• 제목/요약/키워드: 전위주사속도

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주사탐침현미경을 이용한 Si 표면 국부 산화피막 형성시 선 높이에 대한 탐침 전위, 편향 셋포인트, 탐침 속도의 영향 (Local Anodization on Si surface Using Scanning Probe Microscope; Effects of Tip Voltage, Deflection Setpoint, and Tip Velocity on Line Height)

  • 김창환;최정우;신운섭
    • 전기화학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.84-88
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    • 2006
  • 본 연구에서는 주사탐침현미경을 이용한 Si 표면의 국부 산화피막 형성에 있어서, 탐침이 움직이면서 생기는 $SiO_2$의 일차원적인 선의 높이가 탐침 전위, deflection setpoint, 탐침 속도에 의해 어떻게 영향을 받는지 고찰해 보았다. -3 V 보다 작은 탐침 전위에서는 국부 산화피막 형성이 관찰되지 않았으며 -3 V 보다 큰 탐침 전위에서는, 탐침 속도가 $1{\mu}m/s$일 때, 1 V씩 증가함에 따라 0.47nm의 비율로 선의 높이가 높아졌다. Deflection setpoint는 탐침이 가하는 기계적인 힘의 표지가 되는데, $12\sim18nN$ 정도의 힘이 가해지지 않으면 국부 산화피막 형성이 관찰되지 않았다. 그 이상의 힘이 가해져야 국부 산화피막 형성이 관찰되는데 이때 선의 높이는 기계적인 힘과 무관하였다. 탐침 속도가 빨라짐에 따라 선의 높이는 낮아졌으나, 탐침 전위가 -5V인 경우, 0.7nm 이하로 낮아지지는 않았다.

반무한 확산모델을 이용한 순환전위법의 전산모사에 관한 연구 (A Study on the Computational Simulation of Cyclic Voltammetry using Semi-infinite Diffusion Model)

  • 조하나;김태용;윤도영
    • 전기화학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.138-144
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    • 2011
  • 본 연구에서는 순환전위법으로 발생되는 전기화학적 신호를 모사하기 위한 전산프로그램을 구현하여, 전극주변에서 발생하는 전자 및 이온의 전달현상을 해석하였다. 물질확산이 지배적인 계에 대하여 반무한 확산모델과 전극반응만을 고려하여 지배방정식과 경계조건을 설정하였다. 순환전위법의 수치해를 구하기 위하여 양함수 유한차분법을 적용하였으며, MATLAB을 이용하여 프로그램을 작성하였다. 10 mM의 $K_3Fe(CN)_6$와 0.1 M KCl 전기화학계를 이용하여 ITO glass 전극에서 순환전위법을 실시하여 실험의 결과와 수치해를 비교하였다. 본 연구에서 구현된 프로그램은 실험 결과를 전반적으로 잘 예측하고 있으며, 특히 주사속도가 낮을수록 실험결과들이 수치해에 보다 근접하고 있었다. 주사속도에 부가하여 순환전위법에서 전극면적, 전극반응속도상수 그리고 전자이동수의 영향들을 정량적으로 고려할 수 있었다.

중크롬산이온의 음극 환원반응 (Cathodic Reduction of Dichromate Ion)

  • 이주성
    • 대한화학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.276-283
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    • 1977
  • 산성용액중에서 백금음극을 사용하여 중크롬산이온의 환원을 전위주사법 및 정전위전해에 의하여 검토하였다. 지지전해질로서 황산나트륨(pH 1.5∼4.0)을 사용한 비완충용액중의 중크롬산칼륨의 분극곡선은 3단파가 생기며 첫째파 및 둘째파의 파고는 각각 크롬(Ⅵ)농도 및 수소이온의 활동도에 비례하나 셋째파는 어느 것에도 비례하지 않았다. 첫째 및 둘째 peak이 전류는 전위주사속도(${\nu}$)에 비례하나 셋째 peak는 50mV/sec이하의 늦은 주사속도에서 ${\nu}^{1/2}$에 비례하였다. 정전위전해에 의하면, 크롬(Ⅵ)의 환원은 셋째 peak보다 더 base이고 초기 pH가 약 2.3 이상이 되면 완전히 억제되었다. 그러므로 이 세 peak는 각각 $Cr_2O_7^{\to}Cr^{3+},\;2H^+{\to}H_2$ 및 음극피막의 형성으로 간주하였다.

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Polythiophene의 전기화학적 도핑과 변색 스위치에 관한 연구 (A study on the color change switch and electrochemical doping of polythiophene)

  • 구할본;김주승;김현철;김종욱
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제9권2호
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    • pp.165-173
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    • 1996
  • We prepared polythiophene and poly(3-methylthiophene) films, known as conducting polymer, by electrochemical method. Polythiophene and poly(3-methylthiophene) films were doped and undoped dopant for the studing the understanding of doping mechanism and possible application to the color change switch. We observed that the anodic, cathodic wave and absorption spectra were slightly changed during doping and undoping process in polythiophene. It shows that doping and undoping process were showed some difference by the appearance and disappearance of polaron and bi-polaron. In the relation of the peak of oxidative current density and potential sweep rate of cyclic voltammograms, the amount of dopant in polythiophene film was homogeneously increased at low scan rate. This also can be applied to the poly(3-methlythiophene).

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백금전극을 이용한 페놀의 산화특성에 관한 연구 (A study on the oxidation characteristics of phenol on Pt anode)

  • 김흥수;남종우;남기대
    • 공업화학
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    • 제1권1호
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    • pp.44-51
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    • 1990
  • 백금전극에 의한 페놀의 전기화학적 산화거동을 순환 전류전압법에 의하여 연구 검토하였다. 페놀의 초기산화전위는 산성용액에서는 전해질용액의 액성에 크게 영향을 받으나, 염기성용액에서는 0.33-0.40V범위로 거의 일정한 산화전위를 나타내었고, 페놀의 농도변화에 따른 전기화학적 산화의 최적농도는 0.IN부근에서 가장 유리하였다. 그리고 주사속도변화에 따른 조사에서 페놀 산화반응은 비가역적이고 확산이 이 반응을 지배한다.

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알루미늄 합금의 해수 내 내식성 및 캐비테이션-침식 손상 저감을 위한 적용전위 규명 (Investigation on optimum applied potential for corrosion resistance and cavitation-erosion damage reduction of Al alloy in seawater)

  • 정광후;박일초;이정형;한민수;김성종
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.112-112
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    • 2018
  • 알루미늄 합금은 내구성과 내식성이 우수한 경량 재료이다. 그 중 Al-Mg계 5083 Al 합금은 가공성 및 용접성이 우수하여 선체 재료로 널리 이용되고 있다. 이는 선체 중량의 경량화로 인해, 연료비 절감과 빠른 선속 등 다양한 이점을 지니기 때문이다. 그러나 선박의 고속화에 따라 선체에 가해지는 유체충격이 증가하고, 압력 저하에 기인하여 캐비테이션-침식 손상이 증가할 뿐만 아니라, 염소이온이 존재하는 해수환경에서는 침식과 부식의 시너지효과로 인하여 재료의 손상이 더욱 가속화된다. 이에 대한 다양한 방지책들이 제안되고 있으나, 강한 충격압을 동반한 캐비테이션 침식-부식 복합 손상 환경에서는 다소 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 알루미늄 5083에 대하여 캐비테이션 환경 하에서 일정 전위를 인가하며 침식-부식 손상이 최소화 되는 전위 구간을 규명하고자 하였다. 먼저, 분극 실험을 선행하여 재료의 전기화학적 거동을 파악 한 후 적용 전위구간을 선정하여, 해당 전위를 인가한 상태에서 캐비테이션 실험을 실시하였다. 전기화학적 분극실험과 캐비테이션-전기화학 복합 실험은 $25^{\circ}C$의 해수 하에서 실시하였으며, 시험편의 노출면적은 $3.24cm^2$으로 하였다. 분극 실험은 개로전위로부터 +3 V까지 2 mV/s의 분극속도로 전위를 인가하였고, 기준전극으로 Ag/AgCl, 대극으로 백금전극을 사용하였다. 캐비테이션-전기화학 복합 실험은 정전위를 인가한 상태에서 대향형 진동법으로 진동수 20 kHz, 진폭 $30{\mu}m$ 진동을 20분간 가하였으며, 혼팁과 시험편 사이의 거리는 1 mm로 일정하게 유지하였다. 실험 후 표면 손상의 정량적 분석을 위해 인가된 전위별 전류밀도를 비교하고, 무게감소량을 측정하였으며, 손상경향 파악을 위하여 3D광학현미경과 주사전자현미경(SEM)을 통해 표면을 분석하였다.

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부식액의 조건 및 주사 속도가 AISI 304 스테인리스강의 전기화학적 부식에 미치는 영향 (Effect of the Corrosive Solution Conditions and Scan Rate to the Electrochemical Corrosion on the AISI 304 Stainless Steel)

  • 나은영;백신영
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제21권5호
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    • pp.535-541
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    • 1997
  • The effect of concentration of each solution( HCI, $H_2SO_4$ and $HNO_3$), scan rate and polished surface condition on the corrosion of AISI 304 Stainless Steel were investigated, utilizing the Method ASTM G5 - 87. It can be concluded that: 1) For the same concentration(i.e. 1N) of each solution the corrosion rate is the highest in HCI and lowest in $HNO_3$. Also, the difference of values of $i_{cirt}$ generated for each solution is significant. 2) As the concentration of the solution $H_2SO_4$ is increased (O.5N, 1N, 2N) the values of $E_{cor}$ $i_{crit}$ and $i_{p}$ are increased. 3) In case of existence of SCN ion of O.OlN, the values of iCTIt and ip generated are approximately 100 times and 1.4 times higher respectively, than in the case of non - existence of $SCN^{-}$. However the existence of $SCN^{-}$ doesn't affect the value of $E_{cor}$ and $E_{p}$. 4) The values of $i_{crit}$ and $i_{p}$ are increased due to the increase of scan rate. But the values of $E_{cor}$ and $E_{p}$ do not depend on the scan rate. 5) The $i_{p}$ value depends greatly on oxygen in the solution, but the changes in values of $E_{cor}$ $i_{crit}$ and $E_{b}$ due to the oxygen are insignificant. 6) If a component is polished using #400, #600 and #800 wet polish paper, the effect of surface condition on variations of values of $i_{crit}$ and $i_{p}$ is slightly significant.

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확산모델을 이용한 다중전자 전극반응에 대한 순환전위법의 전산모델링 (Computational Modeling of Cyclic Voltammetry on Multi-electron Electrode Reaction using Diffusion Model)

  • 조하나;윤도영
    • 전기화학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.165-171
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    • 2012
  • 본 연구에서는 전기화학계에서 중요한 다중전자의 이동이 수반되는 전극 반응에 대하여 순환전위법의 특성곡선을 모델링하여, MATLAB 프로그램으로 구현하였다. 전극주변의 전기화학 물질전달계에 대하여 반무한 확산모델의 경계조건을 설정하였고, Fick의 농도방정식은 유한차분법으로 전개하여 수치해를 구하였고, Butler-Volmer 식으로부터 계산된 농도값을 전류의 값으로 전환하였다. 본 연구에서 구현된 수치해는 기존의 실험치들과 합리적으로 설명하고 있었으며, 이를 근거로 다중전자 전기화학 반응계에서 반응메카니즘에 대한 전극반응속도 상수와 CV 주사속도 영향을 효과적으로 해석할 수 있었다.

양극산화 처리된 5083-H321 알루미늄 합금의 해수 내 캐비테이션-침식 방지를 위한 최적 방식전위 규명 (Investigation on optimum cavitation-erosion protection potential of anodized 5083-H321 Al alloy in sea water)

  • 양예진;장석기;김성종
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.143-143
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    • 2016
  • 알루미늄 합금은 내구성과 내식성이 우수할 뿐만 아니라 다양한 표면개질을 통해 그 표면 특성을 더욱 향상시킬 수 있다. 특히 Al-Mg계 5083-H321 Al 합금의 경우 가공성 및 용접성이 우수하여 선체 재료로 널리 이용되는데, 이는 선체중량의 경량화가 가능하여 연료비 절감과 빠른 선속 등 다양한 이점을 지니기 때문이다. 그러나 선속의 고속화에 따라 선체에 가해지는 유체충격이 증가하고 정압 저하에 기인하여 캐비테이션-침식 손상이 증가할 뿐만 아니라 해수환경 특성 상염소이온의 존재로 부식이 가속화되는 등 침식 및 부식의 시너지효과로 손상은 크게 증가한다. 이에 대한 방지대책으로 다양한 표면개질 기법이 제안되고 있으나 강한 충격압이 동반된 캐비테이션 침식-부식 복합 손상 환경에서는 표면처리만으로는 불가능할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 양극산화된 5083-H321을 대상으로 캐비테이션 환경 하에서 일정 전위를 인가하여 침식-부식 손상이 최소화되는 최적전위를 규명하고자 한다. 이를 위해 먼저 분극 실험을 통해 재료의 전기화학적 거동을 바탕으로 임의의 전위를 선정하고 해당 전위를 인가한 상태에서 캐비테이션 실험을 실시하였다. 이때 분극실험과 캐비테이션-전기화학 복합실험 모두 $25^{\circ}C$의 해수에서 실시하였으며, 전기화학적 분극실험은 유효면적이 $3.24cm^2$인 시편에 2 mV/s의 분극속도로 0 ~ -3 V 까지 인가하였고, Ag/AgCl 기준전극과 백금대극을 사용하였다. 캐비테이션-전기화학 복합 실험은 정전위를 인가한 상태에서 $30{\mu}m$의 진폭으로 20분간 실시하였으며, 혼팁과 시험편 사이의 거리는 1 mm로 일정하게 유지하였다. 실험 후 표면 손상의 정량적 분석을 위해 인가된 전위별 전류밀도를 비교하고, 무게감소량을 측정하였으며, 손상특성 분석을 위해 3D현미경과 주사전자현미경(SEM)을 통해 표면을 분석하였다.

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Co(Ⅱ)$(dimethyl bipyridine)_3(ClO_4)_2$의 전기화학적 성질과 산소환원에 대한 전극 촉매 효과 (Electrocatalytic Effect on the Oxygen Reduction and Electrochemical Properties of Co(Ⅱ)-dimethyl Bipyridine Perchlorate)

  • 김일광;박종술;한완수;김윤근;전일철
    • 대한화학회지
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    • 제41권8호
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    • pp.385-391
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    • 1997
  • Co$(dimethyl bipyridine)_3(ClO_4)_2$의 확산계수$(D_0)$와 전극반응속도상수$(K_0)$를 순환전압전류법과 대시간전류법으로 구하였다. 확산계수에 대한 용매, 농도, 주사속도 등의 영향과 반응속도상수에 대한 온도변화의 영향을 조사하였다. 25$^{\circ}C$에서 확산계수는 $5.54{\times}10^{-6 }cm^2/sec$이었고, 반응속도상수는 $2.39{\times}10^{-3 }/s$ 이었으며, 용매의 점도가 커질수록 봉우리전류값과 확산계수는 감소하였다. 반응속도상수에 대한 온도의 영향으로부터, ${\Delta}G^{\neq},\;{\Delta}H^{\neq},\;{\Delta}S$ 등의 열역학적 파라미터를 구하였다. 이 화합물은 $O_2$분자의 환원에서 봉우리전류를 크게 증가시키고, 환원전위를 양(+)전위방향으로 이동시키는 열역학적 전극촉매현상을 보였다.

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