• 제목/요약/키워드: Interfacial Energy

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전자빔조사를 이용한 술폰화 폴리아릴렌 에테르 술폰-g-술폰화 폴리스틸렌 분리막 제조 및 염수전기분해 특성평가 (Sulfonated poly(arylene ether copolymer)-g-sulfonated Polystyrene Membrane Prepared Via E-beam Irradiation and Their Saline Water Electrolysis Application)

  • 차우주;이창현
    • 멤브레인
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    • 제26권6호
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    • pp.458-462
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    • 2016
  • 염수전기분해(saline water electrolysis) 또는 클로로-알칼리 막공정(chlor-alkali membrane process)은 양이온교환막과 전극으로 구성되는 전해셀에 전기를 가하여, 고순도(> 99%)의 고부가가치 화합물(예 : 염소, 수소, 수산화나트륨)을 직접 제조하는 화학공정이다. 염수전기분해의 경제성은 동일한 양의 화합물을 생산하기 위해 투여되는 에너지 소비량을 저감시킴으로 달성될 수 있다. 이러한 이슈는 전해질이나 전극의 고유 저항을 줄이거나, 전해질과 전극 사이의 계면 저항을 감소시킴으로 달성시킬 수 있다. 본 연구에서는 전자빔 동시조사법을 사용하여, 높은 화학적 안정성을 지닌 탄화수소계 술폰산 이오노머 막의 표면에 높은 이온선택성을 갖는 고분자를 접목 시키는 시도가 이루어졌다. 이를 통해, 고분자 전해질 막의 이온전도성을 보완함과 동시에, 전극과의 계면 저항을 감소시켜, 전기화학적 효율 향상이 이루어짐을 관찰하였다.

폴리 실리콘을 이용한 금속-반도체-금속 광 검출기의 열처리에 따른 전기적 특성 (Post Annealing Effects on the Electrical Properties of Polysilicon Metal-Semiconductor-Metal Photodetectors)

  • 김경민;김정열;이유기;최용선;이재성;이영기
    • 한국재료학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.195-200
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    • 2018
  • This study investigated the effects of the post annealing temperatures on the electrical and interfacial properties of a metal-semiconductor-metal photodetector(MSM-PD) device. The interdigitate type MSM-PD devices had the structure Al(500 nm) / Ti(200 nm) / poly-Si(500 nm). Structural analyses of the MSM-PD devices were performed by employing X-ray diffraction(XRD), scanning electron microscopy(SEM) and transmission electron microscope(TEM). Electrical characteristics of the MSM-PD were also examined using current-voltage(I-V) measurements. The optimal post annealing condition for the Schottky contact of MSM-PD devices are $350^{\circ}C$-30minutes. However, as the annealing temperature and time are increased, electrical characteristics of MSM-PD device are degraded. Especially, for the annealing conditions of $400^{\circ}C$-180minutes and $500^{\circ}C$-30minutes, the I-V measurement itself was impossible. These results are closely related to the solid phase reactions at the interface of MSM-PD device, which result in the formation of intermetallic compounds such as $Al_3Ti$ and $Ti_7Al_5Si_{12}$.

Symmetric Multi-Processing 시스템에서 다양한 병렬 기법 모델을 적용한 병렬 CUPID 코드의 성능분석 (Performance Analysis of the Parallel CUPID Code for Various Parallel Programming Models in Symmetric Multi-Processing System)

  • 전병진;이재룡;윤한영;최형권
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제38권1호
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    • pp.71-79
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    • 2014
  • 본 연구에서는 가압경수로 주요 기기의 고정밀 열수력 해석을 위한 CUPID(Component Unstructured Program for Interfacial Dynamics) 코드의 압력장 해석을 위한 이중공액구배법(Bi-Conjugate Gradient) 알고리즘의 병렬화를 SMP(Symmetric Multi Processing) 시스템에서 고찰한다. 비압축성 후향계단 유동문제의 병렬해석을 다양한 격자 조밀도를 가지는 격자들에 대하여 세 가지 대표적인 병렬 기법(MPI, OpenMP, 하이브리드)을 적용하여 병렬성능 비교를 수행하였다. 병렬처리 성능은 해석 문제의 크기뿐만 아니라 캐쉬 메모리 크기에도 영향을 받으므로, 전체 계산량이 매우 적거나 개별 쓰레드에 사용되는 메모리가 캐쉬 메모리보다 매우 큰 경우에는 병렬화에 의한 성능 향상이 낮음을 확인하였다. 또한, 문제 크기에 상관없이 MPI 기법이 OpenMP보다 성능이 우수했으며, 상대적으로 적은 쓰레드를 사용한 경우엔 하이브리드 기법이 가장 우수한 성능을 보였다.

Ti/Cu/Au UBM의 Au 두께와 리플로우 온도에 따른 Sn-52In 솔더와의 계면반응 및 전단 에너지 (Interfacial Reaction and Shear Energy of Sn-52In Solder on Ti/Cu/Au UBM with Variation of Au Thickness and Reflow Temperature)

  • 최재훈;전성우;오태성
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.87-93
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    • 2005
  • Au 층의 두께를 $0.1{\~}0.7{\mu}m$로 변화시킨 $0.1{\mu}m$ Ti/3 ${\mu}m$ Cu/Au UBM 상에서 48Sn-52In 솔더를 $150-250^{\circ}C$의 온도 범위에서 리플로우시 UBM/솔더 반응에 의한 금속간화합물의 형성거동을 분석하였다. 또한 Ti/Cu/Au UBM의 Au 두께 및 리플로우 온도에 따른 볼 전단강도와 전단에너지를 분석하였다. $150^{\circ}C$$200^{\circ}C$에서 리플로우 시에는 UBM/솔더 계면에 $Cu_6(Sn,In)_5$$AuIn_2$ 금속간 화합물이 형성되어 있으나, $250^{\circ}C$에서 리플로우 시에는 솔더 반응이 크게 증가하여 UBM이 대부분 소모되었다. 볼 전단강도는 UBM/솔더 반응과 일치하지 않는 결과를 나타내었으나, 전단 에너지는 UBM/솔더 반응과 잘 일치하는 변화 거동을 나타내었다.

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Applications and Challenges of Lithium-Sulfur Electrochemical Batteries

  • Mohammed Jasim M. Al Essa
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제15권1호
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    • pp.1-13
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    • 2024
  • This paper presents applications of lithium-sulfur (Li-S) energy storage batteries, while showing merits and demerits of several techniques to mitigate their electrochemical challenges. Unmanned aerial vehicles, electric cars, and grid-scale energy storage systems represent main applications of Li-S batteries due to their low cost, high specific capacity, and light weight. However, polysulfide shuttle effects, low conductivities, and low coulombic efficiencies signify key challenges of Li-S batteries, causing high volumetric changes, dendritic growths, and limited cycling performances. Solid-state electrolytes, interfacial interlayers, and electrocatalysts denote promising methods to mitigate such challenges. Moreover, nanomaterials have capability to improve kinetic reactions of Li-S batteries based on several properties of nanoparticles to immobilize sulfur in cathodes, stabilizing lithium in anodes while controlling volumetric growths. Li-S energy storage technologies are able to satisfy requirements of future markets for advanced rechargeable batteries with high-power densities and low costs, considering environmentally friendly systems based on renewable energy sources.

염수 노화처리 일수에 따른 유리섬유 에폭시간의 기계적 및 계면 물성 변화 평가 (Evaluation of Mechanical and Interfacial Properties between Glass Fiber and Epoxy Resin after NaCl Solution and Aging Treatments)

  • 신평수;왕작가;권동준;최진영;이상일;박종만
    • Composites Research
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    • 제28권1호
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    • pp.22-27
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    • 2015
  • 복합재의 고강성을 얻기 위하여 매트릭스 및 섬유 각각의 물성도 중요하지만, 매트릭스와 섬유간 계면접착력이 매우 중요하다. 바닷물이 계면을 침투하게 되면 계면물성이 낮아지게 되고, 복합재의 균열이 일어나게 될 것이다. 이번 실험에서, 물리적/계면 시험법과 미세역학 시험법을 이용하여 유리섬유 노화일수에 따른 계면물성 변화를 연구하였다. 유리섬유의 기계적 물성변화는 단섬유 인장시험을 통해 조사했다. 유리섬유의 계면물성 변화는 비파괴 음향방출과 피로시험을 응용한 미세역학 시험을 통해 조사했다. 피로강도의 변화를 통하여 유리섬유와 에폭시간의 상대적인 계면물성을 평가하였다. 실험결과, 염수노화 일수에 따라 유리섬유의 직경이 감소하는 것을 관찰하였고, 미처리의 경우보다 기계적 및 계면 물성 감소를 나타내었다.

중온 아스팔트 혼합물의 성능 평가를 위한 아스팔트 바인더와 골재 사이의 접착물성분석 방법에 관한 연구 (A Study on the Performance Evaluation Method of Warm-mix Asphalt Mixture by the Analysis of Bonding Properties between Asphalt Binder and Aggregate)

  • 유인상;조동우;황성도;이석근
    • 대한토목학회논문집
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    • 제31권6D호
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    • pp.803-810
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    • 2011
  • 국내외적으로 지구 온난화와 에너지 절약에 관한 관심이 커지고 있는 가운데 아스팔트관련 산업에서도 이러한 친환경 소재 및 기술 개발에 관심을 가지고 있다. 기존 가열 아스팔트에 비해 낮은 온도에서 생산할 수 있는 기술인 중온 아스팔트는 이러한 친환경 소재관련 기술 개발의 결과로서 지속적인 개발연구의 대상이 된다. 이러한 연구대상중의 하나는 중온 아스팔트 바인더의 접착능력을 측정하는 것이다. 그리고 또한 이러한 접착능력 평가와 아스팔트 혼합물 성능을 직접 연결하는 노력도 필요하다. 본 논문은 중온 아스팔트 바인더와 골재의 접착능력에 관한 내용을 다루고 있고, 그 접착능력을 평가하기 위한 시험방법을 제시하고 있다. 본 연구에서는 기존 DSR 수분손상시험을 사용해 가열 및 중온 아스팔트 바인더와 골재사이 접착부분의 물성을 비교 평가했고, 또한 아스팔트 혼합물 성능과의 관계성을 구하기 위해 인장강도 비를 측정해서 확인해 보았다. 본 연구를 통해서 나온 결론은 다음과 같다. 기존의 수퍼페이브 표준 아스팔트 바인더 시험법에서 사용하는 선형점탄성 $G^*$ 값보다는 85% 선형점탄성 $G^*$에서의 전단응력 값이 가열 아스팔트 바인더 또는 중온 아스팔트 바인더와 골재의 접착성을 좀 더 적확하게 평가하기 위한 물성 값이 될 수 있다. 그리고 얇은 아스팔트 피막두께의 접착능력을 평가하는 것이 실재 아스팔트 바인더와 골재의 접착능력을 좀 더 잘 반영할 수 있는 방법이 될 것이다.

잠재성 양이온 개시제를 이용한 DGEBA/PMR-15 블렌드계의 열안정성 및 기계적 계면 특성에 관한 연구 (Thermal Stability and Mechanical Interfacial Properties of DGEBA/PMR-15 Blend System Initiated by Cationic Latent Thermal Catalyst)

  • 박수진;이화영;한미정;홍성권
    • 접착 및 계면
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    • 제5권1호
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    • pp.3-11
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    • 2004
  • 본 연구에서는 DSC와 DMA를 이용하여 잠재성 양이온 개시제인 BPH에 의해 개시된 DGEBA/PMR-15 블렌드계의 경화거동에 대해 연구하였다. 본 블렌드계의 열안정성과 기계적 계면 특성은 TGA 분석과 임계 응력 세기 인자($K_{IC}$) 측정을 통하여 고찰하였다. 본 실험 결과, DSC 측정을 통하여 Ozawa 방정식으로부터 구한 경화 활성화 에너지($E_a$)와 DMA 측정을 통하여 구한 relaxation 활성화 에너지($E_r$)는 PMR-15의 함량이 증가함에 따라 증가하는 것을 알 수 있었다. 적분 열분해 온도(IPDT)와 유리전이온도($T_g$)로 알아본 열안정성은 PMR-15의 우수한 내열성으로 인해 PMR-15의 함량이 증가함에 따라 크게 증가하였다. 기계적 계면 특성인 $K_{IC}$ 또한 경화 활성화 에너지와 같은 경향을 나타내는 것을 알 수 있었는데, 이는 블렌드계의 분자들간의 수소 결합 또는 계면 결합력이 증가되었기 때문인 것으로 사료된다.

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면외하중을 받는 상이한 직교 이방성 평면내의 평행균열 (Parallel Crack in Bonded Dissimilar Orthotropic Planes Under Out-of-Plane Loading)

  • 최성렬;권용수;채영석
    • 대한기계학회논문집
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    • 제19권1호
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    • pp.170-180
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    • 1995
  • A parallel crack in bonded dissimilar orthotropic planes under out-of-plane loading is analyzed. The problem is formulated by Fourier integral transforms, and reduced to a pair of dual integral equations. By solving the integral equations, the asymptotic stress and displacement fields near the crack tip are determined in closed form, from which the stress intensity factor and energy release rate are obtained. Discontinuity in the stress intensity factor as the distance ratio h/a of the parallel crack approaches zero is found, while the energy releas rate is shown to be continuous at h/a = 0. This information can immediately be used to generate the stress intensity factor for the parallel crack near the interface. By employing "the maximum energy release rate criterion", it could be shown in the case of no existing crack initially that the parallel crack is formed far from the interface for the more compliant material, while it is formed close to the interface for the stiffer material. material.

Lattice-Boltzmann Method를 이용한 기체-액체 상분리 시뮬레이션 (Numerical Simulation on Phase Separation by Using the Lattice-Boltzmann Method)

  • 정노택
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.197-201
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    • 2009
  • 다상유동의 상분리 시뮬레이션 기법으로 Lattice-Boltzmann방법(LBM)을 이용하였다. 기체와 액체상사이의 경계면에서 마이크로한 상호교환을 LBM의 등가함수에서 취급하고 있으며, Van-der-Walls의 free energy를 도입하였다. 표면에너지에 따라 상경계면의 기울기의 변화, 온도에 따른 상분리 특성등을 조사하고, 일정 온도상에서 기체와 액체의 상분리 시뮬레이션을 수행하였다.

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