• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.30 no.5
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• pp.489-496
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• 2010

The power generation and chemical industry have been subjected to further material degradation with long term operations and need to predict the remaining service life of components, such as reformer tube and steam turbine rotor, that have operated at elevated temperatures. As a non-destructive technique, replication method with reliable metallurgical life and microstructural soundness assessment has been recognized with strongly useful method until now. Developments of this method have variously accomplished by new quantitative approach, such as carbide analysis, with A-parameter and grain deformation method. An overview of replication, some new techniques for material degradation and life assessment were introduced in this paper. Also, on-site applications and its reasonableness were described. As a result of having analyzed microstructure by replication method, carbide approach was quantitatively useful to life assessment.

• Proceedings of the Korean Magnestics Society Conference
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• 2002.12a
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• pp.136-137
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• 2002

크롬-몰리브덴 강종들은 고온에서 우수한 기계적 성질을 나타내기 때문에 에너지 변환설비 및 압력용기 등에 폭넓게 사용되고 있다. 그러나 고온에서 장시간 사용됨에 따라 입계에 탄화물의 형성 및 조대화, 용질원자의 결핍, 불순물의 편석 등 미세조직의 변화에 의해 초기의 우수한 기계적 성질이 저하되는 경년열화 현상이 나타나고 있다. 따라서, 이들 대형기기 및 구조물의 보다 신뢰성 있는 품질보증과 정기적인 가동 중 검사가 요구되어지고 있다. (중략)

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.25 no.5
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• pp.30-36
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• 2021

Residual life assessment of reformer tubes of mod HP steel used in the refinery and petrochemical industry were investigated by quantitative metallographic evaluation method. Area fractions of precipitated carbides were measured by using surface replication and its relationship with the remaining life of the tube was investigated. The microstructures of the virgin and other tubes were examined using optical microscopy (OM) for service periods of 1.8, 6.0, 7.2, 8.5, 9.7, and 16.2 years at 950 ℃ and the area fractions of the precipitates were measured by image analysis using ImageJ software. As the area fraction of the precipitates increased, the residual life was decreased accordingly. The results showed that the LMP was the highest in the virgin and the LMP decreased as the service time increased and the residual life decreased. A regressional equation showing the relation between the area fraction of carbides and LMP was experimentally derived. The obtained relationship can be used with the surface replication method for on-site residual life assessment.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2001.11a
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• pp.210-215
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• 2001

The ferritic 2.25CrMo steel has been used for high temperature structure applications such as turbine rotors, boilers and pressure vessels in fossil plant and petroleum chemical facilities. However, this steel is known to result in aging degradation due to temper embrittlement, carbide induced brittleness and softening of matrix after long time exposure to high temperature. This research investigated the microstructural and mechanical changes after artificial degradation treatment and evaluated the degree of degradation by several nondestructive methods. The decrease of electrical resistivity and increase of magnetic Barkhausen noise(RMS voltage) with increasing aging time were observed. The change of electrical resistivity and Barkhausen noise showed a good correlation with the ductile-brittle transition temperature.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.57.2-57.2
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• 2012

산소 이온 전도성 세라믹을 이용한 고체 산화물 연료전지의 전극은 원활한 전기화학반응을 위해, 이온 전도도, 전자 전도도 및 전기화학적 활성을 동시에 가지고 있어야 한다. 이를 위해 복합체 전극을 사용하며, 특히 음극의 경우 니켈(Nickel)과 Yttria-stabilized zirconia (YSZ)로 이루어진 복합체 전극을 혼합 및 소결을 통해 제조하여 사용하였다. 하지만, 니켈의 경우 탄화 수소 연료에서의 탄소 침적 문제와 열악한 산화환원 안정성(redox stability)등의 문제점을 가지고 있다. 따라서 니켈대신 전도성 세라믹을 사용한 세라믹 복합체 음극 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 그 중 침투법(infiltration method)을 이용한 복합체 전극 제조 방법을 소개한다. 실제로 니켈 금속과 유사한 높은 전기 전도도를 갖는 Sr-doped Lanthanum Vanadate (LSV)을 이용해, YSZ-LSV 복합체 전극을 침투법을 이용해 제조하고, 소량의 촉매을 첨가하여, 이온전도도, 전자 전도도 및 촉매 활성을 갖는 복합체 음극을 제조하였다. 이 복합체 음극의 탄화수소에서의 연료전지 성능 및 redox stability을 측정하였다.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.21 no.4
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• pp.439-445
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• 2001

The destructive method is reliable and widely used lot the estimation of material degradation but, it have time-consuming and a great difficulty in preparing specimens from in-service industrial facilities. Therefore, the estimation of degraded structural materials used at high temperature by nondestructive evaluation such as electric resistance method, replica method, Barkhausen noise method, electro-chemical method and ultrasonic method are strongly desired. Ultrasonic nondestructive evaluation technique has been reported good to attain efficiency of measurement, high sensitivity of measurement, and rapidity and reliability of result interpretation. In this study, it was verified experimentally the feasibility of the evaluation of degraded 2.25Cr-1Mo steel specimens which were prepared by the isothermal aging heat treatment at $630^{\circ}C$ by high frequency longitudinal wave method investigating the change of attenuation coefficient by FFT analysis and wavelet transform. Because of carbide precipitation increase and spheroidization near grain boundary of microstructure to aging degradation, attenuation coefficient had a tendency to increase as degradation proceeded. It was identified possibly to evaluate degradation using the characteristics of high-frequency ultrasonics. Frequency dependence of ultrasonic attenuation coefficient to aging degradation appeared large, which made sure that attenuation coefficient is an important parameter for evaluation of aging degradation.

• Resources Recycling
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• v.31 no.4
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• pp.19-25
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• 2022

In this study, tungsten carbide (WC) powder was prepared using a novel recycling process for hard metal sludge that does not use ammonium paratungstate. Instead of ammonia, acid was used to remove the sodium and crystallized tungstate, resulting in the formation of tungstic acid (H₂WO₄). The WC powder was successfully synthesized by the carbothermal reduction of tungstic acid through H₂O decomposition, reduction of WO₃ to W, and formation of WC. The carbon content and holding time at the carbothermal reduction temperature were optimized to remove free carbon from the WC powder. As a result, most of the free carbon in the WC powder prepared from sludge was removed, and the content of free carbon in the synthesized WC powder was lower than that in commercial WC powder. Moreover, the crystallite size of WC prepared from H₂WO₄ was much smaller than that of commercial micron-sized WC powder produced from APT. The small crystallite size of WC induces grain growth during the sintering of the WC-Co composite; thus, a WC-Co composite with large WC grains was fabricated using the WC powder prepared from H₂WO₄. The large WC grains affected the mechanical properties of the WC-Co composite. Further, due to the large grain size, the WC-Co composite fabricated from H₂WO₄ exhibited a higher toughness than that of the WC-Co composite prepared from commercial WC powder.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.05a
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• pp.22.1-22.1
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• 2009

차세대 CMOS 공정에서 유전상수가 높은 게이트 절연막과 함께 게이트 전극이 관심을 끌고 있다. 게이트 전극은 전도도가 높아야 하고 p-MOS, n-MOS에 맞는 일함수를 가져야 하며 열적 특성이 안정해야 한다. 탄탈룸 계열 탄화물이나 질화물은 게이트 전극으로 관심을 끌고 있는 물질이며 이를 원자층 화학증착법으로 박막화 하는 공정이 관심을 끌고 있다. 원자층 화학공정에서는 전구체의 역할이 중요하며 이의 기상반응 메카니즘, 표면 반응 메카니즘을 제대로 이해해야 한다. 본 연구에서는 TBTDET (tert-butylimido tris-diethylamido tantalum) 전구체의 반응 메커니즘을 FTIR(Fourier Transform Infrared)을 이용해 진단하였다. 또한 수소, 암모니아, 메탄을 이용한 열화학 원자층 증착, 플라즈마 원자층 증착 공정을 수행하여 박막을 얻고 이들의 특성을 평가하였다. 각 공정에 따라 반응 메커니즘이 달라지고 박막의 조성이 달라지며 또한 박막의 물성도 달라진다. 특히 박막에 형성되는 TaC, TaN, Ta3N5, Ta2O5 (증착 후 산소의 유입에 의해 형성됨) 등의 조성이 공정에 따라 달라지며 박막의 물성도 달라진다. 반응메카니즘의 연구를 통해 각 공정에서 어떠한 조성의 박막이 얻어지는 지를 규명하였고 박막의 밀도에 따라 산소유입량이 어떻게 달라지는 지를 규명하였다.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.22 no.2
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• pp.149-154
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• 2002

An attempt was made to evaluate the changes of microstructures and mechanical properties with increasing aging time in 2.25Cr-1Mo steel. In this study, it was verified the feasibility of the evaluation for degraded 2.25Cr-1Mo steel by isothermal heat treatment at $630^{\circ}C$ up to 1,000 hours using surface SH wave and investigated the change of attenuation coefficient and propagation time. Attenuation coefficient had a tendency to increase according to degradation and propagation time drastically in the beginning of deterioration. A good correlation between ultrasonic attenuation coefficient and hardness was found, which made sure that attenuation coefficient is an potential parameter for evaluation of aging degradation. In addition, it has verified experimentally the frequency dependence of ultrasonic group velocity and attenuation coefficient using wavelet transform.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.97-97
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• 2015

전 세계적으로 화석연료의 고갈 및 환경오염 문제를 해결하기 위해 신재생에너지에 대한 관심이 급증하고 있다. 이러한 신재생에너지에는 수소 에너지, 자연 에너지(태양열, 지열 등), 바이오 매스 에너지 등이 포함된다. 이 중 수소 에너지는 지구상에 풍부하게 존재하고 있는 물과 탄화수소로부터 얻어지며, 연소 시에도 다시 물을 형성하여 오염 물질을 배출하지 않는 차세대 무공해 에너지원으로써 주목을 받고 있다. 수소 제조를 위한 공정에는 수증기 개질 공정(steam reforming), 부분 산화(partial oxidation) 및 자열개질(autothermal reforming) 등이 있으며 실제로 생산되는 대부분의 수소는 탄소/수소비(1:4)가 높은 메탄($CH_4$) 가스를 이용한 메탄 수증기 개질 공정(steam methane reforming)을 통하여 제조된다. 이 때 수소 제조의 고효율화 및 저비용화를 위해서는 반응물에 대한 높은 선택도, 고활성도 및 높은 안정성을 갖는 촉매가 반드시 필요하며, 대표적으로 Ni, Pt, Ru 등이 보고되고 있다. 이러한 촉매들은 대부분 세라믹 pellet 형태로 제작되어 왔으나 열전도도가 낮고 물리적 충격에 취약하다는 단점이 존재한다. 따라서 우리는 이러한 단점을 극복하고, 촉매의 활성을 높이기 위하여 다공성 금속 합금 폼을 촉매 지지체로 도입하였다. 또한, 다공성 금속 합금 폼 표면에 촉매의 분산 및 안정성을 향상시키기 위해 지지체와 촉매 사이에 원자층 증착법을 이용하여 inter-layer를 도입하였다. 이들의 구조, 형태, 및 표면의 화학적 상태는 주사전자현미경, EDS (energy dispersive spectroscopy)가 탑재된 주사전자현미경, X-선 회절, 및 X-선 광전자 분광법을 이용하여 규명하였다. 더하여 정전압-전류 측정법 및 유도 결합 플라즈마 분광 분석기을 이용하여 전기 화학 반응을 유도하고, 반응 후 전해질의 성분분석을 통해 촉매와 지지체 간의 안정성을 평가하였다. 따라서 본 결과들은 한국진공학회 하계정기학술대회를 통해 좀 더 자세히 논의될 것이다.