도와 뛰어난 전기적 성질을 가지는 소재이기 때문에 전해-자기 복합가공의 연마재 및 전극으로 적합하다. 전해-자기 복합가공의 시너지 효과를 평가하기 위해서 각 실험조건하에서 특성평가 실험이 수행되었으며, 각 실험인자는 자기력, 전해액, 공구의 회전속도, 전해전압, 간극 등이 있다. 그 결과 CNT-Co 복합체와 화학적 반응이 없는 $NaNO_3$ 가 본 공정의 가장 적절한 전해액으로 선정되었다. 그리고 높은 자기력은 가공중의 CNT-Co 복합체내에 전해액 유동을 방해하는 인자이다. 이로 인해 공작물의 표면상의 가공부위에 열에너지가 상승하게 되고 공작물 표면손상과 피팅현상이 발생하여 가공효율성이 떨어지게 된다.

전단흐름 하에 이온교환막 위에서 발생하는 전기수력학적 와류 (Electroconvective vortex on an Ion Exchange Membrane under Shear Flow)

  • 곽노균
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.61-69
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    • 2018
  • Ion exchange membrane can transfer only cation or anion in electrically conductive fluids. Recent studies have revealed that such selective ion transport can initiate electroconvective instability, resulting vortical fluid motions on the membrane. This so-called electroconvective vortex (a.k.a. electroconvection (EC)) has been in the spotlight for enhancing an ion flux in electrochemical systems. However, EC under shear flow has not been investigated yet, although most related systems operate under pressure-driven flows. In this study, we present the direct visualization platform of EC under shear flow. On the transparent silicone rubber, microscale channels were fabricated between ion exchange membranes, while allowing microscopic visualization of fluid flow and ion concentration changes on the membranes. By using this platform, not only we visualize the existence of EC under shear flow, its unique characteristics are also identified: i) unidirectional vortex pattern, ii) its advection along the shear flow, and iii) shear-sheltering of EC vortices.

ECMP 적용을 위한 $KNO_3$ 전해액의 I-V 특성 고찰 (I-V Characteristics of $KNO_3$ Electrolyte for ECMP Application)

  • 한상준;이영균;박성우;이우선;서용진
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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    • pp.115-115
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    • 2008
  • 본 논문에서는 최적화된 ECMP 공정을 위하여 I-V 특성 곡선과 CV법을 이용하여 패시베이션 막의 active, passive, transient, trans-passive 영역의 전기화학적 특성을 알아보았으며, Cu막의 표면 형상을 Scanning Electron Microscopy (SEM) 측정과 금속 화학적 조성을 Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) 분석을 통해 분석하였다.

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모르타르(W/C:0.6)의 철근의 부식전위와 양극분극 및 임피던스 특성에 미치는 재령 년수 (Effect of Period of Immersion on Corrosion Potential, Anodic Polarization, and Impedance Characteristics of Reinforced Steel in Mortar (W/C: 0.6))

  • 정재현;문경만;이성열;이명훈;백태실
    • 한국해양공학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.327-333
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    • 2016
  • Reinforced concrete structures have found wide usage in land and maritime applications. However, the corrosion of reinforced concrete has been recognized as a serious problem from economic and safety standpoints. In previous studies, the corrosion behavior of the inner steel bar embedded in mortar (W/C: 0.4, 0.5) was investigated using electrochemical methods. In this study, multiple mortar test specimens (W/C: 0.6) with six different cover thicknesses were prepared and immersed in flowing seawater for five years. Subsequently, equations related to the cover thickness, period of immersion, and corrosion characteristics of the embedded steel bar were evaluated using electrochemical methods. Prior to immersion, the corrosion potentials indicated an increase with increasing cover thickness, and after five years, all corrosion potentials demonstrated a trend in the positive direction irrespective of the cover thickness. However, the relationships between the corrosion potential and cover thickness were not in complete agreement. Furthermore, after five years, all of the corrosion potentials indicated values that were nobler compared to those obtained prior to immersion, and their corrosion current densities also decreased compared to their values obtained prior to immersion. It was considered that the embedded steel bar was easily corroded because of the aggression of water, dissolved oxygen, and chloride ions; a higher W/C ratio also assisted the corrosion process. The corrosive products deposited on the surface of the steel bar for five years cast a resistance polarizing effect shifting the corrosion potential in the nobler direction. Consequently, it was considered that the W/C ratio of 0.6 showed nearly same results as those of W/C of 0.4 and 0.5. Therefore, the corrosion potential as well as various parameters such as the cover thickness, period of immersion, and W/C ratio must be considered at once for a more accurate evaluation of the corrosion property of reinforced steel exposed to marine environment for a long period.

리튬 유황전지용 폴리우레탄 고분자 전해질의 전기화학적 특성 (Electrochemical Characteristics of Polyurethane-based Polymer Electrolyte for Lithium Sulfur Battery)

  • 김형주;신준호;김종화;김기원;안효준;안주현
    • 전기화학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.47-51
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    • 2002
  • 본 연구에서는 높은 인장강도와 탄성력을 가지는 다공성 폴리우레탄(polyurethane, PU)을 지지체(matrix)로 이용하고, 유기 전해액 ethylene carbonate(EC), propylene carbonate(PC), tetraethylene glycol dimethylether(TG)와 1M $LiCF_3SO_3$를 부피비 1:1 비율로 혼합하여 액체 전해액을 제조하였으며, 높은 이론용량을 가지는 Li/S전지에 적용하여 전기 화학적 특성을 조사하였다. 1M $LiCF_3SO_3$에 TG를 첨가할 경우 유기 전해액의 함침량이 약 $750\%$ 증가하였으며 방전용량$(1065mAh/g{\cdot}sulfur)$ 및 사이클 특성이 가장 우수하였다. 1M $LiCF_3SO_3$에 TG/EC(v/v,1:1) 및 PC/EC(v/v,1:1)를 첨가한 경우 이온 전도도는 각각 $3.15\times10^{-3}(S/cm)$$3.18\times10^{-3}(S/cm)$로 나타났다.

체결압이 고분자연료전지 기체확산층의 표면성질에 미치는 영향 (Effect of Clamping Pressure on Surface Properties of Gas Diffusion Layer in PEFCs)

  • 안은진;박구곤;윤영기;박진수;이원용;김창수
    • 전기화학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.306-310
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    • 2007
  • 고분자연료전지에 사용되는 다공성 매체인 기체확산층은 그 특성에 따라 원활한 기체의 확산과 물 배출을 결정지으며 그 결과 연료전지 성능과 내구성에까지 영향을 미친다. 최적의 물관리와 기체확산층 내에서의 이상(two phase) 유동이해를 위해서는 실제 체결 조건에서의 기체확산층의 성질을 아는 것이 중요하다. 이에 대해 물리적, 전기화학적, 기계적 성질을 알기 위한 실험 등이 수행되어져 왔다. 하지만 실제 스택의 체결 조건에서 기체확산층의 표면 화학적 변화에 대한 실험은 그다지 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 단순한 체결 과정만으로도 기체확산층에 대한 물리화학적인 변화를 야기할 수 있음을 확인하였으며, 기체확산층을 구성하는 탄소 섬유 및 PTFE의 손상과 변형을 전자주사현미경으로 직접 관찰할 수 있었다. 관찰된 물리적 손상이 표면의 소수성 변화에 미치는 영향을 알아보기 위해 표면 원소성분 분석과 농도가 다른 에탄올 수용액 흡수량 측정을 수행하였다. 그 결과 체결압에 의해서 분리판의 rib 전단 및 아래에서 심한 파손이 일어나며, 탄소 섬유의 끊어짐 및 섬유 사이에 존재하는 탄소 파우더 역시 심하게 눌린 현상을 관찰할 수 있었다. 체결과정을 경험한 기체확산층에 대한 liquid uptake양을 확인한 결과, 표면 PTFE 함량의 상대적 감소가 기체확산층의 표면을 소수성에서 친수성으로 변화시켰음을 직접적으로 확인하였다.

AC8A 알루미늄 합금 주조재의 열처리에 의한 특성 평가(II) (Evaluation of the Characteristics of the Aluminum Alloy(AC8A) Casting Material by Heat Treatment(II))

  • 문경만;정재현;이명훈;백태실
    • 동력기계공학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.29-36
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    • 2016
  • Aluminum alloys have been widely used in engine materials, cold & hot-water storage vessels and piping etc., Furthermore, the aluminum alloy of AC8A have been widely used in mold casting material of engine piston for various vehicles because of its properties of temperature, wear and corrosion resistance. Therefore, it is considered that evaluation of corrosion resistance as well as wear resistance of AC8A material is also important to improve its property and to prolong its lifetime. In previous paper, the effect of solution($510^{\circ}C$:4hrs) and tempering($190^{\circ}C$: 16, 24, and 36 hrs)heat treatments to corrosion resistance and hardness were investigated using electrochemical method. In this study, in order to examine completely the effect of the tempering hours to hardness variation and corrosion resistance, the results of solution($510^{\circ}C$:4hrs) and tempering($190^{\circ}C$: 2, 4, 8 and 12hrs)heat treatments to hardness and corrosion resistance were investigated using electrochemical method. The hardness decreased with solution heat treatment compared to mold casting condition, but its value increased with tempering heat treatment. Furthermore, the corrosion resistance increased with decreasing of the hardness, and decreased with increasing of the hardness reversely. And the tempering heat treatment temperature at $190^{\circ}C$ for 8 hrs exhibited the highest value of the hardness and also indicated the highest corrosion current density. However, the values of hardness and corrosion current density was again increasingly decreased with increasing of tempering hours than 8 hrs, Consequently, it is suggested that decision of the optimum. tempering hours is very important to improve the corrosion or wear resistance.