Currently graphite is used as an anode active material for lithium ion battery. However, since the maximum theoretical capacity of graphite is limited to $372mA\;h\;g^{-1}$, a new anode active material is required for the development of next generation high capacity and high energy density lithium ion battery. The maximum theoretical capacity of Si is $4200mA\;h\;g^{-1}$, which is about 10 times higher than the maximum theoretical capacity of graphite. However, since the volume expansion rate is almost 400%, the irreversible capacity increases as the cycle progresses and the discharge capacity relative to the charge is remarkably reduced. In order to solve these problems, it is possible to control the particle size of the Si anode active material to reduce the mechanical stress and the volume change of the reaction phase, thereby improving the cycle characteristics. Therefore, in order to minimize the decrease of the charge / discharge capacity according to the volume expansion rate of the Si particles, the improvement of the cycle characteristics was carried out by pulverizing Si by a dry method with excellent processing time and cost. In this paper, Si is controlled to nano size using vibrating mill and the physicochemical and electrochemical characteristics of the material are measured according to experimental variables.
Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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v.29
no.5
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pp.187-191
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2019
Perovskite-type oxides have consistently attracted considerable attention for their applications in high-temperature electrochemical devices, such as electrolytes and electrodes of solid oxide fuel cells, oxygen permeating membranes and sensors etc. Among them, the electrical conductivity of 10 % Sr and 10 % Mg doped $LaAlO_3$ (LSAM9191) was measured using impedance spectroscopy and 4-probe d.c. method. Below $550^{\circ}C$, the grain boundary resistance mostly determined the overall conductivity; however, it nearly disappeared above $800^{\circ}C$. Using the defect model and curve fitting, the ionic and electronic conductivity contributions were also separated. In the temperature region where the sample resistance is mostly determined by the grain volume property, LSAM9191 was an oxygen ion conductor at low $Po_2$ and a mixed conductor at high $Po_2$. With increasing temperature, the ionic conduction region only slightly increased. Thus, LSAM9191 is a promising material as an oxygen ion conductor at high temperature and in low $Po_2$.
As a result of population growth and economic growth, household and industrial wastes continue to rapidly increase every year. Especially, sewage sludge produced at final stage is increasing with the constant construction and putting in good order of the sewage plant. In addition to the government's prohibition for filling up the sludge, it became more and more difficult to discharge wastes to the sea as London Dumping Convention '96 came into effect. And sewage sludge and the livestock wastes are expected to be thoroughly prohibited from discharging to the sea from 2012. So we need desperately economical and useful alternatives to compact and reuse these wastes. The purpose of this study is to evaluate the utilization of solidified sludge-soil mixture as an enhancement and covering material. To determine the proper mixed ratio of solidified sludge, this study conducted basic physical properties tests, compaction tests, uniaxial compression tests, and permeability test. It was found that the higher the ratio of solidified sludge, the lower the coefficient of permeability. Upon the results of particle size distribution, the mixed ratio of solidified sludge that meet the enhancement material condition was 59% or lower for SP granite soil and 48% or lower for SM granite soil respectively.
Kim, Soo-yang;Choi, Jae-Hyuk;Rho, Bum-Seok;Kim, Junsoo;Kang, Jun;Lee, Won-Ju
Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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v.27
no.1
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pp.179-186
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2021
In this study, we attempted to comparatively analyze the structural characteristics of soot generated from marine engines to review the possibility of recycling crankcase soot by classifying it as exhaust soot and crankcase soot. The annealing procedure was performed in an argon gas atmosphere at 2,000℃ and 2,700℃, and Raman spectroscopy and High-Resolution Transmission Electron Microscopy(HRTEM) were used to analyze the structural properties of the samples. Furthermore, digital image processing techniques were utilized to quantitatively analyze the acquired HRTEM images. The Raman analysis demonstrated a relatively high G/D ratio in the exhaust soot and annealing conditions at 2,700℃. In the HRTEM images, both soot were able to identify similar forms of graphite nanostructures, but there were limitations in that they could not quantitatively derive differences in the degree of graphite depending on the type of soot and annealing temperature. Thus, digital image processing quantitatively analyzed the length and tortuosity of the fringe of the HRTEM image, which is consistent with the Raman analysis. This meant that the exhaust soot had a more graphite structure than the crankcase soot, and that annealing at a higher temperature improved the graphite structure. This study confirmed that both the crankcase soot and exhaust soot can be recycled as a graphite materials.
Interest in bio-signal monitoring of wearable devices is increasing significantly as the next generation needs to develop new devices to dominate the global market of the information and communication technology industry. Accordingly, this research developed a resistive textile strain sensor through a wetting process in a single-wall carbon nanotube dispersion solution using an E-Band with low hysteresis. To measure the resistance signal in the E-Band to which electrical conductivity is applied, a universal material tester, an Arduino, and LCR meters that are microcontroller units were used to measure the resistance change according to the tensile change. To effectively handle various noises generated due to the characteristics of the fabric textile strain sensor, the filter performance of the sensor was evaluated using the moving average filter, Savitsky-Golay filter, and intermediate filters of signal processing. As a result, the reliability of the filtering result of the moving average filter was at least 89.82% with a maximum of 97.87%, and moving average filtering was suitable as the noise filtering method of the textile strain sensor.
Installation damage of 3 types of geogrids was evaluated with compaction condition by laboratory tester. This experimental was in accordance with ENV ISO 10722-1. First, soil distribution and water content were conducted. And then we changed cyclic loading time and type of geogrids as a factor of installation damage. The samples are woven, warp-knitted, welded type of 6, 8, 10T. This study aims to give an insight into the relationships between installation damage and cyclic loading time. The result of studies was that strength of the damaged geogrids can be closely correlated with the time of loading cycles. Especially, welded type shows slower slope than two types of geogrids due to coating materials. That means welded type is coated with PP (Polypropylene), but the other two types of geogrids are coated with PVC (Polyvinyl Chloride). To confirm another factor different method was performed. The size of soil was used between 9.5 mm and 23.5 m to compare initial experimental. Cyclic loading compaction is taken 200 times before installation test and the reason is that the reduction factor of this case by installation damage was higher than other compaction loading conditions.
Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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v.24
no.4
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pp.79-84
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2017
The solar cells should be protected from the moisture and oxygen in order to sustain the properties and reliability of the devices. In this research, we prepared the protection films on the flexible plastic substrates by spray coating method using organic-inorganic hybrid solutions. The protection characteristics were studied depending on the various process conditions (nozzle distance, thicknesses of the coatings, film structures). The organic-inorganic solutions for the protection film layer were synthesized by addition of $Al_2O_3$ ($P.S+Al_2O_3$) and $SiO_2$ ($P.S+SiO_2$) nano-powders into PVA (polyvinyl alcohol) and SA (sodium alginate) (P.S) organic solution. The optical transmittances of the protection film with the thicknesses of $5{\mu}m$ showed 91%. The optical transmittance decreased from 81.6% to 73.6% with the film thickness increased from $78{\mu}m$ to $178{\mu}m$. In addition, the protective films were prepared on the PEN (polyethylene naphthalate), PC (polycarbonate) single plastic substrates as well as the Acrylate film coated on PC substrate (Acrylate film/PC double layer), and $Al_2O_3$ film coated on PEN substrate ($Al_2O_3$ film/PEN double layer) using the $P.S+Al_2O_3$ organic-inorganic hybrid solutions. The optimum protection film structure was studied by means of the measurements of water vapor transmittance rate (WVTR) and surface morphology. The protective film on PEN/$Al_2O_3$ double layer substrate showed the best water protective property, indicating the WVTR value of $0.004gm/m^2-day$.
The non-magnetic materials with non-conductive showing high structure dispersity were developed on the base of natural quartz and lava-scoria which was collected from Je-ju island in Korea, and treated by methane-chemical technology those were obtained novel properties of magnetization through the analyzing. Depending on the processing conditions and subsequent applications the materials produced by strong methane-chemical reaction (MCR) in alcohol solution showed concurrently magnetic, dielectric and electrical properties. The obtained magnetic-electrical powders classified by aggregate complex of their features as segnetomagnetics, containing a dielectric material as a carrying nucleus, particularly the quartz on that surface one or more layers of different compounds were synthesized having thickness up to 10~50 nm and showing magnetic, electrical and other properties. It was confirmed in magnetizing process that powders of quartz and lava-scoria produced by MCR were better oil adsorbent as of oleophilic and floating matter on water surface although their specific gravities are comparably more than 1 in quartz or less than unity, as that of water, in lava-scoira. Therefore, it will be Possible and very useful to remove low density and light gravity oil spillage in difficult recovery from sea and inland water contamination spread on water surface, by marine accident and ship sinking accident occurring frequently in recent years, by way of magnetic adsorbent conveyer system in continuous, if it could be built up the mass Production system of water-floating magnetizable oleophilic adsorbent materials with use of iow cost and good Qualify lava-scoria spread on volcano district in Je-ju island. And, there will also be urgent advent of necessity with strong possibility to develop useful applications of various magnetic functional materials include oleophilic adsorbent for removal of sea oil-contaminants and maritime pollutants, and other kinds of various utilities in industrial applications and practical uses of novel functional materials in the fields of environments and health care applications with in deep expectation.
Over the last decade, the hafnium-based gate dielectric materials have been studied for many application fields. Because these materials had excellent behaviors for suppressing the quantum-mechanical tunneling through the thinner dielectric layer with higher dielectric constant (high-K) than $SiO_2$ gate oxides. Although high-K materials compensated the deterioration of electrical properties for decreasing the thickness of dielectric layer in MOSFET structure, their nano-mechanical properties of $HfO_2$ thin film features were hardly known. Thus, we examined nano-mechanical properties of the Hafnium oxide ($HfO_2$) thin film in order to optimize the gate dielectric layer. The $HfO_2$ thin films were deposited by rf magnetron sputter using hafnium (99.99%) target according to various oxygen gas flows. After deposition, the $HfO_2$ thin films were annealed after annealing at $400^{\circ}C$, $600^{\circ}C$ and $800^{\circ}C$ for 20 min in nitrogen ambient. From the results, the current density of $HfO_2$ thin film for 8 sccm oxygen gas flow became better performance with increasing annealing temperature. The nano-indenter and Weibull distribution were measured by a quantitative calculation of the thin film stress. The $HfO_2$ thin film after annealing at $400^{\circ}C$ had tensile stress. However, the $HfO_2$ thin film with increasing the annealing temperature up to $800^{\circ}C$ had changed compressive stress. This could be due to the nanocrystal of the $HfO_2$ thin film. In particular, the $HfO_2$ thin film after annealing at $400^{\circ}C$ had lower tensile stress, such as 5.35 GPa for the oxygen gas flow of 4 sccm and 5.54 GPa for the oxygen gas flow of 8 sccm. While the $HfO_2$ thin film after annealing at $800^{\circ}C$ had increased the stress value, such as 9.09 GPa for the oxygen gas flow of 4 sccm and 8.17 GPa for the oxygen gas flow of 8 sccm. From these results, the temperature dependence of stress state of $HfO_2$ thin films were understood.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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