• Title/Summary/Keyword: 가혹 환경

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Characteristics of Solar Cell by Thermal Shock test (열충격 시험을 통한 태양전지 특성)

  • Kang, Min-Soo;Jeon, Yu-Jae;Son, Seon-Ik;Kim, Do-Seok;Shin, Young-Eui
    • 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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    • 2012.03a
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    • pp.91-95
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    • 2012
  • 본 연구에서는 열충격 시험을 통하여 Cell레벨에서의 효율저하 특성을 분석하였다. 열충격 시험은 PV모듈의 시험 규격인 KS C IEC-61215를 이용하여 보다 가혹한 조건인 $-40^{\circ}C$에서 $120^{\circ}C$의 조건으로 500사이클 수행하였다. I-V 측정을 통하여 효율을 분석한 결과, 열충격 시험 전 13.9%에서 열충격 시험 후 11.0%로 효율이 저하 됐으며, 감소율은 20.9% 나타났다.EL촬영을 통해 표면을 분석한 결과 Ribbon접합부 및 Gridfinger의 손상으로 확인 됐으며, 보다 정확한 효율 저하의 원인을 분석하기 위해 단면분석을 실시한 결과 표면손상으로 확인 되었던 위치의 Cell내부에서도 Crack을 확인 할 수 있었다. 또한 FF값을 분석한 결과 열충격 시험 전 72.3%에서 시험 후 62.0%로 11.8%의 감소율을 보였다. 따라서, 경년 시 나타나는 효율저하는 Cell자체의 소모전력 증가와 외부환경에 의한 표면 손상 및 Cell내부의 Crack에 기인하여 가속된다고 판단된다.

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Life Prediction and Fatigue Strength Evaluation for Surface Corrosion Materials (인공부식재의 피로강도평가와 통계학적 수명예측에 관한 연구)

  • 권재도;진영준;장순식
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.16 no.8
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    • pp.1503-1512
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    • 1992
  • The strength evaluation and life prediction on the corrosion part of structure is one of the most important subjects, as a viewpoint of reducing economic loss by regular inspection, maintenance, repair and replace. For this purpose, it has been difficult to obtain the available data on growth of pit depth or growth rate of each pit which depends on time. In this paper, the life prediction and strength evaluation method was suggested for the structure with irregular stress concentration part by surface corrosion. The statistical distribution pattern of corrosion depth and the degree of fatigue strength decline were confirmed according to corrosion period by artificial corrosion of SS41 steel. The life prediction and the fatigue strength evaluation of materials with consideration of the corrosion period on the extreme value statistic analysis by the data of maximum depth of corrosion and on random variable was studied.

마이크로 구동 요소부품의 PECVD를 이용한 플라즈마 질화 공정의 기계적특성 연구

  • Lee, Sang-Min;Kim, Gang-Sam;An, Gyeong-Jun;Lee, Ji-Hwan
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.301-301
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    • 2013
  • 구동형 부품(Actuated component)중의 하나인 LeadScrew는 이송장치를 구성하는 핵심 부품으로 소재로는 탄소강, 합금강, 스테인레스강 등이 주로 이용된다. 다양한 IT기기의 정밀 이송 및 고속 구동에 사용되며, 제품의 성능을 결정하는 중요 핵심 부품으로 사용되고 있다. IT기기용 구동 요소 부품은 정밀 가공성의 제약으로 내식성이 우수한 스테인레스강 소재보다는 일반적으로 소재비가 저렴하고 가공성이 우수한 탄소강 소재를 사용하게 되며, 위 소재를 사용하면 대기중의 수분등에 의한 부식환경에서 쉽게 부식되어 부식방지를 위한 표면처리 기술개발이 필요하다.또한, 구동형 부품은 부품 상호간의 심한 마찰 등과 같은 가혹한 조건에 노출되어, 부품의 내마모성 및 표면 경도등을 향상시켜 부품의 수명을 연장하고자 한다. 그러기 위해 선 표면경도, 내마모성, 내식성 등의 다양한 기능이 요구되며, 성능을 만족시키기 위해서 열표면처리 공정을 확인하고자 한다.본 연구에서는 냉간압조용 강선인 SWCH계열 표면에 PECVD 장치로 플라즈마 질화공정을 이용하여 동일조건(압력, Gas flow, Power)하에서 $500{\sim}550^{\circ}C$의 온도 범위 내에서 30~300 min의 시간 조건으로 실험을 진행하였다. 위 시험편으로 XRD를 통해 각 플라즈마 질화 공정 조건에 따른 상 변화를 확인하였고, 염수분무테스트를 통해 내식성을 확인하였다. 표면경도 및 단면경도를 통한 실용질화층을 확인하고, 마모테스트를 통하여 마찰계수를 확인하여 표면경도, 내마모성, 내식성을 충족하는 공정에 대한 실험을 진행하였다.

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Influence of Pulsed Current and Plating Thickness on Formation of Micro-cracks in Hard Chromium Plating. (펄스 전원 및 도금 두께가 경질 크롬 도금의 마이크로 크랙 발생에 미치는 영향)

  • Jeong, Eun-Cheol;Son, Gyeong-Sik;Kim, Yong-Hwan;Jeong, Won-Seop
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2016.11a
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    • pp.169-169
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    • 2016
  • 크롬산 용액에 황산을 촉매로 하여 Sargent에 의해 개발된 크롬도금은 경도, 내식성, 내마모성 등의 특성이 우수하다. 이로 인해 장식용 박막 도금뿐만 아니라 경질의 후막 도금층을 형성이 가능함으로써 기계 부품류를 비롯한 산업 전반에 걸쳐 폭넓게 적용되고 있다. 이러한 크롬도금이 적용된 소재부품에 대해 장수명화와 더불어 가혹한 환경에서의 사용요구가 점차 증가하고 있으며, 이를 위해서는 보다 더 우수한 내식성과 기계적 물성을 확보해야할 필요성이 높다. 한편 경질 크롬 도금의 내식성과 관련해 도금 과정에서 발생하는 마이크로 크랙에 의해 제품의 내식성의 한계를 나타내게 된다. 본 연구에서는 내식성이 우수할 뿐만 아니라 표면 경도가 우수한 도금층을 얻기 위해 도금 전류 조건으로 펄스 전류를 적용하는 방안을 시도한 것으로 펄스전류를 적용하여 경질크롬도금 시 크랙 발생에 미치는 영향을 조사하였다. 도금욕은 일반적인 경질크롬도금에 사용되는 Sargent 욕을 이용하였고, duty ratio를 조절하여 전류 조건 변화에 따른 단면 내 크랙의 수 변화를 관찰하여 최적의 전류 조건을 도출하였다. 그리고 도출된 전류 조건을 이용해 도금 두께에 따른 크랙 수 변화를 관찰하였고, 이때의 경도를 측정하였다. 또한 XRD 분석을 통해 도금 전류 조건 및 시간 변화에 따른 결정구조 변화를 확인하였다. 실험결과 펄스 전류를 적용하는 경우, 기존 직류 적용 시에 비해 크랙 발생을 현저하게 감소시킬 수 있었으며, 사실상 크랙프리(Crack free) 도금이 가능하였다. 또한 크랙의 감소와 함께 경도 저하가 나타나게 되나 펄스 전류 인자의 최적화에 따라 이러한 경도 저하 현상의 최소화가 가능하였다.

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Development of Icing Simulation Device for Gas Turbine Icing Test (가스터빈 결빙시험용 결빙모사장치 개발)

  • Lee, Gyeong-Jae;Lee, Jin-Geun;Go, Seong-Hui;Jeon, Yong-Min;Yang, Su-Seok;Lee, Dae-Seong
    • Aerospace Engineering and Technology
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    • v.5 no.2
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    • pp.37-46
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    • 2006
  • The outside environment is very severe while aircraft is cruising. Especially small particle of icing in cold air condition can have negative influence on aircraft performance. If ice particle is attached to leading edge of wing, it can change wing configuration and decrease flight quality. If icing particle is attached to inlet of engine, it can damage compressor blade and have negative influence to aircraft safety. We make icing simulation device with liquid air system for analyzing about variation of engine performance due to incoming of icing to engine.

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Performance Analysis of a Trellis coded 4-CPFSK over an Statistical Underwater Acoustic Channel (통계적 수중음향 채널에서 트렐리스 부호화된 4-CPFSK의 성능분석)

  • Kang, Hee-hoon
    • Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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    • v.54 no.6
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    • pp.140-145
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    • 2017
  • A channel is very sever in an underwater acoustic communication. Therefore, a modulation method with high spectrum efficiency is needed in an underwater acoustic communication. PSK(phase shift keying) for transmitting 1 bit or 2 bits is robust to noise, but sensitive to noise about more than 3 bits. CPFSK error performance for transmitting 1 bit or 2 bits is similar to that of PSK and CPFSK decreases high frequency components in modulation signal. In the paper, I analyze the performance of trellis coded 4-CPFSK modulation.

Fatigue and Severity Analysis of Drive Axle Parts According to Forklift Driving Environmet (지게차 주행 환경에 따른 드라이브 엑슬 부품의 피로 및 가혹도 분석)

  • Yeong Jun Yu;Young Chul An;Kwang-Hee Lee;Joeng Hyun Park;Daeyup Lee;Chul-Hee Lee
    • Journal of Drive and Control
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    • v.20 no.2
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    • pp.24-30
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    • 2023
  • This study aimed to analyze the fatigue of forklifts in industrial settings by assessing their stress levels during operation. Strain gauges were affixed to the dynamic components of the forklifts to gather real-time data and enhance the reliability of the analysis. Although monitoring structural loads in harsh testing environments can be challenging, the affixed strain gauges on the dynamic components can provide more precise results and improve the interpretation of data. By creating testing modes that simulate forklift usage environments and performing experiments with selected cargo and driving modes, a comparison of the damage severity of forklift parts under different driving conditions was done. These results can be utilized to forecast the lifespan of forklift parts under extreme driving conditions and assist in the design and optimization of new parts in the future.

Reliability Assessment of Low-Power Processor Packages for Supercomputers (슈퍼컴퓨터에 사용되는 저전력 프로세서 패키지의 신뢰성 평가)

  • Park, Ju-Young;Kwon, Daeil;Nam, Dukyun
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.23 no.2
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    • pp.37-42
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    • 2016
  • While datacenter operation cost increases with electricity price rise, many researchers study low-power processor based supercomputers to reduce power consumption of datacenters. Reliability of low-power processors for supercomputers can be of concern since the reliability of many low-power processors are assessed based on mobile use conditions. This paper assessed the reliability of low-power processor packages based on supercomputer use conditions. Temperature cycling was determined as a critical failure cause of low-power processor packages through literature surveys and failure mode, effect and criticality analysis. The package temperature was measured at multiple processor load conditions to examine the relationship between processor load and package temperature. A physics-of-failure reliability model associated with temperature cycling predicted the expected lifetime of low-power processors to be less than 3 years. Recommendations to improve the lifetime of low-power processors were presented based on the experimental results.

Cavitation damage characteristics in seawater of electroless nickel plated gray cast iron (무전해 니켈 도금된 회주철의 해수 내 캐비테이션-침식 손상 특성)

  • Park, Il-Cho;Kim, Seong-Jong
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2016.11a
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    • pp.142-142
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    • 2016
  • 무전해 니켈 도금은 산업기계 부품, 자동차 부품, 항공 및 전자 통신 부품 등에 이르기까지 산업 전반에서 폭넓게 사용되고 있다. 이는 무전해 니켈 도금 층이 우수한 균일성, 내마멸성, 내식성 등을 지녀 관련 연구가 지속적으로 활발하게 진행되어 왔기 때문이다. 특히, 최근에 이르기까지 도금 층이 얇고, 우수한 내마멸성 및 낮은 마찰계수를 활용한 무전해 니켈 도금은 산업현장에서 기계 부품들의 수명을 연장시키고, 그 성능을 개선시키는데 용이하게 적용되고 있다. 본 연구에서는 이와 같이 무전해 니켈 도금 층의 우수한 특성을 활용하여 해수 부식과 캐비테이션-침식 복합 환경 하에 놓여 있는 금속 재료의 손상을 방지하고자 하였다. 이는 선박의 경우 최근 고속화, 대형화 추세에 따라 부품의 내구성 향상과 연비 효율성이 더욱 강조되고 있으며, 그에 따라 해수 속에서 고속 회전으로 더욱 가혹해진 캐비테이션 침식-부식 환경하에 놓인 선박의 프로펠러, 펌프 임펠러 및 케이싱 등의 금속재료 자체를 보호할 수 있는 고성능 재료의 개발이 요구되고 있기 때문이다. 또한 해양환경 하에서 무전해 니켈 도금 층에 대한 캐비테이션 침식 손상에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 회주철 표면에 무전해 니켈 도금을 실시하여 캐비테이션 침식 손상을 방지하고자 하였다. 무전해 니켈 도금을 실시하기 전 도금 층을 균일하게 형성하기 위해 샌드 페이퍼 #1200까지 연마 후 알칼리 탈지 실시하고, 산세(10% HCl)와 수세를 순차적으로 실시하여 전처리하였다. 이후 무전해 니켈 도금은 황산니켈, 차아인산나트륨, 구연산, 아세트산나트륨 그리고 미량의 질산납으로 구성된 도금욕에서 pH 4-6, $80-90^{\circ}C$의 조건으로 실시하였으며, pH는 NaOH를 이용하여 조정하였다. 이렇게 제작된 무전해 니켈 도금 층에 대하여 천연 해수 속에서 ASTM-G32 규정에 의거한 캐비테이션 침식실험을 통해 내구성을 평가하였다. 캐비테이션 실험 후에는 무게 감소량, 표면 손상깊이, 침식 손상 경향 등을 종합적으로 분석 비교하였다. 그 결과, 회주철에 대하여 무전해 니켈 도금을 실시할 경우 현저한 캐비테이션-침식 저항성 향상이 관찰되었다.

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Electrochemical characteristics of Ni alloy arc thermal spray coated SS400 steel to improve corrosion resistance in marine environment (해양환경 하에서 SS400강의 내식성 향상을 위한 니켈합금 아크 열용사 코팅 층의 전기화학적 특성)

  • Park, Il-Cho;Kim, Seong-Jong
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2016.11a
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    • pp.141-141
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    • 2016
  • 방식 코팅 기술은 조선해양산업은 물론 에너지, 철강 및 비철 소재, 건설 산업 등 산업 전반에서 폭넓게 적용되고 있다. 또한 산업 고도화에 따라 점차 가혹해지는 소재의 적용 환경을 고려해보면 향후 지속적으로 산업 수요가 증대될 것으로 예상할 수 있는 기술이다. 특히 아크 열용사법을 이용한 방식 코팅 기술은 미국이나 일본과 같은 선진국에서는 해양플랜트, 석유 시추시설 등 대형 해양 구조물은 물론 다리, 항만시설과 같은 철재 또는 시멘트 구조물의 방식 기술로 널리 적용되어 일반화된 기술이다. 그러나 국내에서는 아직까지도 초기 비용 상승 및 미약한 관련 기술 등의 이유로 대부분 방식도료를 사용하고 있는 실정이다. 그리하여 단기 수명에 따른 재시공 시 많은 환경오염을 유발하는 방식도료를 대체할 수 있는 아크 열용사법을 이용한 방식코팅 기술에 대한 관심과 수요가 점차 증가되고 있다. 그 일환으로 본 연구에서는 해양 구조물 강재의 방식을 위해 니켈계 용사재료를 이용하여 아크 열용사 코팅을 실시한 후 다양한 전기화학적 실험을 통해 내식성을 평가하고자 하였다. 아크 열용사 코팅은 구조용 강재 SS400강에 대하여 니켈합금 선재(1.6 Ø)를 사용하여 실시하였다. 용사 시 용사거리는 200 mm, 공기압력은 약 $7kg/cm^2$ 정도로 유지하면서 용사코팅을 실시하여 약 $200-250{\mu}m$ 두께로 코팅 층을 형성시켰다. 그리고 전기화학적 실험은 천연해수 속에서 자체 제작한 홀더(holder)를 이용하여 $3.14cm^2$의 용사코팅 층만을 노출시켜 실시하였다. 그리고 기준전극은 은/염화은 전극을, 대극은 백금전극을 사용하였다. 전기화학적 실험을 통해 부동태 특성 및 용사코팅 층 표면의 양극 용해반응 특성을 분석하기 위한 양극분극 실험은 OCP로부터 +3.0 V까지 실시하였다. 또한 부식전위 및 부식전류밀도 분석을 위한 타펠분석은 OCP를 기준으로 -0.25에서 +0.25 V까지 분극시켜 실시하였다. 그리고 주사전자현미경과 3D 분석을 통해 부식손상 표면을 관찰하였다. 그 결과 니켈합금으로 용사코팅된 강재의 내식성이 상당히 향상되었다.

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