SOFC 발전시스템의 상용화를 위해 선행되어야 할 것은 스택의 안정적 출력 및 신뢰성 확보이다. 이를 이루기 위해서는 스택을 구성하는 구성요소의 신뢰성 있는 규격 및 검수가 필요하다. 즉, 셀, 밀봉재, 분리판 및 집전체로 대변되는 구성요소들이 스택에 장착되었을 때 그 기능을 최대한 발휘하면서도 점진적 또는 급격한 품질저하가 발생되지 말아야 한다. 특히, 셀의 경우 스택의 성능에 직접적인 영향을 미치는 구성요소로서 품질에 대한 명확한 검수기준이 필요하다. SOFC용 셀은 다공성 anode, 치밀한 전해질, 그리고 다공성 cathode로 구성된 세라믹 소결체이다. 이 때 치밀한 전해질에 결함이 내재되어 있거나 물리적 힘에 의해 신규로 발생할 경우, 연료로 사용되는 수소와 공기가 만나는 cross-over가 발생하게 된다. Cross-over는 연료가 소모되는 문제도 있지만 발열로 인한 Hot spot을 형성시켜서 주변과의 온도구배를 유발하고, 이로 인해 고체 전해질의 균열전파를 일으킬 수 있고 나아가 급격한 셀의 파괴를 야기할 수 있다. 본 연구에서는 SOFC에 사용되는 셀의 형상측정, 물리적 강도 및 결함 검출을 위한 검수기법을 개발하여 스택의 신뢰성 향상과 향후 규격표준화를 위한 기반을 제공하고자, 평판형 셀의 3차원 형상을 정밀하게 측정하는 장치와 일정 면압을 인가하여 특정 형상을 갖고 있는 셀의 물리적 파괴여부를 판단할 수 있는 장치, 그리고 셀의 전해질에 내재된 결함을 검출할 수 있는 장치를 제작하였다. 본 장치들은 $1,000cm^2$급 평판형 셀까지 검수할 수 있도록 고안하여 양산시스템에 접목시킬 수 있도록 고안된 것이다. 본 장치들을 이용한 검수결과, 현재 $700cm^2$급 평판형 셀의 경우 최대 camber가 4mm 이하, 전해질의 He leak rate는 $5{\times}10^{-5}mbar.l/s.cm^2$ 이하라는 검수규격을 본 연구소에서 운전하는 스택에 1차적으로 적용하였으며 현재 검수규격의 신뢰성 및 강화를 위한 연구를 수행 중에 있다.
Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
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v.16
no.6
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pp.49-54
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2007
Electropolishing, the anodic dissolution process without contact with tools, is a surface treatment method to make a surface planarization using an electrochemical reaction with low current density. Nitinol is a metal alloy composed of Ni and Ti around 50% respectively which has shape memory effect. Nitinol can be put various applications which require purity and high pricision surface of products. The aim of this study is to investigate the characteristic of electropolishing effect for nitinol workpieces. In order to analyze the characteristics of electropolishing effect, surface roughness and micro-burr size were measured in terms of machining conditions such as current density, machining time and electrode gap. The tendencies about improvement of surface roughness and deburring effect by electropolishing for nitinol workpieces were determined.
Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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v.18
no.6
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pp.551-557
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2009
A development of smart materials is becoming a prominent issue on present industries. A smart material, included in functions, is needed for micro fabrication. A shape memory alloy(SMA) in a smart material is best known material. Ni-Ti alloy, composed of nikel and titanium is one of the best shape memory alloy(SMA). Nitinol SMA is used for a lot of high tech industry such as aero space, medical device, micro actuator, sensor system. However, Ni-Ti SMA is difficult to process to make a shape and fabrications as traditional machining process. Because nitinol SMA, that is contained nikel content more than titanium content, has similar physical characteristics of titanium. In this paper, the characteristics of ECM grooving process for nitinol SMA are investigated by experiments. The experiments in this study are progressed for power, gap distance and machining time. The characteristics are found each part. Fine shape in work piece can be found on conditions; current 6A, duty factor 50%, gap distance 15%, gap distance $15{\mu}m$, machining time 10min.
Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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2001.04a
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pp.1093-1096
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2001
Eletrochemical phenomenon are employed in the manufacturing of micro-electrochemical machining(micro-ECM). The application of controlled electrochemical metal removal in the fabrication of microstructures and microcomponents is refer to as micro-electrochemical machining. In this paper, we introduce a new method named $\ulcorner$point-electrode electro chemical machining method$\lrcorner$ was proposed to establish micro fabrication technology by use of electrochemical machining. And we find effect of the electrochemical phenomenon in several conditions.
Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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2013.05a
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pp.56-56
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2013
Sn-Ag 전해도금시 도금욕의 Sn 이온의 농도, Ag 이온의 농도, MSA 함량 및 인가 전류밀도 등의 인자들이 솔더의 조성과 표면형상에 미치는 영향에 관하여 연구하였다. 본 연구를 통하여 20의 미세피치와 15의 범프 높이를 가지는 공정 Sn-Ag 솔더 범프를 형성하였다. 도금된 솔더의 조성은 XRF와 ICP 분석을 통하여 확인하였고 형상은 광학현미경과 SEM을 통해 분석하였다. 또한 void 발생 여부 확인을 위해 FIB장비 및 X-Ray inspection장비를 사용 내부 Void 형상을 분석하였다. 전해 도금시 작용하는 주요 도금인자의 변경을 통해 15ASD에서 양호한 Bump를 구현하였다.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.20
no.1
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pp.43-49
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2003
In this study, micro electrochemical machining method was introduced for accomplishment the fabrication technology of functional parts and smart structures using the Ni-Ti shape memory alloy. From the experimental result, the micro part which has very fine surface could be achieved by use of micro electrochemical process with point electrode method. Concretely, the optimal performance of micro electrochemical process in Ni-Ti SMA was obtained at the condition of approximately 100% of current efficiency and high frequency pulse current. That is, much finer surface integrity and shape memory effect can be obtained at the same condition mentioned above.
The electro-refining process was performed to recovery high purity copper from low grade copper containing sludge in sulfuric acid. The surface morphologies and roughness of electro-refining copper were analyzed with variation of the type and concentration of organic additives, the best surface morphology was obtained 5 ppm of the gelatin type and 5 to 10 ppm of the thiol type organic additive. The crude metal consisted of copper with 86.635, 94.969 and 99.917 wt.%, several impurity metals of iron, nickel, cobalt and tin by pyro-metallurgical process. After electro-refining process, the purity of copper increases to 3N or 4N grade. The impurity concentrations and copper purities of copper crude metals, electrolyte and electro-refining copper were analyzed using ICP-OES, the electro-refining time and purity of copper crude metal to recover 4N grade copper were deduced.
Park, Da-Jeong;Park, Chae-Min;Gang, Nam-Hyeon;Lee, Gyu-Hwan
Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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2016.11a
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pp.154-154
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2016
다공성 수지상 구리분말은 그 구조적 특성으로 인해 다양한 촉매 분야에 사용되어왔으며, 본 연구에서는 전해도 금욕의 종류에 따라 수지상 구리의 표면적 특성에 대해 연구하였다. 도금욕의 종류($CuSO_4$, $CuCl_2$, $Cu_2P_2O_7$), 인가 전위, 도금시간(1, 5, 10, 30min)에 따른 수지상 형상을 비교하였다. SEM 이미지 분석 결과 황산구리와 염화구리 도금용액에서는 plate-like dendrite 형상이 관찰되었으며, 피로인산구리 도금용액에서는 needle-like dendrite 형상이 관찰되었다. 정전위 실험결과 도금용액별 한계전류밀도에서 음(-)의 방향으로 100mV 낮은 지점의 인가 전위 및 도금시간 10분에서 3가지 용액 모두 가장 미세한 수지상 입자가 관찰되었다. 도금용액별 겉보기 밀도 및 BET 비표면적을 측정해본 결과 미세한 수지상일수록 겉보기밀도는 낮게 비표면적은 크게 측정되었다. 가장 낮은 겉보기 밀도와 가장 높은 BET 비표면적을 가지는 용액은 염화구리 도금용액이었으며 그 값은 $0.951g/cm^3$, $1.8052m^2/g$이었다.
Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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2006.05a
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pp.229-230
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2006
Shape memory alloy, Nitinol is used for medical stent, artificial human joint, antenna of artificial satellite, fire door, temperature sensor...etc. It is important for some nitinol product high precision and clean surface. In this study, we experiment about deburring of edge and surface of nitinol work piece with micro electrolytic-deburring. We made an observation in case electric currents are $1A{\sim}4A$, above 5A and each machining times.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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