본 연구에서는 가스 하이드레이트 기술을 이용하여 철강 공정 배기가스로부터 $CO_2$를 분리하는데 사용하는 여러 촉진제의 성능을 조사하였다. 이 실험에서는 $CO_2/N_2$ 혼합가스 ($CO_2/N_2$=20/80, 40/60)와 $CO_2/N_2$ 이외에 CO, $H_2$가 첨가된 Blast furnace gas (BFG) 모델 가스를 대상 가스로 사용하였다. 촉진제로는 구조 II 하이드레이트를 형성한다고 알려진 tetrahydrofuran (THF), propylene oxide, 1,4-dioxane 를 사용하였으며, 각 가스에 대하여 촉진제를 농도별로 첨가했을 때 상평형점의 변화를 측정하였다. 상평형점은 "연속" Quartz crystal microbalance (QCM) 방식을 이용하였다. 또한, Powder X-ray diffraction (PXRD) 분석을 통하여 촉진제의 첨가가 가스 하이드레이트 구조에 미치는 영향을 알아보았다.
중전기의 유지 보수 및 교체 과정에서 절연체로 사용된 $SF_6$ 가스는 교체 충전과 정제과정에서 유입되는 공기와의 아크 방전에 의해 많은 종류의 부산물($N_2$, $O_2$, $CF_4$, $SO_2$, $H_2O$, HF, $SOF_2$, $CuF_2$, $WO_3$ 등)이 발생된다. 부산물 중에서도 대부분을 차지하는 것이 $N_2$, $O_2$, $CF_4$이며, $SF_6$가스를 재사용하기 위해서는 이들을 효과적으로 분리 회수하는 공정이 필요하다. 주요 부산물인 $N_2$, $O_2$, $CF_4$와의 분리 효율 측면에서 분리막법은 기존의 흡착, 심냉법에 비하여 상대적으로 높은 효율을 보이고 있어 이에 대한 관심 또한 증가하고 있다. 따라서 본 논문에서는 중전기 산업에서 발생되는 $SF_6$ 가스 함유 농도 90 vol% 이상의 가스에 대하여 분리막법을 적용하여 $N_2$, $O_2$, $CF_4$와 $SF_6$ 가스의 온도와 배출유량의 변화에 따른 분리 회수 가능성을 관찰하였다. PSF와 PC 중공사 분리막을 이용하여 고농도 $SF_6$에 대한 분리 회수 실험 결과, PSF 분리막의 최대 회수율은 압력 0.3 MPa, 온도 $25^{\circ}C$, 배출유량 150 cc/min에서 92.7%를 나타내었으며, PC 분리막에서는 압력 0.3 MPa, 온도 $45^{\circ}C$, 배출유량 150 cc/min 일 때 74.8%의 최대 회수율을 나타내었다. 또한, 사용된 두 가지 분리막과 운전 조건에서 주요 부산물인 $N_2$, $O_2$, $CF_4$의 최대 제거율은 각각 약 80%, 74%, 그리고 58.9%가 관찰되었다. 이로부터 분리막 공정은 고농도 폐 $SF_6$ 가스에서 주요 부산물로부터 $SF_6$의 효과적인 분리 및 회수가 가능한 공정으로 적용할 수 있는 가능성을 파악 할 수 있었다.
$SF_6$ gas would be used in power transformer, GIS (Gas insulated switchgear) and so on because of its electrically superior insulation and chemically stable structure. Recently, the reduction of $SF_6$ is required to avoid global warming and the researches on the dilution of $SF_6$ with other gases have been carried out. $SF_6$ mixture gases with $N_2$ and $C_xF_y$ have drawn attention to the synergy effect. However, in order to understand the mechanism of the synergy effect, it is important to analyze and evaluate properties of mixture gases quantitatively. In this paper, we investigated the mechanism of synergy effect from electron collision processes and electron energy distribution by solving Boltzmann equation with propagator method. Three kinds of gases for dilution of $SF_6$ ($SF_6/N_2$, $SF_6/CF$4 and $SF_6/C_4F_8$) are considered in this simulation. On the properties of $SF_6/N_2$ mixture gas, the variation of reduced electric field was shown highly within 0%~40% mixtures of $SF_6$. And the more low-level electron energy has been distributed, the higher insulation capability has appeared.
This paper is investigated about the effect of carrier gas and humidity for generating hydrogen gas. In the experimental result of generating hydrogen gas by non-thermal plasma reactor, the rate of generating hydrogen gas is different with what kind of carrier gas is. We used two types of carrier gas, such as $N_2$ and He. $N_2$ as carrier gas is more efficient to generate hydrogen gas than He because $N_2$ is reacted with $O_2$, which is made from water dissociation. In comparison with no humidity and humidity 45[%], the generation of hydrogen gas is decreased with increasing the humidity. That is the result that the energy for water dissociation is reduced on water surface because a part of plasma energy is absorbed at the small particle produced from humidifier.
In this study, the investigations of the TiN etching characteristics were carried out with addition of $Cl_2$ gas in an inductively coupled $BCl_3$-base plasma system. Dry etching of the TiN was studied by varying the etching parameters including $Cl_2$ gas addition ratio, RF power, DC-bias voltage and pressure. The etch rate of TiN thin film was maximum when the $Cl_2$ gas addition flow was 2 sccm with fixed other conditions. As the RF power DC-bias voltage were increased, the etch rate of TiN thin film showed increasing tendency. $BCl_3/Cl_2$/Ar plasmas were characterized by optical emission spectroscopy (OES) analysis. The chemical reaction on the surface of the etched TiN films was investigated with X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).
This paper presents the experimental results on breakdown characteristics in $N_2$ gas under non-uniform electric fields caused by both the positive and negative lightning impulse voltages. $N_2$ gas have an advantage of eco-friendly and cost reduction, and safety aspects. In order to analyze the impulse pre-breakdown processes in $N_2$ gas, we carried out measurements and observations of the impulse breakdown voltages, pre-breakdown current and luminous signals. They were measured by a voltage divider, a shunt and a photo-multiplier tube, respectively. Additionally, the characteristics of discharge channels were observed by high speed cameras. The breakdown voltages in the positive polarity was lower than those in the negative polarity.
Duplex stainless steels with nearly equal fraction of the ferrite(${\alpha}$) phase and austenite(${\gamma}$) phase have been increasingly used for various applications such as power plants, desalination facilities due to their high resistance to corrosion, good weldability, and excellent mechanical properties. Hyper duplex stainless steel (HDSS) is defined as the future duplex stainless steel with a pitting resistance equivalent (PRE=wt.%Cr+3.3(wt.%Mo+0.5wt.%W)+30wt.%N) of above 50. However, when HDSS is welded with gas tungsten arc (GTA), incorporation of nitrogen in the Ar shielding gas are very important because the volume fraction of ${\alpha}$-phase and ${\gamma}$-phase is changed and harmful secondary phases can be formed in the welded zone. In other words, the balance of corrosion resistance between two phases and reduction of $Cr_2N$ are the key points of this study. The primary results of this study are as follows. The addition of $N_2$ to the Ar shielding gas provides phase balance under weld-cooling conditions and increases the transformation temperature of the ${\alpha}$-phase to ${\gamma}$-phase, increasing the fraction of ${\gamma}$-phase as well as decreasing the precipitation of $Cr_2N$. In the anodic polarization test, the addition of nitrogen gas in the Ar shielding gas improved values of the electrochemical parameters, compared to the Pure Ar. Also, in the erosion-corrosion test, the HDSS welded with shielding gas containing $N_2$ decreased the weight loss, compared to HDSS welded with the Ar pure gas. This result showed the resistance of erosion-corrosion was increased due to increasing the fraction of ${\gamma}$-phase and the stability of passive film according to the addition $N_2$ gas to the Ar shielding gas. As a result, the addition of nitrogen gas to the shielding gas improved the resistance of erosion-corrosion.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제17권3호
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pp.146-149
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2016
The CrN/TiN/Al thin films for solar selective absorber were prepared by dc reactive magnetron sputtering with multi targets. The binary nitride CrN layer deposited with change in N2 gas flow rates. The gas mixture of Ar and N2 was an important parameter during sputtering deposition because the metal volume fraction (MVF) was controlled by the N2 gas flow rate. In this study, the crystallinity and surface properties of the CrN/TiN/Al thin films were estimated by X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM) and field emission scanning electron microscopy (FESEM). The composition and depth profile of thin films were investigated using Auger electron spectroscopy (AES). The absorptance and reflectance with wavelength spectrum were recorded by UV-Vis-NIR spectrophotometry at a range of 300~1,100 nm.
Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) allows low temperature processing and so it is widely used, but it causes instability of devices due to serious amount of impurities within the film. In this paper, electrical and chemical characteristics of the PECVD oxynitride film formed by different N$_{2}$O to N$_{2}$O+NH$_{3}$ gas ratio is studied. It has been found that hydrogen concentration of PECVD oxynitride film was decreased from 4.25*10$^{22}$ [cm$^{-2}$ ] to 1.18*10$^{21}$ [cm$^{-2}$ ] according to the increase of N$_{2}$O gas. It was also found that PECVD oxynitride films have low trap density in the oxide and interface in comparison with PECVD nitroxide films, and has higher refractive index and capacitance than oxide films. In particular, oxynitride film formed in gas ratio of N$_{2}$O/(N$_{2}$O+NH$_{3}$)= 0.88 shows increased capacitance and decreased leakage current due to small portion of hydrogen in oxide and the accumulation of nitrogen about 4[atm.%] at the interface.
본 논문에서는 고에너지 전자선(6MeV)을 조사한 피부의 세포막 모델에서 공기의 주요 구성성분인 $N_2-O_2$ 혼합기체가 압력차에 따른 투과도차의 변화를 나타내고 결국 $N_2-O_2$ 분리투과성의 변화로 나타내어 기체분자가 분리 전달되는 특성을 연구하였다. 이 실험에 사용한 재료로 피부의 세포막 모델은 polydimethyl siloxane (PDMS)분말을 polysulfone과 결합시킨 비다공성 복합막, 압축공기와 순도 99.9%인 산소, 질소기체통, 산소분석기(LC-700H, Japan), soap-bubble flow meter, wet-test meter, pressure regulator, back-pressure regulator, permeation cell, Linac 전자선 조사기 등을 사용하였다. 실험방법으로는 $N_2-O_2$ 기체투과 장치를 이용하여 피부세포막모델의 온도는 $36.5^{\circ}C$로 고정한 후에 기체의 온도도 $15^{\circ}C$로 고정하고 조작압력법위를 $1{\sim}6kg_f/cm^2$로 하며 각각 $1kg_f/cm^2$ 단위로 측정하였다. 방사선을 조사한 피부의 고분자막(세포막모델)에서 공기를 구성한 $N_2-O_2$ 혼합기체의 분자가 압력차에 따른 투과도차가 발생하여 피부세포에 비정상적으로 전달되는 과정을 실험을 한 결과 아래와 같은 결론을 추론하게 되었다. 피부의 고분자 막(세포막모델)에서 $N_2-O_2$ 혼합기체의 투과분리특성의 변화에 대하여 알아본 결과 방사선을 조사하지 않은 때 질소와 산소의 투과도 변화는 각각 $1.19{\times}10-4{\sim}2.43{\times}10^{-4}$과 $1.72{\times}10^{-4}{\sim}2.6{\times}10^{-4}[cm^3(STP)/cm^2{\cdot}sec{\cdot}cmHg]$이며 방사선조사로 질소와 산소의 투과도 변화는 각각 $0.19{\times}10^{-4}{\sim}0.56{\times}10^{-4}$ 과 $0.41{\times}10-4{\sim}0.76{\times}10^{-4}[cm^3(STP)/cm^2{\cdot}sec{\cdot}cmHg]$이며 4~10배 정도 낮아짐을 알 수가 있었고 방사선을 조사하지 않은 때 질소에 대한 산소의 이상분리인자 ${\alpha}^*$의 값은 1.32~0.42로 나타내었으며 방사선조사로 질소에 대한 산소의 이상분리인자 ${\alpha}^*$의 값은 0.237~0.125이며 4~5배 정도 낮아짐을 나타내었다. 또한, 압력차가 $1{\sim}6kg_f/cm^2$로 증가함에 따라서 작업변수인 cut가 0에 접근할수록 투과도상의 산소부화도는 증가하지만 반면에 압력비 Pr이 0에 가까워질수록 투과도상의 산소부화도는 방사선조사로 4~19배 정도 감소하였다. 방사선의 조사 유 무에 관계없이 압력차가 $1{\sim}6kg_f/cm^2$ 로 증가함에 따라서 질소, 산소 및 공기의 투과도는 증가하였지만 질소에 대한 산소의 선택성은 감소하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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