• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.127.2-127.2
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• 2016

연구된 Si위의 흡착원자들의 확산 메커니즘들에 비해 Ge 표면에서의 확산 메커니즘은 잘 알려져 있지 않다. 최근 연구에 따르면, 수소가 덮인 Ge(110) 표면에서 그래핀 결정 핵생성은 비등방적이며, 낟알 둘레없이 웨이퍼 크기로 성장시킬 수 있음을 보였다. 본 연구에서는 VASP(Vienna Ab-initio Simulation Package)의 NEB(Nudged Elastic Band) 방법을 이용하여 수소가 덮인 Ge(110) 표면과 청결한 표면에서 탄소원자의 확산 과정과 확산에 따른 에너지 장벽을 계산 하였다. 계산 결과 수소가 덮인 표면에서의 탄소원자 확산은 체인 방향으로 각각 3.29 eV, 2.67 eV의 에너지 장벽을 가지고 청결한 표면에서는 탄소원자가 게르마늄 연결을 치환하며 확산한다. 이때 에너지 장벽은 0.82 eV이고 치환된 게르마늄이 확산할 때는 각각 0.64 eV, 0.59 eV의 에너지 장벽을 넘어야 한다. 결과적으로 수소가 덮인 표면에서보다 청결한 표면에서 탄소 확산 에너지 장벽이 낮으며, 청결한 표면에서는 탄소가 게르마늄을 치환하고 치환된 게르마늄이 확산할 확률이 높음을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.111.1-111.1
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• 2016

진공 중 산화처리 방법으로 스테인레스강 표면에 형성한 크롬 산화막에 의한 수소 기체방출 저감 효과를 수치해석 방법으로 분석하였다. 스테인레스 강 진공 용기를 진공 중 산화처리하면 표면의 확산 방지막 효과에 의하여 수소 기체방출률을 낮출 수 있다고 알려져 있으나 그 구체적인 원리는 명확하지 않다. 표면 크롬 산화막의 수소 확산계수가 스테인레스 강 내부의 확산계수보다 작으므로 수소의 확산을 지연시켜 기체방출을 낮춘다는 설명이 가능하지만, 크롬 산화막의 두께 및 확산계수가 미치는 영향을 정량적으로 분석한 예는 없었다. 본 발표에서는 스테인레스강 진공용기의 크롬산화막과 모재 내부에 서로 다른 확산계수를 부여한 후 기체방출에 관여하는 확산 방정식을 수치해석으로 풂으로써, 표면의 확산 방지막에 의한 기체방출 저감 효과를 설명하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.119.2-119.2
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• 2016

가열탈기체 처리하면 표면의 물 분자를 빠르게 탈리시켜 단시간에 배기하는 동시에 진공용기 재료 내부의 수소 확산속도를 가속하므로 처리 후 수소 기체방출도 현저하게 낮출 수 있다. 가열탈기체 후의 진공계에서는 물 분자는 일부만 남고 진공용기 재료 내부에서 확산 되어 나온 수소가 잔류가스의 대부분이 된다. 이러한 가열탈기체 처리의 효과에 대해서는 익히 알려져 있으나 정량적으로 예측하기는 쉽지 않았다. 본 연구에서는 가열탈기체 조건이 수소 확산에 미치는 영향에 초점을 맞추어, 진공용기의 재료 및 두께에 따라 목표 진공도에 도달하기 위한 가열탈기체 처리 온도와 시간의 최적 조합을 수치 해석적으로 계산하고 비교하였다.

• The Science & Technology
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• v.8 no.2 s.69
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• pp.51-56
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• 1975

1.원자폭탄 가.핵분열 나.원자폭탄 2.수소폭탄 가.핵융합 나.수소폭탄 3.핵무기확산과 핵군추현황 가.핵무기 확산 나.핵무기확산방지조약

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.6
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• pp.709-715
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• 2010

The coupled model with hydrogen transport and elasto-plasticity behavior was introduced. In this paper, the effective factor of the hydrogen diffusion equation has been described. To assess the effective factor, finite element (FE) analyses including hydrogen transport and mechanical loading for boundary layer specimens with low-strength steel properties are carried out. The results of the FE analyses are compared with those from previous studies conducted by Taha and Sofronis (2001).

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.37 no.4
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• pp.267-274
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• 2024

Hydrogen embrittlement fracture poses a challenge in ensuring the structural integrity of materials exposed to hydrogen-rich environments. This study advances our comprehension of hydrogen-induced fracture through an integrated numerical modeling approach. In addition, it employs a ductile fracture model named the Gurson-cohesive model (GCM) and hydrogen diffusion analysis. GCM is employed as a fracture model that combines the Gurson model to illustrate the continuum damage evolution and the cohesive zone model to describe crack surface discontinuity and softening behavior. Moreover, porosity and stress triaxiality are considered as crack initiation criteria . A hydrogen diffusion analysis is also integrated with the GCM to account for hydrogen enhanced decohesion (HEDE) mechanisms and their subsequent impacts on crack initiation and propagation. This framework considers the influence of hydrogen on the softening behavior of the traction-separation relationship on the discontinuous crack surface. Parametric studies explore the sensitivity to diffusion properties and hydrogen-induced fracture properties. By combining numerical models of hydrogen diffusion and the ductile fracture model, this study provides an understanding of hydrogen-induced fracture and thereby contributes significantly to the ongoing efforts to design materials that are resilient to hydrogen embrittlement in practical engineering applications.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.25 no.6
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• pp.780-787
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• 2019

As a carbon-free, green growth alternative, internal and external interest in hydrogen energy and technology is growing. Hydrogen was added to co-axial methane, methane-propane, and methane-propane-ethane diffusion flames, which are the main ingredients of LNG, to evaluate its effect on flame formation and combustion products. The variation in combustion products produced by adding hydrogen gradually to diffusion pyrolysis at room temperature and normal pressure conditions was observed experimentally by using a gas analyzer, and the shape of diffusion pyrolysis was observed step by step using a digital camera. The experimental results showed that the production volume of nitrogen oxides tended to increase and became close to linear as hydrogen was added to the diffusion pyrotechnic. This is because the relatively high temperature of heat insulation and fast combustion speed of hydrogen facilitated the production of thermal NOx. On the other hand, CO2 production tended to decrease as hydrogen was added to reduce the overall carbon ratio contained in the mixed diffusion flame of methane, methane-propane, and methane-ethane-propane. This means that the mixed fuel use of LNG-hydrogen in ships may potentially reduce emissions of CO2, a greenhouse gas.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.84.1-84.1
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• 2018

현재 사용되고 있는 화석 연료는 고갈되고 있으며 지구온난화와 같은 환경오염을 일으키는 주원인으로 이를 대체하는 에너지원으로서 수소가 주목받고 있다. 그러나 수소는 상온 및 대기압에서 4 %의 낮은 LEL (lower explosive limit)을 가지므로 높은 인화성과 폭발성을 가진다. 또한 무색, 무취한 성질을 가지고 있어 사람에 의해 검출되지 않는다. 그러므로 상온에서의 수소 농도를 정량화하고 검출하기 위한 방법이 필요하다. 수소를 검출하기 위한 수소센서에는 저항, 촉매, 광학, 일함수 등을 이용한 센서들이 있으며 그 중 저항을 이용한 귀금속 기반 수소센서가 널리 알려져 있다. 팔라듐(Pd), 백금 (Pt)와 같은 귀금속 기반 수소센서는 높은 수소 용해도 및 확산으로 인해 수소에 우수한 선택성을 가진다. 특히 Pd는 흡착에 대한 친화성이 매우 우수하다. 팔라듐에 수소가 노출되면, 수소가 Pd 격자로 확산되어 Pd-hydride를 형성시켜 부피가 팽창되고 저항이 변한다. 이러한 특성을 바탕으로 팔라듐의 저항 변화를 기반으로 한 수소센서의 개발이 진행되고 있다. 본 연구에서는 물리기상증착 (PVD)을 이용하여 다양한 다공성 나노 Pd 박막을 가지는 수소센서를 제작하였으며, 수소 농도에 따른 실온에서의 수소 검출 특성을 관찰하였다. 제작된 다공성 나노 Pd 박막의 특성은 SEM, TEM 및 XRD를 통하여 확인하였다. 다공성 나노 Pd 박막이 수소에 노출 되었을 때 전자 산란 및 접촉 면적의 증가에 따른 저항의 변화를 확인하였다.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 2004.04a
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• pp.67-67
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• 2004

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.10 no.1
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• pp.9-17
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• 1999

The hydriding and dehydriding kinetics were studied for a Mg-25wt.%Ni mixture which has the most excellent hydrogen-storage characteristics among many mechanically-alloyed mixtures. The hydriding and dehydriding rates were measured and the rate-controlling steps were determined by comparing the hydriding and dehydriding rates with the theoretical rate equations. The rate-controlling step in the hydriding reaction is the Knudsen flow and the ordinary gaseous diffusion of hydrogen molecules through interparticle channels, cracks, etc. in the various ranges of weight percentage of absorbed hydrogen $H_a$ below $H_a$=4.0. In the $H_a$ range 4.0 < $H_a{\leq}4.25$, the diffusion of hydrogen atoms through the growing hydride layer is considered the rate-controlling step. The rate-controlling step in the dehydriding reaction is the Knudsen flow and the ordinary gaseous diffusion of hydrogen molecules for all the ranges of weight percentage of desorbed hydrogen $H_d$.