• 한국재료학회지
• /
• 제24권5호
• /
• pp.243-248
• /
• 2014

Silicon-carbon composite was prepared by the magnesiothermic reduction of mesoporous silica and subsequent impregnation with a carbon precursor. This was applied for use as an anode material for high-performance lithium-ion batteries. Well-ordered mesoporous silica(SBA-15) was employed as a starting material for the mesoporous silicon, and sucrose was used as a carbon source. It was found that complete removal of by-products ($Mg_2Si$ and $Mg_2SiO_4$) formed by side reactions of silica and magnesium during the magnesiothermic reduction, was a crucial factor for successful formation of mesoporous silicon. Successful formation of the silicon-carbon composite was well confirmed by appropriate characterization tools (e.g., $N_2$ adsorption-desorption, small-angle X-ray scattering, X-ray diffraction, and thermogravimetric analyses). A lithium-ion battery was fabricated using the prepared silicon-carbon composite as the anode, and lithium foil as the counter-electrode. Electrochemical analysis revealed that the silicon-carbon composite showed better cycling stability than graphite, when used as the anode in the lithium-ion battery. This improvement could be due to the fact that carbon efficiently suppressed the change in volume of the silicon material caused by the charge-discharge cycle. This indicates that silicon-carbon composite, prepared via the magnesiothermic reduction and impregnation methods, could be an efficient anode material for lithium ion batteries.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제29권4호
• /
• pp.63-69
• /
• 2022

이산화 바나듐은 금속-절연체 전이라는 독특한 특성으로 인해 기초적인 소재 연구 및 산업에의 응용을 위한 연구가 꾸준하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 통전활성소결법으로 제조한 이산화 바나듐의 금속-절연체 전이 특성에 마그네슘과 텅스텐 첨가가 미치는 영향을 연구하였으며, 덩어리 시편을 대상으로 그 거동을 고찰하였다. 상용 분말과 통전활성소결법을 이용하여 열처리를 진행하여 제작한 시편의 경우 격자 상수의 변화는 크지 않고 이차상이 존재하였으며, 이로 인해 상전이 온도는 64.2-64.6℃에 분포하는 것으로 나타났다. 반면 불순물의 종류와 함량에 따라 전기전도도는 최대 2.4배 증가하거나 최대 57.4배 감소하는 거동을 나타냈다. 열전도도는 불순물의 첨가에 따라 증가하는 거동을 나타냈으며, 상전이 온도 이전에서는 1.8~2.5 W/m·K, 성전이 온도 이후에서는 1.9~2.8 W/m·K의 값을 가졌다. 이러한 물성 변화는 불순물의 첨가로 인한 전하 나르개 농도의 변화, 불순물의 산란중심, 미세구조의 변화 등이 복합적으로 작용한 결과로 해석할 수 있다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제31권2호
• /
• pp.26-29
• /
• 2013

마찰교반용접(FSW) 및 마찰교반처리(FSP) 기술 관련 국제 심포지움인 'Friction Stir Welding & Processing VII'에서 발표된 연구논문의 내용을 토대로 아래와 같이 최신 연구개발 동향을 정리하였다. ${\cdot}$ 알루미늄합금과 마그네슘합금의 경량금속에 대한 마찰교반용접이 주류를 이루었던 과거와 달리 최근에는 구조용 연강, 고강도강, 초내열합금 및 타이타늄 합금 등의 고융점 금속재료에 대한 마찰교반용접 공정기술 및 툴의 개발이 수행되고 있다. ${\cdot}$ 주조재 표면 조직의 균질화 및 나노 사이즈의 초미세 결정립 조직을 얻기 위한 개질(改質)을 비롯하여 CNTs 및 Graphene 등의 첨단 탄소소재를 판재의 표면에 코팅 또는 판재 내부에 분산시켜 금속기 나노탄소복합재(MMNCC: Metal Matrix Nano Carbon Composites)의 제조 및 기계적 특성 향상을 목적으로 하는 FSP 관련 연구가 다각적으로 수행되고 있다. ${\cdot}$ 마찰교반용접 공정 중의 접합부의 형성 및 금속유동(Metal flow)에 대한 모델링(Modeling) 관련 연구가 다수 진행되고 있으며, 수학적 해석 및 실시간 모니터링을 통한 연구가 의욕적으로 진행되고 있다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권2호
• /
• pp.7-13
• /
• 2019

본 연구에서는 이종경량재료의 마찰교반용접을 모사할 수 있는 유한요소 해석모델을 개발하고, 이를 통해 기초분석과 실용적 적용 가능성에 대해 고찰하였다. Coupled Eulerian Lagrangian 에 기반한 유한요소모델을 구성하였으며, 해석 모델은 외연적 시간적분을 이용하여 열-온도, 변위-응력 물리계로 이루어진 다중 물리계를 복합적으로 계산하며, 용접툴 표면과 피용접 재료 간 마찰, 극심한 소성변형으로 인한 열에너지 발생, 그리고, 밑면을 통한 열에너지 소산 등 열발생원과 열전달 메카니즘이 모두 고려되었다. Al6061T6와 AZ61 판재의 맞대기용접을 고려하였으며, 주요 용접변수인 용접 속도와 용접툴 회전속도를 변화시킨 세 가지 조건에 대해 해석을 실시하였다. 각 해석은 피용접물의 온도분포, 결함의 분포, 소성변형률 분포가 출력이 가능하였다. 구축한 모델을 이용한 해석 결과 알루미늄보다는 마그네슘부에서 더 높은 온도가 발생하였으며, 회전속도가 커질수록 최대 온도가 증가하기보다는 알루미늄쪽으로 높은 온도가 분산되어 가는 경향을 보였다. 또한, 회전속도가 커질수록 피용접물 재료가 위로 올라오는 플래시 결함의 경향 예측이 가능하였으나, 툴 주변 결함 형성예측은 메시가 세밀하지 못하여 정확한 결과를 산출하기에는 부족하다고 볼 수 있다. 본 모델은 마찰교반용접 중 발생 가능한 여러 물리계의 여러 물리적 현상을 실제에 가깝게 반영하고 있으며, 실험적으로 밝히기 어려운 기초 분석에 응용될 수 있으나, 1달이 넘는 해석소요시간을 감안하면 실용적으로 최적의 용접조건 도출에 응용되기는 어렵다고 판단된다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.163-163
• /
• 2017

철강재는 대량 생산이 가능하여 경제성이 뛰어나고 기계적 성질도 우수하여 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있다. 그러나 철강재는 부식 환경에 취약하기 때문에 그 용도에 따라 다양한 내식성을 부여하는 표면처리를 적용하고 있다. 이러한 철강재에 대한 내식성 표면처리로는 용융아연도금(HDG)과 용융알루미늄도금(HDA)이 우수한 내식성과 다양한 특성으로 널리 사용되고 있으며 아연과 알루미늄을 접목시킨 갈바륨(GL)도금 또한 우수한 내식성 코팅으로 알려져 있다. 또한 최근에는 기존 용융아연도금에 알루미늄(Al) 과 마그네슘(Mg)을 첨가한 3원계 도금강판이 개발되어 기존 용융도금강판 대비 고내식 코팅으로 알려져 있으며 그 적용은 점차 확대되고 있는 추세이다. 일반적으로 이와 같은 강판소재의 내식성 평가에 대해서는 실제 사용할 환경에 폭로하여 비교-시험 하는 것이 가장 확실하고 신뢰도가 높은 방법이다. 그러나 이러한 방법은 경우에 따라 수년에서 수십년에 이르는 장시간이 소요된다. 그러므로 이 방법을 대체하기 위한 각종 가속적 부식 시험들이 널리 적용되고 있다. 즉, 그 목적이나 용도에 따라 염수분무(SST), 침지(Immersion) 및 전기화학적 분극(Polarization) 등 실내에서 부식 시험 하는 방법이 사용되고 있다. 한편, 이러한 부식 가속 시험들은 실제 외부에서 폭로 시험한 결과와의 상관성이 불명확한 경우가 많아 종종 해석에 어려움을 갖고 있는 실정이다. 또한 이 시험 방법들은 동일 재료를 시험하더라도 시험방법의 차이에 따라 부식요인이나 해석방법이 다르므로 인해 그 내식성 결과가 다르게 나타날 수 있다. 그 중 시험목적에 따라 전기화학적 분극 또는 임피던스 분광법(EIS)과 건조 및 습윤 등의 부식 환경 인자들을 적용한 복합부식시험(CCT) 방법은 근사한 대안으로 주목받고 있다. 하지만 이들 시험 또한 실제 부식 환경과는 여러 환경 및 요인들이 다르기 때문에 그 시험방법에 따라 목적하는 시험 결과가 상이하게 나타날 수 있어 해석-평가 하기에 종종 곤란을 갖는다. 이에 따라 최근에는 재현성이 우수하고 실제 부식 환경을 유사하게 모사할 수 있는 내식성 시험과 해석-평가에 대한 내용이 주요한 과제로 사료되고 있다. 본 연구에서는 다양한 내식성 코팅 강판소재들에 대하여 염수분무(SST), 복합부식(CCT), 갈바닉 시험, EIS 시험을 통하여 부식시험 종류 및 시험 환경, 코팅 소재 별 부식경향을 비교-분석하고자 하였다. 또한 이들 부식 진행과정에서는 미세구조관찰(SEM), 결정구조 분석(XRD) 및 원소조성 분석(EPMA)을 통해 다양한 조건에 따른 강판소재들의 부식경향을 비교-평가하고, 실제 환경과의 상관성 및 가속관계를 도출하고자 하였다.

• 한국조리학회지
• /
• 제8권1호
• /
• pp.55-69
• /
• 2002

1. 본 연구는 우리나라의 나물류중 돌나물을 이용한 건강음료를 개발하기 위하여 기초성분을 조사하고, 채취시기에 따른 성분의 변화를 조사하여 천연식품재료로서 가치를 높이고자 일반성분, 무기성분, Ascorbic acid, Chlorophyll Polyphenol류와 향기성분에 대하여 조사하였다. 2. 돌나물의 일반성분은 3월과 5월 각각의 채취시기에 따른 성분의 변화는 거의 없었으나, 조지방은 3월 채취시료에서 약간 높았으며, 다른 나물류에 비해 수분함량이 많은 것으로 나타났다. 3. 무기성분의 함량은 칼슘, 마그네슘, 인, 칼륨, 나트륨순으로 함유되어 있으며 철, 구리, 아연 등은 미량 함유된 것으로 나타났다. 4. Ascorbic acid의 함량은 3월 시료에 비해 5월 시료에서 높게 나타났으나, 다른 엽채류에 비하여 적은 량 함유되어 있다. 5. Chlorophyll1의 함량은 3월 시료와 5월 시료를 실온에서 방치하며 측정한 결과 7일 후 각각 최초함량의 37.8%와 37.6% 정도가 감소되었는데, 외관상 큰 차이를 느끼지 못했다. 6. Polyphenol류 함량은 적은 량 함유되었고, 3월과 5월 시료 모두 5일 경과후 까지는 미량 감소하는 것으로 나타났다. 7. 향기성분은 3월 시료에서 9종, 5월 시료에서 11종을 각각 확인하였는데, 3월과 5월 시료에 모두 들어있는 성분은 7-Octen-4-ol, Nonanal, 2-Penta-decanone,6,10, 14-trimethy1, Decane,2,3,7-trimethy1이었다. 이와 같은 결과로 우리나라에서 예로부터 약용과 식용으로 이용되어왔던 돌나물이 식용 및 건강식품으로서의 가치가 높은 영양성분과 기호성분을 가지고 있으며, 이를 이용한 건강음료를 개발하므로서 농가의 소득증대 및 기타 다양한 봄나물들을 이용한 건강음료의 개발이 가능할 것으로 나타났다.achi, Japan)을 이용하여 관찰하였다. 실험결과의 통계분석은 95% 수준의 one-way ANOVA/Tukey's test를 이용하여 결과를 얻었다. 실험에 이용된 2종류 복합레진의 굴곡강도와 탄성계수는 C-factor치 증가에 따라 감소하였으며, 파단면 또한 C-factor의 증가에 따라 더 불규칙해지는 양상을 나타내었다. 본 실험의 결과 hybrid형 복합레진이 micro-hybrid형 복합레진에 비해 C-factor의 영향을 더 많이 받는 것으로 나타났으며, 와동의 C-factor증가가 굴곡강도나 탄성계수와 같은 복합레진의 물리적 성질을 저하시킨다는 것을 의미하였다.중합수축. 중합도 및 미세경도 측정치는 one-way ANO-VA와 Duncan's multiple range test를, 변연누출 정도는 chi-square test를 이용, 통계처리하여 다음의 결과를 얻었다. . 중합수축의 정도는 VIP$^{TM}$(Bisco) 사용군에서 전체 조사광도가 높을수록 큰 경향을 보여 600mW/$\textrm{cm}^2$군에서 가장 크게 나타났고, 그 다음으로 Pulse-delay군, 400mW/$\textrm{cm}^2$군, 200 mW/$\textrm{cm}^2$군 순이었고, Optilux 501$^{TM}$(Demetron/Kerr) 사용군에서는 Continuous 방식이 Ramp 방식 보다 크게 나타났다. . 중합도와 미세경도 값은 공히, 전체 조사광도가 높을수록 높게 나타났으며 , 최종 중합도는 44.77~54.98%의 범위를, 미세경도 값은 34.10~56.30의 범위를 보였다. . 미세누출은 전반적으로 상아질 변연이 법랑질 변연에 비해 많았고, VIP$^{TM}$(Bisco) 사용 군에서는