Several methods have been developed to predict the creep rupture time of the steam pipes in thermal power plant. However, existing creep life prediction methods give very conservative value at operating stress of power plant and creep rupture strain cannot be well estimated. Therefore, in this study, creep rupture time and strain prediction method accounting for material damage and grain boundary sliding is newly proposed and compared with the existing experimental data. The creep damage evolves by continuous cavity nucleation and constrained cavity growth. The results showed good correlation between the theoretically predicted creep rupture time and the experimental data. And creep rupture strain may be well estimated by using the proposed method.
Specialized large-scale computational finite-element and molecular dynamic models have been used in order to understand and predict how dislocation density emission and contact stress field due to nanoindentation affect inelastic deformation evolution scales that span the molecular to the continuum level in ductile crystalline systems. Dislocation density distributions and local stress fields have been obtained for different crystalline slip-system and grain-boundary orientations. The interrelated effects of grain-boundary interfaces and orientations, dislocation density evolution and crystalline structure on indentation inelastic regions have been investigated.
모의 혼합산화물인 (U,Ce)O$_2$ 에 dopant 인 Li$_2$O 와 SiO$_2$ 를 첨가한 소결체의 압축크립변형거동을 수소분위기, 온도 1773K 에서 응력(10-120MPa)을 변화시켜 조사하였다. Dopant 를 첨가할 경우 정상상태 크립변형속도는 첨가하지 않은 경우보다 크게 증가하는 것으로 나타났다. 증가한 원인으로는 Li$_2$O 를 첨가한 경우 우라늄 확산계수의 증가에 기인되며, SiO$_2$ 를 첨가한 경우에는 SiO$_2$ 가 glassy phase 로 입계에 위치하여 입계이동이 용이하게 되어 정상상태 크립변형속도가 증가한 것으로 사료된다. 또한 저응력구간에서 (U,Ce)O$_2$ 의 크립활성화에너지는 109.6 kcal/mol 로 $UO_2$ 의 크립활성화에너지(94.2kca1/mol)보다 더 크게 나타났다.
본 연구에서는 SiC 및 SiC-TiB$_{2}$복합재료의 마모 및 마모천이기구를 비교 실험한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 두 재료의 마모천이현상은 각각의 하중이 200N(SiC)과 80N(SiC-TiB$_{2}$)이상에서 나타나게 되었다. 마모기구는 임계미끄럼시간에서 두 단계로 나뉘어진다. 소성변형에 의한 grooving과정과 잔류응력에 의한 grain pull-out과정들로써 미세 구조를 통해 관찰할 수 있었다. grain pull-out과정은 초기단계에서 부터 생성된 전위가 축적되어 잔류응력을 발생시키므로 일어난 과정이다. SiC에 TiB$_{2}$를 첨가하므로 마모는 더욱 심하게 일어나게 되었다. 입계의 강도를 더 약하게 하였기 때문이다. 그러나, 파괴인성은 입계강도가 약할수록 증가하였다. 결국 파괴인성이 큰 재료가 마모는 더 심하게 일어남으로 서로 상반된 관계를 갖고 있슴을 결론지을 수 있었다.
열역학적 평형하에서 금(Au)은 사파이어(Sapphire: 다결정 Al203)와 반응을 하지 않으므로 접합성이 약하나 사파이어표면을 Ar 이온으로 에칭한후 금박막을 증착하였을 때 후 열처리 없이도 대단히 강한 접합(>70MPa)이 얻어졌다. 접합기구를 규명하기 위해 고 해상도 Auger 전자광분광기로 금/사파이어 쌍의 입계에 Ai-Al-O 화합물이 1-2 원자층 범위내에서 형성되어 있고 7KeV의 Ar 이온에너지로 3분간 조사하을 때 사파이어표면에 환원으로 인한 금속알루미늄이 형성되어 있음이 발견되었다. 이 이온조사로 인한 환원은 선택적 에칭으로 인한 것으로 TRIM 계산결과와도 일치하는 것이다. 따라서 금박막과 이온조사된 사파이어 사이의 강한 접합은 이온조사로 인한 사파이어 표면에 충돌할 때의 운동 에너지가 구동력이 되어 Au-Al-O 화합물의 형성으로 결론될 수 있다.
비 직선적 정(+) 저항온도계수 특성을 갖는 PTC thermistor는 전이온도(큐리점) 부근에서 온도변화에 대하여 극히 큰 저항 값의 변화를 나타내는 산화물계반도체 저항기(또는 발열체)로써, 일반적으로 반도체의 온도-저항 특성과 같이 상온영역에서 온도의 상승과 함께 부성저항 특성을 나타내다가 온도가 점점 증가하여 큐리점 부근에 도달하면 저항이 급격히 증가하는 독특한 특성을 갖는다. Perovskite 구조의 $BaTiO_3$를 주성분으로 미량의 Dopant를 첨가하여 도전성을 갖게 한 N형 반도체의 일종으로 저항-온도 특성 전류-전압 특성, 전류감쇄 특성 등을 이용하여 과전류 보호회로, 히터, TV 소자회로(degausser), 모터기동회로, 온도센서, 정온발열기기 등으로 널리 사용된다. 본 연구는 큐리점 부근의 급격한 저항변화 현상과 결정입계의 전위장벽 형성 및 그에 따른 정온발열 기능의 상관성으로부터 그 응용성을 조사하였다.
In describing the plastic deformation behaviour of ultrafine-grained materials, a phase mixture model in which a polycrystalline material is regarded as a mixture of a crystalline phase and a grain boundary phase has been successful. The deformation mechanism for the grain boundary phase, which is necessary for applying the phase mixture model to polycrystalline materials, is modelled as a diffusional flow of matter along the grain boundary. A constitutive equation for the boundary diffusion creep of the boundary phase was proposed, in which the strain rate is proportional to (stress/grain siz $e^{2}$). The upper limit of the stress of the boundary phase was set to equal to the strength to the amorphous phase. The proposed model can explain the strain rate and grain size dependence of the strength of the grain boundary phase. Successful applications of the model compared with published experimental data are described.
원전의 열성층 현상으로 발생하는 열 피로균열 및 입계응력부식균열(IGSCC) 등은 결함에 대해서 검사자의 특별한 관심과 노력 없이는 초음파를 이용해 이러한 종류의 결함검출 및 크기 측정이 쉽지 않다. 이러한 결함의 검출 및 크기 측정을 위해서 먼저 초음파 모드 변환 기법을 사용하여 결함 검출 및 결함 크기를 분류한 후에 결함 끝단에서의 초음파 회절파(tip diffraction)를 이용한 여러 가지의 초음파 기법 둥으로 정확한 결함 크기를 측정하여 가동전 중점검시 발견된 결함의 추적 관리 및 결함평가신뢰도 향상에 기여하고자 한다. 따라서, 여기서는 열 피로균열 및 입계응력부식균열 등과 같은 결함의 정확한 검출 및 크기 측정을 위해 초음파 모드 변환 기법의 특성을 철저히 이해하고 이에 관련된 초음파 신호들을 정확히 구분할 수 있는 방법을 기술하였다.
Inconel alloys used as nuclear power plant components have experienced intergranular stress corrosion cracking problems inspite of their good corrosion characteristics. In order to investigate the effects of heat treatments on carbide precipitation and intergranular stress corrosion cracking(IGSCC) in Inconel alloys, DSC(Differential Scanning Calorimeter), TEM, EDXS and static potential corrosion tests were carried out. Thermal treatment at $750^{\circ}C$ for 15hours in Inconel alloys increased the density of intergranular carbide. The carbides are mainly $Cr_7C_3$ in Inconel 600, and $Cr_{23}C_6$ in Inconel 690. The Cr depletion around grain boundary is not crucial factor on IGSCC. The carbides in grain boundary play an important role as acting dislocation source, and as decreasing stress around growing crack.
A solar cell conversion effiency was degraded by grain boundary effect in polycrystalline silicon. Grain boundaries acted as potential barriers as well as recombination centers for the photo-generated carriers. To reduce these effects of the grain boundaries we investigated various influencing factors such as emitter thickness thermal treatment preferential chemical etching of grain boundaries grid design contact metal and top metallization along boundaries. Pretreatment in $N_2$atmosphere and gettering by POCl$_3$and Al were performed to obtain multicrystalline silicon of the reduced defect density. Structural electrical and optical properties of slar cells were characterized before and after each fabrication process. Improved conversion efficiencies of solar cell were obtained by a combination of pretreatment above 90$0^{\circ}C$ emitter layer of 0.43${\mu}{\textrm}{m}$ Al diffusion in to grain boundaries on rear side fine grid finger top Yb metal and buried contact metallization along grain boundaries.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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