• Title/Summary/Keyword: 음극과 양극전위

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Study on the Cathodic Protection Characteristics of Hot Water Boiler by Mg-Alloy Galvanic Anode(1) (Mg 합금 유전양극에 의한 온수Boiler의 음극방식특성에 관한 연구(1))

  • 임우조;윤병두
    • Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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    • v.37 no.2
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    • pp.147-152
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    • 2001
  • Corrosion damage of boiler, factory equipment and so forth occur quickly due to using of the polluted water, resulting in increasing leak accident. Especially, working life of hot water boiler using the polluted water becomes more short, and energy loss increases. The cathodic protection method is the most economical and reliable one to prevent corrosion damage of steel structures. Mg-base alloys galvanic anode protection of cathodic protection methode is suitable for the application of hot water boiler using water with high specific resistance such as tap water. This paper is studied on the cathodic protection characteristics of hot water boiler. In tap water solution, the measurement of cathodic protection potential according to the time elapsed is carried out, and behavior of cathodic polarization with current change is investigated. The main results obtained are as follows. In hot water boiler shell, the open circuit potential of base metal become less noble than that of weld Bone, and the current density of base metal becomes low than that of weld zone. The further distance from Mg-alloy galvanic anode, the higher cathodic protection potential of hot water boiler appears. And protective potential becomes high according to pass cathodic protection time and after 6∼10 days become stable.

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Polarization Characteristics of Polymers: Poly(vinylchloride), Poly(ethyleneterephthalate), Poly(propylene), and Poly(carbonate) (고분자물질들의 분극 특성: Poly(vinylchloride), Poly(ethyleneterephthalate), Poly(propylene), Poly(carbonate))

  • Choi, Chil-Nam;Yang, Hyo-Kyung
    • Journal of the Korean Chemical Society
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    • v.46 no.1
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    • pp.19-25
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    • 2002
  • We measured the variations of potentials and current densities for several polymers. The results were carefully examined to identify various factors such as temperature and pH to influence the potential and rate. The Tafel slope for anodic dissolution was determined by the polarization effect under these conditions. The optimum conditions were established for each case. The second anodic current density peak and maximum current density were designated as the relative polarization sensitivity $(I_r/I_f)$. The mass-transfer coefficient value $({\alpha})$ was determined by the Tafel slope for anodic dissolution on the basis of the polarization effect under optimum conditions.

Determination of optimum protection potential for cathodic protection of offshore wind-turbine-tower steel substructure by using potentiostatic method (정전위법에 의한 해상풍력 타워 구조물용 강재의 음극방식을 위한 최적방식전위 결정)

  • Lee, Jung-Hyung;Jung, Kwang-hu;Park, Jae-Cheul;Kim, Seong-Jong
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.41 no.3
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    • pp.230-237
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    • 2017
  • In this study, electrochemical methods were used to determine the optimum protection potential of S355ML steel for the cathodic protection of offshore wind-turbine-tower substructures. The results of potentiodynamic polarization experiments indicated that the anodic polarization curve did not represent a passivation behavior, while under the cathodic polarization concentration, polarization was observed due to the reduction of dissolved oxygen, followed by activation polarization by hydrogen evolution as the potential shifted towards the active direction. The concentration polarization region was found to be located between approximately -0.72 V and -1.0 V, and this potential range is considered to be the potential range for cathodic protection using the impressed current cathodic protection method. The results of the potentiostatic experiments at various potentials revealed that varying current density tended to become stable with time. Surface characterization after the potentiostatic experiment for 1200 s, by using a scanning electron microscope and a 3D analysis microscope confirmed that corrosion damage occurred as a result of anodic dissolution under an anodic polarization potential range of 0 to -0.50 V, which corresponds to anodic polarization. Under potentials corresponding to cathodic polarization, however, a relatively intact surface was observed with the formation of calcareous deposits. As a result, the potential range between -0.8 V and -1.0 V, which corresponds to the concentration polarization region, was determined to be the optimum potential region for impressed current cathodic protection of S355ML steel.

A Study on the Protection of the Bare and Painted Steel Plates (아연 양극에 의한 도장강판과 나강판의 방식 연구)

  • 문경만;김종신;김진경
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.17 no.1
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    • pp.55-65
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    • 1993
  • Galvanic protection method is one the cathodic protection methods and is mostly used for corrosion prevention of heat exchangers and ship's hull. In this paper, it was investigated that how cathodic potential distribution was varied with according to the bare and painted steel plates in case of galvanic anode protection. The results obtained above were as follows. 1. Cathodic potential distribution of a painted steel plate was smoothed than that of the bare steel plate all over the cathodic surface area. 2. It was shown that polarization potential of the bare steel plate was somewhat shifted to negative potential, on the contrary that of the painted steel plate was somewhat shifted from negative potential to positive potential as time gone by beginning of galvanic anode method. 3. The applied current density in order to maintain constant protection potential(-770mv SCE) in the painted steel plate was less than that of the bare steel plate because of the high resistance polarization of the painted steel plate. 4. It was suggested that required number and life-time of anode for galvanic anode protection could be decided easily with corrosion prevention coefficient obtained by experimental data.

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EFFECTS OF LIDOCAINE ON SOMATOSENSORY EVOKED POTENTIALS IN RAT VIBRISSA/BARREL CORTEX (리도카인이 흰쥐 피질의 체성감각 유발전위에 미치는 영향)

  • Choi, Byung-Ju;Lee, Hye-Sook;Kim, Young-Jin;Nam, Soon-Heoun;Kim, Hyun-Jung;Lee, Maan-Gee G
    • Journal of the korean academy of Pediatric Dentistry
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    • v.23 no.3
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    • pp.582-592
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    • 1996
  • 본 실험은 삼차신경 자극으로 발생되는 체성 감각 유발 전위에 대한 국소마취제의 효과를 관찰하였다. 나트륨 통로차단을 통하여 약리작용을 나타내는 것으로 알려져 있는 리도카인를 뇌 피질에 국소 투여한 후 삼차신경의 체성 감각유발 전위의 강도및 지연시간을 측정하였다. 케타민으로 마취된 흰쥐의 대측성 구레나룻 자극후 뇌의 체성 감각영역으로부터 기록되는 유발전위를 분석한 결과, 리도카인을 뇌 피질에 국소 투여시 유발전위의 강도 및 지연시간의 감소가 나타났으며, 필드 전위의 형태는 이상성 (양극성 및 음극성) 혹은 삼상성 (양극성, 음극성 및 양극성) 의 파형으로 나타났다. 필드 전위의 발생 부위는 뇌 피질의 중대뇌동맥의 상행지 상방영역이었다. 본 실험에서 나타난 초기 전위변동은 피질판 상층에 존재하는 신경세포의 탈분극 과청에 의하여 생성되고 후기의 전위 변동은 동일 영역의 하층 신경세포에서 과분극 혹은 재분극이 발생한 결과라고 유추된다. 따라서 삼차신경계의 체성 감각 영역에서는 피질 상층및 하층의 과립성 피라미드 세포의 순차적인 활성화에 의하여 기본적인 신경 회로망이 형성되어 있으며 생리적 자극으로 유발되는 필드 전위는 이러한 신경망를 통하여 발생될 것으로 사료된다.

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A Study on Improving the Current Density Distribution of the Cathode by the Bipolar Phenomenon of the Auxiliary Anode through the Hull Cell Experiment (헐셀을 통한 보조 양극의 바이폴라 현상에 의한 음극의 전류밀도 분포 개선 영향성 연구)

  • Young-Seo Kim;Yeon-Soo Jeong;Han-Kyun Shin;Jung Han Kim;Hyo-Jong Lee
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.30 no.1
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    • pp.71-78
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    • 2023
  • The possibility of improving plating thickness distribution was investigated through quantitative consideration of bipolar electrodes without external power applied. By having the cathode tilted with respect to the anode, the potential distribution in the electrolyte solution adjacent to the cathode is different due to the difference in iR drop due to the path difference to the anode in each region of the cathode. The purpose of this study is to observe the bipolar characteristics in the case of an auxiliary anode for the non-uniform potential distribution of such a Hull cell. In particular, in order to evaluate the possibility of improving the non-uniform thickness distribution of the cathode by utilizing these bipolar characteristics, it was verified through experiments and simulations, and the electric potential and current density distribution around the bipolar electrode were analyzed. The electroplating in a Hull cell was performed for 75 min at a current density of 10 mA/cm2, and the average thickness is about 16 ㎛. The standard deviation of the thickness was 10 ㎛ in the normal Hull cell without using the auxiliary anode, whereas it was 3.5 ㎛ in the case of using the auxiliary cathode. Simulation calculations also showed 8.9 ㎛ and 3.3 ㎛ for each condition, and it was found that the consistency between the experimental and simulation results was relatively high, and the thickness distribution could be improved through using the auxiliary anode by the bipolar phenomenon.

Properties on the Calcareous Deposit Films Formed in Submerged Zone and Tidal Zone of Steel Pipe by Cathodic Current Process (음극전류 프로세스에 의해 강관 해중부 및 간만대 부위에 형성된 석회질 피막의 특성 분석)

  • Park, Jun-Mu;Gang, Jae-Uk;Hwang, Seong-Hwa;Gang, Jun;Lee, Myeong-Hun
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2015.11a
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    • pp.351-351
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    • 2015
  • 음극방식법은 피방식체에 외부전원을 인가하거나 보다 활성 금속을 전기적으로 연결하여 피방식체를 일정 전위까지 음극분극 되도록 하여 부식을 억제하는 방법이다. 해수 중 음극방식을 실시할 경우 생성되는 석회질 피막(Calcareous deposit)은 소요전류밀도 감소로 인한 희생양극의 수명연장 및 물리적 방호벽 역할을 한다. 그러나 일반적인 석회질 피막은 세라믹과 같은 화합물로써 밀착력이 매우 약하며, 적지 않은 피막 형성 시간이 소요된다. 따라서 본 연구에서는 해수 중 음극전류 프로세스를 응용하여 실제 강관의 해중부 및 간만대 영역까지 석회질 피막을 균일-치밀하게 형성시키기 위한 최적의 조건을 찾고자 하였다. 각 조건별로 제작된 석회질 피막은 SEM, EDS 및 XRD를 통해 막의 모폴로지, 조성원소 및 결정 구조를 분석하였으며, 이를 바탕으로 희생양극 종류(Al, Zn) 및 1, 3, $5mA/m^2$의 전류밀도 조건에서 부위-기간별 형성된 석회질 피막의 메커니즘을 해명하였다. 또한 밀착성과 내식특성을 평가하기 위해 테이핑 테스트, 침지-자연전위 거동을 분석 및 평가하였다.

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Formation of calcareous deposit films on steel pipe by cathodic protection process in natural seawater and their properties (해수 중 음극방식 프로세스에 의한 강관의 석회질 피막 형성 및 특성 분석)

  • Park, Jun-Mu;Choe, In-Hye;Gang, Jae-Uk;Gang, Jun;Lee, Chan-Sik;Lee, Myeong-Hun
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.192-193
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    • 2015
  • 음극방식은 피방식체를 일정 전위로 음극분극 하는 원리로써 외부전원을 인가하거나 비전위의 금속을 희생양극으로 연결하여 방식하는 방법이다. 해수 중에서 음극방식을 실시할 경우 음극 표면에 용존산소 환원반응과 수소발생반응이 일어나 $OH^-$ 이온이 발생하게 된다. 이러한 반응에 의해 생성되는 석회질 피막 (Calcareous deposit)은 강구조물의 부식방지를 위한 물리적인 방호벽 역할을 하면서 용존산소의 확산 및 이동을 억제하며, 전류밀도를 감소시킨다. Potentiostat 및 rectifier를 이용하여 정전위 및 정전류 조건에서 형성된 석회질 피막을 SEM, EDS, XRD를 통해 분석하고 이를 바탕으로 양극의 종류(Al, Zn) 및 1, 5, $10mA/m^2$의 전류밀도 조건에서 실제 강관에 형성된 석회질 피막의 메커니즘을 해명하였다. 또한 석회질 피막 형성 시 Steel Wire Mesh를 설치하여 그 영향에 대해서도 분석하였다. 석회질 피막의 내구성은 침지-자연전위 및 밀착성 테스트를 통해 평가되었다.

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전기방식의 기술적 개요

  • 김대경
    • 전기의세계
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    • v.44 no.4
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    • pp.14-21
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    • 1995
  • 전해질(지중, 수중 혹은 해수중) 내부에 있는 금속구조물의 부식을 방지하는 가장 효과적인 방법인 전기방식법에는 양극방식법(anodic protection method)과 음극방식법(cathodic protection method)이 있다. 양극방식법은 피방식구조물을 자연전위 보다 높게 유지함으로써 구조물의 표면에 저항이 높은 피막을 형성시켜 부식을 방지하는 방법으로서, 금속의 재질에 따라 적용이 불가능한 경우가 많으며, 또, 가능하다 할지라도 유지 및 보수에 상당한 주의가 요구되므로 잘 쓰이지 않고 있는 반면에, 음극방식법은 거의 모든 재질에 적용 가능할 뿐만 아니라 유지 및 보수가 쉬우므로 현장에서 가장 널리 쓰이고 있음에 따라 전기방식법 하면 대부분 음극방식법을 지칭하는 것으로 이해되고 있다. 본고에서는 전기방식법을 이해하는데 도움이 되는 부식 메카니즘, 음극방식법의 원리, 음극방식법의 종류 및 설계법 등에 관하여 간략히 기술하고자 한다.

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The Present and the Prospects for Batteries (전지기술의 국내외 연구동향)

  • 이주성
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 1999.10a
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    • pp.1-2
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    • 1999
  • 시간과 공간의 구애를 받지 않는 양질의 음성, 화상, 문자정보의 교환을 위한 노력으로 디지털 휴대폰과 휴대용 컴퓨터가 등장하면서 음성과 문자정보의 교환분야에 커다란 진보를 이룩하였다. 그러나 현재는 휴대폰이 음성정보에 문자정보교환이 추가된 상황이기 때문에, 아직도 관련 정보교환기술 및 기기개발이 진행되고 있다. 앞으로 휴대폰과 휴대용 컴퓨터의 기능을 통합하고 화상정보까지 결합된 휴대용 정보기기를 위해서는 전자회로의 집적화 및 통신속도 증대가 필수적이다. 또한 이들 휴대용 정보기기를 구동시키기 위한 전력도 증가될 것으로 예측되기 때문에, 현재 전원으로 사용되는 2차전지보다 에너지 밀도가 더욱 증패된 전지가 요구될 것으로 예상된다. 그리고 내연기관의 배기에 의해 발생되는 환정오염문제를 해결하기 위한 방법중의 일환으로 전기자동차 개발이 진행되고 있으며, 이들 전기자동차에 2차전지를 장착하기 위해서 경제성이 있고, 고속충전이 가능하고, 안전성이 높은 고에너지 밀도의 2차 전지 개발이 요구되고 있다. 현재 2차전지는 음극재료나 양극재료에 따라 낚축전지, 니켈/카드륨(Ni/Cd) 전지, 니켈/수소(Ni/MH) 전지, 라륨 2 차전지등이 있으며, 전극재료의 고유특성에 의해 전위와 애너지 밀도가 결정된다. 특히 리튬 2차전지는 리튬의 낮은 산화환원전위와 분자량으로 인해 에너지 밀도가 높기 때문에 앞에서 언급한 휴대용 전자기기의 구동전원으로 많이 사용되고 있다. 리튬 2차전지는 음극 재료가 금속리튬인 경우는 리튬금속으로, 탄소재료인 경우는 리튬이온이라 하며, 한편으로 전해질이 고체 고분자이거나 혹은 역체 유기용매와 리튬염을 고분자와 혼성시킨 겔(gel)인 경우는 고분자로, 전해짙이 리튬염이 전리되어 있는 유동성 액체일 경우는 고분자를 생략하여 구분하고 있다. 즉 리튬금속 2 차전지(LB), 리튬이온 2 차전지(LIB), 리튬금속 고분자 2차전지(LPB), 리튬 이온 고분자 2차전지(LIPB)로 크게 구분된다. 금속리듐을 음극으로 사용하고 전해질로는 리튬염이 전리되어 있는 액체유기용매 를 사용한 리튬금속 2차전지는, 금속리튬전극이 충방전 과정을 반복하면서, 전리된 리튬이 균일하게 산화환원되지 못하고 표변에서 양극방향으로 성장하는 수지상 (dendrite) 현상으로 인해 안전성 확보에 문게가 있었다. 리튬과 알루미늄 합금형태로 음극에 사용한 동전형 전지는 상용화 되었지만, 이러한 단점을 개선하기 위해 리튬이온이 금속으로 석활되는 환원반응전위보다 높은 전위에서 전극재료가 충전되면서 리튬이온이 저장되고, 방전되면서 배출되는 탄소를 음극재료로, 그리고 리튬이온이 충방 전시 가역적으로 삼입 탈리되는 층상의 리튬금속산화물을 양극으로 구성하고, 엑체 전해질과 다공성 고분자 분리막을 사용한 것이 LIB이다. LIB에서 리튬이온의 이동이 가능한 액체전해질의 가능을 고분자 전해질이 대신함으로서 보다 높은 안정성을 확보 한 전지가 LIPB 이다. 또한 고분자 전해질을 사용한 경우 금속리튬상에서의 수지상 성장이 저하되는 현상이 관찰됨으로서, 이론용량이 3,860mAh/g 에 달하는 리튬금속 혹은 합금을 고분자 전지에서 음극으로 사용하고자 하는 2 차전지가 LPB 이다. 리튬 2차전지는 비록 1989년 액체전해질을 사용한 금속리튬 2차전지의 실패전력을 안고있지만 궁극적으로는 이론적으로 최대의 에너지밀도를 가지고 있는 LPB를 지 향할 것으로 예상되지만 가까운 장래에 실현되기는 어려울 것이다. 따라서 향후의 라튬 2차전지의 전개방향은 현재의 LIB를 고분자 전해질을 채용하는 LIPB로 진행시커면서 저가의 전극재료개발을 지속적으로 추진할 것으로 예상된다. 현재 리튬 2차전지는 소형전지에 국한되고 있지만 전기자동차나 전력저장용으로 이를 대형화시커기 위해서는 열적특성이 우수하고 저가인 전극재료개발이 선행되야하기 때문에, 저가의 탄소재료와 코발트산화물을 대신할 수 있는 철, 망칸 또는 니켈산 화물의 개발이 필요하다.

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