열플라즈마는 주로 아크 방전에 의해 발생시킨 전자, 이온, 중성입자(원자 및 분자)로 구성된 부분 이온화된 기체로, 국소열평형상태를 유지하여 구성입자가 모두 수천에서 수만도에 이르는 같은 온도를 갖는 고속의 제트 화염 형태를 이루고 있다. 이렇게 고온, 고열용량, 고속, 다량의 활성입자를 갖는 열플라즈마의 특성을 이용하여, 종래 기술에서는 얻을 수 없는 다양하고 효율적인 산업적 이용이 활발히 진행되고 있다. 용사코팅은 노즐 출구를 통해서 외부로 방출되는 열 플라즈마 화염을 이용하는 것으로 이 화염의 와류 특성으로 인하여 외기의 가스가 화염내부로 침투하는 특성을 가진다. 이러한 현상은 열원의 냉각효과 외에도 외기를 구성하는 기체 분자의 내부 유입을 의미하는 것으로 대기 상태에서 공정이 이루어진다면 열원 내로 유입되는 대기 내의 산소가 모재 표면과 반응하여 산화가 진행된다. 이러한 산화과정은 용사 코팅의 품질을 저하시키는 요인이 되므로, W, Ti 등과 같은 반응성이 높은 재료의 코팅은 산화과정을 방지하기 위하여 진공에서 코팅을 하여야만 한다. 진공 플라즈마용사코팅은 진공 또는 저압의 불활성 분위기 중에서 열플라즈마 화염에 용사재료를 투입하여 플라즈마 화염 내부에서 순간적으로 이를 용융시킨 후 고속으로 분출, 모재에 적층시키는 코팅공정이다. 이때 분말상의 용사재료를 고속으로 화염 중심에 투입하여 최대 에너지 전달이 이루어지도록 하는 것이 적층효율 및 코팅품질을 향상에 필수적이다. 하지만 플라즈마 화염 내부를 고속으로 이동하는 입자의 온도와 속도 및 궤적을 측정하여 제어하는 것은 매우 어렵기 때문에, 통상 형성된 코팅의 구조와 두께로부터 경험적으로 파라미터를 결정하는 것이 일반적이다. 본 연구에서는 초고속 레이저 카메라와 이미지 분석용 소프트웨어를 이용하여 플라즈마 화염내의 비행입자 궤적을 추적하고, 이를 통해 분말 이송가스의 유량이 코팅 효율 및 미세구조에 미치는 영향을 조사하였다. 플라즈마 화염은 중심부가 가장 높은 온도와 속도를 가지고 있기 때문에, 분말 이송가스의 유량이 적을 경우 투입된 분말은 단지 플라즈마 화염의 상부 경계면을 지나는 궤적을 갖게된다. 이로 인해 분말의 용융이 충분히 이루어지지 않아 적층 효율이 낮고 미용융 입자 및 기공이 많은 미세구조를 보였다. 이송가스 유량을 증가시키게 되면, 분말의 궤적은 플라즈마 화염의 중심부를 지나게 되어 적층 효율이 증가하고 미세구조 또한 개선되었다. 하지만 이송가스 유량이 지나치게 클 경우, 투입된 분말 입자는 플라즈마 화염을 조기에 관통하게 되어 비행궤적은 온도와 속도가 낮은 영역에 형성되었다.
리튬 이온 2차 전지의 부극으로 사용되는 탄소전극은 초기 충전시 전극 표면에 Solid Electrolyte Interphase (SEI)라고 불리는 부동태 피막을 형성한다. 초기 충전과정에서의 용매분해로 형성된 막은 충방전 용량에 큰 영향을 주는 것으로 조사되었다. 본 연구에서는 Kawasaki Mesophase Fine Carbon 부극과 1 M $LiPF_6,EC:DEC$ (1:1, 부피비)에 $Li_2CO_3$를 첨가하여 전극/전해질 계면에서 초기충전 온도에 따라 형성되는 부동태 피막의 전기화학적 특성을 시간대 전압법, 순환 전압-전류법, 임피던스법을 이용하여 조사하였다. 관찰된 결과에 따르면, 용매분해 반응이 일어날 때 리튬 이온의 전도도에 따라 용매분해 전위가 달라졌으며, 저온으로 갈수록 $Li^+$ 이온의 전도성이 떨어져 분해 전위 차이가 나타남을 알았다. 또한 여러 온도조건에서 초기 충전시 형성된 피막의 저항은 온도별로 달라짐을 확인하였다.
본 논문에서는 리튬이온 이차전지의 음극에 사용될 수 있는 $CNT/Co_3O_4$ 나노복합체의 합성과 전기화학적 특성에 대해 보고하고 있다. 고용량을 가진 산화물 음극 중 하나인 $Co_3O_4$의 부족한 전기 전도성을 보완하고 상변이 과정에서 발생하는 응력(stress)를 완충하기 위해 CNT와의 복합화가 시도되었다. 그 결과 카본나노튜브 표면에 수 nm 크기의 $Co_3O_4$를 균일하게 분산시켜 복합화 하는데 성공하였으며 제조된 $CNT/Co_3O_4$ 나노복합체는 우수한 고율특성과 안정적인 사이클 특성을 나타내었다. 또한 기존의 상용화된 음극물질인 흑연 보다 높은 방전용량을 가지고 있어 리튬이온 이차전지의 음극물질로 활용될 수 있는 가능성을 보여주었다.
용량이행형 방전회로를 이용하여 장펄스 XeCl 엑시머 레이저를 발진 시켰으며, 펄스폭은 150ns(FWHM)이었다. 펄스폭에 영향을 미치는 가스분압 및 capacitance의 비에 따른 펄스폭의 변화를 관측 하였으며, 이로부터 단펄스에서 장펄스로의 발진을 쉽게 얻을 수 있음을 알았다. 일정 가tm 혼합 비율([Xe]/[HCl]=15)의 상태에서 HCl과 Xe가스의 분압이 감소함에 따라 광 펄스폭의 최대 변화량은 125ns이었고, 일정 압력 하에서의 capacitance비(Cm/Cp) 변화에 늘어나는 광 펄스폭의 변화량은 60ns이었다.
열병합발전 시스템은 환경 친화적인 동시에 상대적으로 고 효율의 에너지 시스템으로서 분산 방전설비의 혁신 기술중 하나이다, 아울러 열병합발전 시스템운 열과 전기의 분산공급에 적절한 발전 시스템이다. 그러나, 열병합발전 시스템의 계통 연계는 전압 소정, 전압변동, 보호협조, 안전등의 제반 연제문제를 수반한다. 특히, 이러한 연계문제 중 열병합발전 시스템의 배전계통 연계.분리 운전은 배전계통의 전압조정 및 변동에 영향을 미칠 것이 예상된다. 최근 수용가 소유의 컴퓨터 및 민감한 전자소자의 사용 증가로 인하여 전력품질온 중요한 고려사항이 되고 있다. 따라서 열병합발전 시스템과 관련한 전압품질은 반드시 분석되어야만 한다. 왜냐하면 전압품질은 전력 품질의 중요한 요소이기 때문이다. 본 논문에서는 열병합발전 시스템의 배전계통 연계 운전에 따른 순서전압변통 에 대하여 컴퓨터 시물레이션을 롱하여 분석하였고、 또한 이의 억제 대책을 제시하였다. 아울러 순시전압변동 측면에서 본 피더 당 열병합발전시스템의 단위 도입 용량을 평가하였다. 본 논문의 결과는 열병합발전 시스템 또는 분산형 전원의 계통 연계 표준. 가이드라인에 유용한 자료가 되리라 믿는다.
We studied relation of X-ray diffraction and charge/discharge capacity of LiMn$_2$O$_4$ cathode. LiMn$_2$O$_4$ is prepared by reacting stoichiometric mixture of LiOH.$H_2O$ and MnO$_2$ (mole ratio 1 : 2) and heating at $700^{\circ}C$, 80$0^{\circ}C$ for 24hr, 36hr, 48hr, 60hr and 72hr. Through X-ray diffraction pattern, it is analyzed that crystal structure and lattice parameter and peak ratio so on. We obtained X-ray diffraction pattern that varied lattice parameter and peak intensity by function of calcining temperature and time. Cathode active materials calcined at 80$0^{\circ}C$ for 36hr shown that (111)/(311) Peak ratio at X-ray diffraction pattern was 0.37. It means that crystal structure is formed very well in this temperature and time. In the result of charge/discharge test, cathode active material calcined at 80$0^{\circ}C$ for 36hr displayed excellent charge/discharge properties than that of cathode active materials calcined at other temperature and title. In this study, we certified that spinel structure basied cubic is formed very well at 80$0^{\circ}C$ for 36hr. In this case, (111)/(311) peak ratio at X-ray diffraction is 0.37, and charge/discharge properties is excellent than others.
This paper dealt with a partial discharge (PD) detection method for insulation diagnosis in cast-resin transformers. To detect PD pulse, a planar-capacitive probe was designed and fabricated. The probe has no insulation problem and can be installed on cast-resin transformers even in operation since it does not connect with high voltage conductor. The PD measurement system consists of the capacitive probe, a coupling network of 100 [kHz] low-cutoff frequency, and an amplifier with a gain of 40 [dB] and a frequency bandwidth of 500 [Hz]~45 [MHz]. A plane-needle and a plane-plane electrode system were fabricated to simulate insulation defects in a cast-resin transformer. Sensitivity of the PD measurement system, which is evaluated by a standard calibrator was 0.35 [mV/pC] for positive and 0.45 [mV/pC] for negative, respectively. The PD detection by the capacitive probe was less sensitive than that by a coupling capacitor according to IEC 60270, but we could analyze the magnitude and the phase distribution of PD pulse.
AM파의 검파에 있어서 반송파의 주파수와 변조신호의 현파수와의 비가 10:1 이하로 되면 종래의 AM검파기로는 만족할만한 파형의 검파출력을 얻을 수 없다. 이와같이 초광대성 AM신호의 검파가 불가능하였든 것은 검파회로내에 있는 R-C 회로의 충방전현상으로 인한 것이며 이것이 AM 또는 FM초다중통신의 통신용량을 제안하는 한 원인이되고 있다. 본논문에서는 이 문제의 해결책으로서 다상포낙선검파법을 제안하며 아울러 동검파법의 이론적인 해석도 제시하였다. 본다상포낙선검파법을 이용하면 AM파의 반송파의 편파수와 변조신호의 편파수와의 비가 1:1에 가까울때에도 요구되는 여하한 충실도라도 충족시킬수 있는 AM검파파형을 얻을 수 있다. 본다상포낙선검파법의 이론적인 뒷받침을 위하여 본논문에서 제창한 두가지의 구성방안중에서 주파수변환방식을 대하여 실험하였다.
리튬이온전지의 음극재로 높은 이론적인 용량과 낮은 방전 전위 및 무독성을 가진 실리콘이 높은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 리튬이온전지의 고효율 음극재로 활용을 위한 실리콘-탄소나노튜브-탄소(Si-CNT-C) 복합체를 제조하였다. 복합체 제조를 위해서는 에어로졸 자기조립과 후 열처리 공정을 사용하였다. 제조된 Si-CNT-C 복합체는 구형이었으며 평균 입자크기는 $2.72{\mu}m$이었다. 복합체의 크기는 실리콘 및 탄소나노튜브의 농도가 증가할수록 커지는 것을 확인하였다. Si-CNT-C 복합체는 탄소나노튜브와 글루코스에서 탄화된 탄소가 실리콘 입자들을 중심으로 표면에 부착된 형태이었다. 제조된 Si-CNT-C 복합체는 전기화학 분석을 통해 순수한 실리콘보다 우수한 사이클 성능을 보여주고 있음을 확인하였다.
다공성 $LiMn_{0.6}Fe_{0.4}PO_4$ (LMFP)를 졸-겔법을 이용하여 합성하였고, 원료물질을 양론비로 혼합한 후 혼합물을 $600^{\circ}C$에서 10시간 동안 가열하여 입자 표면 전체에 전도성 탄소물질이 균일하게 형성된 LMFP을 제조하였다. LMFP의 결정구조는 리트펠트법에 의해 조사하였고, 표면구조와 기공특성은 주사전자현미경, 투과전자현미경, BET로 분석하였다. 제조된 LMFP는 표면적이 크고, 입자 표면에는 웹(web) 형태의 다공성 탄소층이 균일하게 형성되어 있는 것을 확인하였다. 상온에서 LMFP를 양극으로 사용하여 0.1 C의 전류밀도에서 초기방전용량은 152 mAh/g, 에너지밀도는 570 Wh/kg로 높았고 사이클 성능도 장기적으로 안정적이었다. 졸-겔법에 의해 제조된 LMFP는 높은 기공도와 균일한 탄소코팅에 의한 시너지효과로 이온확산이 용이하여 우수한 전기화학적 특성을 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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