• Title/Summary/Keyword: 전류응력

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Investigation of a Thermal Stress for the Unit Cell of a Solid Oxide Fuel Cell (고체산화물 연료전지 단위셀의 열응력에 관한 연구)

  • Kim, Young-Jin;Park, Sang-Kyun;Roh, Gill-Tae;Kim, Mann-Eung
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.35 no.4
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    • pp.414-420
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    • 2011
  • Thermal stress analysis of a planar anode-supported SOFC considering electrochemical reactions has been performed under operating conditions where average current density varies from 0 to 2000 $A/m^2$. For the case of the 2000 $A/m^2$ operating condition, Structural stress analysis based on the temperature distributions obtained from the CFD analysis of the unit cell has also been done. From this one way Fluid-Structure Interaction(FSI) analysis, Maximum Von-Mises stress under negligible temperature gradient fields occurs when cell components are perfectly bonded. The maximum stress of the electrolyte, cathode and anode in a unit cell SOFC is 262.58MPa, 28.55MPa and 15.1MPa respectively. The maximum thermal stress is critically dependent on static friction coefficient.

Study of Stress Changes in Nanocrystalline Ni Thin Films Eletrodeposited from Chloride Baths (Chloride Bath로부터 전기도금된 나노결정립 니켈 박막의 잔류응력 변화에 대한 연구)

  • Park, Deok-Yong
    • Journal of the Korean Electrochemical Society
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    • v.14 no.3
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    • pp.163-170
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    • 2011
  • Nanocrystalline Ni thin films were electodeposited from chloride baths to investigate the influences of additive concentration, current density and solution pH on residual (or internal) stress, surface morphology, and microstructure of the films. It was observed that residual stress in Ni thin film was changed from tensile stress mode (about 150 MPa) to compressive stress mode (about -100 MPa) with increasing saccharin concentration as an additive. Microstructure of Ni thin films was changed with/without saccharin in baths. Ni thin films electrodeposited from saccharinfree bath mainly consisted of both FCC(111) and FCC(200) phases. However, Ni thin film electrodeposited from the baths containing saccharin exhibited FCC(111), FCC(200) and FCC (311) phases [sometimes, FCC (220)]. Current density influenced residual stress of Ni thin films. It was measured to be the lowest compressive stress value (about-100 MPa) in range of current density of $2.5\sim10mA{\cdot}cm^{-2}$. Solution pH also influenced residual stress of Ni thin film. Addition of saccharin in baths affected grain size of Ni thin films. Grain sizes of Ni thin films were measured to be about 60 nm without saccharin and 24~38 nm with more than 0.0005M saccharin concentration. Surface of Ni thin films was changed from nodular to smooth surface morphology with addition of saccharin.

ELECTRO-CHEMICAL ASPECTS OF STRESS CORROSION OF MILD STEELS ( I ) (연강의 전기화학적인 응력부식에 관한 연구 (I))

  • KIM Suk-Ho
    • Korean Journal of Fisheries and Aquatic Sciences
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    • v.7 no.4
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    • pp.234-237
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    • 1974
  • Electro-chemical aspects of stress corrosion on the mild steels when immersed in the $5\%\;H_2SO_4$ solution and charged with 100mV and 100mA were discussed. The main results of the experiment are follows; 1. The weight loss by corrosion was concerned with the applied stress. and the larger the applied stress, the greater the weight loss. 2. Reduction of corrosion stress was a factor of inverse proportion to the applied stress. 3. Corrosion began at first on the parts of impurities concentrated and the grain boundaries, and gradually developed and spreaded out. 4. The materials of unsteady structure deformed of space lattice by the high stress or work-hardening showed less reduction of corrosion stress.

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Formation of Porous Si by Indirect Electrode Anodization (간접전극 양극산화에 의한 다공성 실리콘의 형성)

  • Kim, Soon-Kyu;Chang, Joon-Yeon
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.15 no.3
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    • pp.273-279
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    • 2006
  • This study explored the possibility of porous Si (PS) formed by indirect electrode anodization used for effective isolation material for radio frequency integrated circuits (RFIC). We investigated the effect of current density and reaction time on the porosity size and depth, and X-ray diffraction of bulk Si and porous Si to evaluate the change in lattice parameter. Porosity size and depth usually increases with an increase in the current density and reaction time. PS increases the lattice parameter of Si compared to the bulk Si which causes the compressive stress of around 8 MPa. PS formed by the method is believed to be suitable for isolation material for RFIC because it is simple process as well as good compatibility to Si VLSI process.

System Design and H/W Development of the Residual Stress Measurement for Ferromagnetic thin Sheet (강자성 박판소재의 잔류응력 측정 시스템의 설계 및 제작)

  • 김상원;양충진
    • Journal of the Korean Magnetics Society
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    • v.11 no.2
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    • pp.50-57
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    • 2001
  • Magnetic inductive probe was designed and assembled for sensing the residual stress developed in the ferromagnetic thin sheet. The residual stress measurement system with this probe could resolve the residual stresses developed in the sheet in terms of principal stress orientation, and magnitude of the principal stress. It was consumed that the obtained probe output voltage from the qualified ferromagnetic Fe-42Ni lead frame sheet and quality-rejected sheet is effectively determined using the developed device. The lead frame sheet which has accumulated a high level of residual stress always showed a distinctive stress distribution and magnitude compared with those of qualified lead frame sheet. Those differences were well resolved as functions of input current or used frequency.

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$Si_3N_4$를 이용한 금속-유전체-금속 구조 커패시터의 유전 특성 및 미세구조 연구

  • 서동우;이승윤;강진영
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2000.02a
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    • pp.75-75
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    • 2000
  • 플라즈마 화학증착법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD)을 이용하여 양질의 Si3N4 금속-유전막-금속(Metal-Insulator-Metal, MIM) 커페시터를 구현하였다. Fig.1에 나타낸 바와 같이 p형 실리콘 웨이퍼의 열 산화막 위에 1%의 실리콘을 함유하는 알루미늄을 스퍼터링으로 증착하여 전극을 형성하고 두 전극사이에 Si3N4 박막을 증착하여 MIM구조의 박막 커패시터를 제조하였다. Si3N4 유전막은 150Watt의 RF 출력하에서 반응 가스 N2/SiH4/NH3를 각각 300/10/80 sccm로 흘려주어 전체 압력을 1Torr로 유지하면서 40$0^{\circ}C$에서 플라즈마 화학증착법을 이용하여 증착하였으며, Al과 Si3N4 층의 계면에는 Ti과 TiN을 스퍼터링으로 증착하여 확산 장벽으로 이용하였다. 각 시편의 커패시턴스 및 바이어스 전압에 따른 누설 전류의 변화는 LCR 미터를 이용하여 측정하였고 각 시편의 커패시턴스 및 바이어스 전압에 따른 누설 전류의 변화는 LCR 미터를 이용하여 측정하였고 각 시편의 유전 특성의 차이점을 미세구조 측면에서 이해하기 이해 극판과 유전막의 단면 미세구조를 투과전자현미경(Transmission Electron Microscope, TEM)을 이용하여 분석하였다. 유전체인 Si3N4 와 전극인 Al의 계면반응을 억제시키기 위해 TiN을 확산 장벽으로 사용한 결과 MIM커패시터의 전극과 유전체 사이의 계면에서는 어떠한 hillock이나 석출물도 관찰되지 않았다. Fig.2와 같은 커패시턴스의 전류-전압 특성분석으로부터 양질의 MIM커패시터 특성을 f보이는 Si3N4 의 최소 두께는 500 이며, 그 두께 미만에서는 대부분의 커패시터가 전기적으로 단락되어 웨이퍼 수율이 낮아진다는 사실을 알 수 있었다. TEM을 이용한 단면 미세구조 관찰을 통해 Si3N4 층의 두께가 500 미만인 커패시터의 경우에 TiN과 Si3N4 의 계면에서 형성되는 슬릿형 공동(slit-like void)에 의해 커패시터의 유전특성이 파괴된다는 사실을 알게 되었으며, 이러한 슬릿형 공동은 제조 공정 중 재료에 따른 열팽창 계수와 탄성 계수 등의 차이에 의해 형성된 잔류응력 상태가 유전막을 기준으로 압축응력에서 인장 응력으로 바뀌는 분포에 기인하였다는 사실을 확인하였다.

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The Effects of Electroplating Parameters on the Mechanical Properties of Nickel-Iron Alloy Electrodeposits (Ni-Fe 합금 도금층의 기계적 물성에 영향을 미치는 도금인자)

  • Ko, Yeong-Kwon;Yim, Tai-Hong;Lee, Jae-Ho
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.15 no.4
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    • pp.71-76
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    • 2008
  • The mechanical properties of Ni-Fe alloy were varied with the current type, current density and bath conditions such as concentrations and temperature. The effect of electroplating parameters on the surface hardness, mechanical strength, residual stress and wear properties were investigated. The mechanical properties of electrodeposits with PC plating is superior to those with DC plating. Ni-Fe electrodeposits with PC has approximately 50% lower residual stress than that of DC plating. The tensile strength of PC electroplated specimen was 15% higher than that of DC electroplated specimen. The wear resistance of PC specimen was 30% improved relative to that of DC specimen.

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열처리에 따른 Mo 박막의 잔류응력 완화에 관한 연구

  • Kim, Gang-Sam;Jo, Yong-Gi;Song, Yeong-Sik;Im, Tae-Hong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.02a
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    • pp.192-192
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    • 2011
  • Mo 박막은 열적 안전성과 전기 전도성이 우수한 소재로 CIGS 태양전지의 배면전극으로 사용되고 있다. 스퍼터링법에 의한 Mo 박막의 전도성은 공정압력에 민감하여 높은 압력과 낮은 압력에서 이중박막으로 제조되고 있다. 연구에서는 압력에 크게 영향을 받지 않으면서 전도성이 $10{\mu}{\Omega}-cm$ 이하로 우수한 Mo 박막을 얻을 수 있는 아크 이온플레이팅법으로 Mo 박막을 제조하였다. 그러나 Mo 박막 증착시에 나타나는 높은 압축응력은 기재(Soda lime Glass; SLG)와의 밀착성을 떨어뜨렸다. 기재(SLG)와의 밀착성을 확보하기 위해 Ti 중간층($0.3{\mu}m$, $0.9{\mu}m$)을 증착하고 그 위에 Mo 박막을 증착하여 전도성이 우수한 박막을 제조하였으나 여전히 압축잔류응력의 문제점을 보였다. 압축응력의 완화를 위해 CIGS 박막이 제조되는 $550^{\circ}C$의 온도에서 열처리를 1시간 수행하였다. 열처리를 통해 열처리 전과 후에 나타나는 전도성과 잔류응력의 변화를 공정압력(5 mTorr~30 mTorr)별로 알아보았다. 사용된 시험편은 Si wafer, SLG, SUS계 소재를 이용하였으며 공정압력별로 아크 타겟에 인가되는 전류는 100 A로 고정하였고, 바이어스 전압은 0V, -50V를 인가하였다. 열처리 전과 후에 전도성은 크게 변화가 관찰되지 않았으나 잔류응력에는 많은 변화가 관찰 되었다. 잔류응력은 공정압력(5mTorr~30mTorr)별로 응력 완화가 일어났으며, 바이어스 전압이 0V에서 공정압력이 5 mTorr일 때 열처리 전에 측정된 1346 MPa 압축응력이 열처리 후에는 188 MPa의 인장응력을 나타내었다. 이러한 응력 변화에 대해 XRD와 SEM으로 구조분석을 통해 Mo 박막의 결정성과 전도성 및 잔류응력의 상관관계에 대해 알아보았다.

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Characteristics of MR Fluids with Different Working Modes (작동모드에 따른 MR유체의 특성 비교)

  • 이호근;김기선
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.2 no.2
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    • pp.107-113
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    • 2001
  • This work presents field-dependent Bingham and response characteristics of MR fluids under shear and flow modes. Two different types of magneto-viscometers are designed and manufactured for the shear and flow modes. respectively. For the MR fluid to be tested, MRF-132LD of Lord co. is employed. The field-dependent yield stress is experimentally distilled at various temperatures using the magneto-viscometers. Time responses of the MR fluids to step electric fields are also evaluated under two operating modes.

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Analysis of the Stress Generated during Phase Boundary Movement in Pure and $Co(OH)_2$ Incorporated $Ni(OH)_2$ Film Electrodes Using Laser Beam Deflection and Current Transient Techniques (레이져 빔 반사법과 전류 천이법을 이용한 순수한 니켈 수산화물과 코발트가 포함된 니켈 수산화물 전극에서 상계면 이동시 발생되는 응력 해석에 대한 연구)

  • 김광훈;변수일;한정남
    • 한국전기화학회:학술대회논문집
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    • 1999.10a
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    • pp.49-49
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    • 1999
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