• Progress in Superconductivity
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• 제4권1호
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• pp.10-13
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• 2002

We report the effect of Ca doping in $YBa_2Cu_3O_{7-\delta}$ (YBCO) thin films grown on the Rolling- Assisted, Biaxially Textured Substrates (RABiTS) with the architecture of $CeO_2/YSZ/CeO_2/Ni$. Critical currents of bilayer and trilayer structures of $YBCO/Y_{0.7}Ca_{0.3}Ba_2Cu_3O_{7-\delta}$/(YCaBCO) as well as undoped YBCO for comparison have been measured in a wide range of temperatures and fields. For $6-8^{\circ}$ grain boundaries, 30% Ca-doping in bilayer structure enhances $J_c$ as high as 35%. The enhancement is larger at low temperatures and at magnetic fields. On the other hand, 30% Ca-doping in trilayer structure reduces $J_c$ as high as 60%. Combined with slightly lower $T_c$, this indicates that Ca is overdoped in this structure and degrades GBs.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.45.1-45.1
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• 2011

Cobalt-free $La_xSr_{4-x}Fe_6O_{13}$ ($0{\leq}x{\leq}2$) oxide have been synthesized and investigated as a potential cathode material for solid oxide fuel cells (SOFCs). $Sr_4Fe_6O_{13}$ consists of alternating perovskite layers ($Sr_4Fe_2O_8$) containing iron cations in octahedral oxygen coordination and $Fe_4O_5$ layers where iron cations have 5-fold coordination of two types-square pyramids and trigonal bipyramids. Our preliminary electrochemical testes of pristine $Sr_4Fe_6O_{13}$ show a rather high area specific resistance ($0.47{\Omega}cm^2$ at $700^{\circ}C$) for ~20 ${\mu}m$ thick layers with CGO electrolyte. The electrochemical performances are improved by La addition up to x=1 ($La_1Sr_3Fe_6O_{13}$, $0.06{\Omega}cm^2$ at $700^{\circ}C$). In addition, thermal expansion coefficient (TEC) values of $La_1Sr_3Fe_6O_{13}$ specimen demonstrated $15.1{\times}10^{-6}\;^{\circ}C^{-1}$ in the range of 25-900$^{\circ}C$, which provides good thermal expansion compatibility with the CGO electrolyte. An electrolyte supported (300-${\mu}m$-thick) single-cell configuration of $La_1Sr_3Fe_6O_{13}$/CGO/Ni-CGO delivered a maximum power density of 584 $mWcm^{-2}$ at $700^{\circ}C$. In addition, an anode supported single cell by YSZ electrolyte (10-${\mu}m$-thick) with a porous CGO interlayer between the cathode and the electrolyte to avoid undesired interfacial reactions exhibited 1,517 $mWcm^{-2}$ at $800^{\circ}C$. The unique composition of $La_1Sr_3Fe_6O_{13}$ with low thermal expansion coefficient and higher electrochemical properties could be a good cathode candidate for intermediate temperature SOFCs with CGO and YSZ electrolyte.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권1호
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• pp.86-91
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• 2002

고체 산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell; SOFC)는 무공해 청정에너지원으로서 기존의 발전방식을 대체할 차세대 에너지원으로 각광받고 있다. 고체산화물 연료전지의 구성요소는 크게 음극(anode), 양극(cathode), 전해질(electolyte)로 나뉘어 지는데 그 중 음극은 전극으로서의 역할은 물론 음극지지형인 경우 지지체 역할가지 수행해야 하기 때문에 아주 다양한 특성이 요구되어지고 있다. 그 중에서도 연료전지 성능의 최대 감쇄요인으로 지적되고 있는 분극저항을 줄이기 위해서는 높은 전기전도도와 높은 가스투과도가 요구되고있다. 본 연구에서는 음극 제조과정 중 첨가하는 기공 전구체의 종류에 따라 기판의 기공구조가 어떻게 바뀌는지 또 그로 인해 기판의 미세구조 및 전기전도도가 어떠한 영향을 받는지 관찰하였다. 결과 음극기판의 미세구조 및 전기전도도는 기공전구체의 종류에 따라 크게 달라졌으며 특히 이방성을 가지는 기공전구체의 사용은 전도성상의 단락 및 비효율적인 기공의 양산을 가져와 결과적으로 연료전지 성능을 악화시킬 것으로 예상된다.

• 한국표면공학회지
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• 제32권2호
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• pp.144-156
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• 1999

Thermal Barrier Coating with Functional Gradient Materials (FGM-TBC) can play an important role to protect the parts from harmful environments in high temperatures such as oxidation, corrosion, and wear and to improve the efficiency of aircraft engine by lowering the surface temperature on turbine blade. FGM-TBC can increase the life spans of product and improve the operating properties. Therfore, in this study the evaluations of mechanical and thermal properties of FGM-TBC such as fatigue, oxidation and wear-resistance at high temperatures have been conducted. The samples of both the TBC with 2, 3, 5 layers (YSZ/NiCrAlY) to be produced by Air Plasma Spray method (APS) and the bulk TBC with 6 layers to be produced by Plasma Assisted Sintering method (PAS) were used. Furthermore, residual stress, bond strength, and thermal conductivity were evaluated. The average thickness of the APS was 500$\mu\textrm{m}$ to 600$\mu\textrm{m}$ and the average thickness of the PAS was 3mm. The hardness number of the top layer of APS was 750 Hv to 810Hv and that of PAS was 950 Hv to 1440Hv. The $ZrO_2$ coating layer of APS was composed of tetragonal structure after spraying as the result of XRD analysis. As shown in the results of the high temperature wear test, the 3 layer coating of APS had the best wear resistance at $800^{\circ}C$ and the 5 layer coating of APS had the best wear resistance at $600^{\circ}C$. But, these coatings had the tendency of the low-temperature softening at $300^{\circ}C$. The main mechanism of wear was the adhesive wear and the friction coefficient of coatings was increased as increasing the test temperatures. A s results of thermal conductivity test, the ${\Delta}T$ of the APS coating was increased as number of layer and the range of thermal conductivity of the PAS was $800^{\circ}C$ to $1000^{\circ}C$.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1841-1843
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• 2005

냉간 압연과 열처리 공정을 통해 2축 배향성을 가지는 금속 기판 위에 산화물 박막을 중착 시켜 같은 정도의 2축 배향성을 갖도록 제조된 RABiTS template 위에 YBCO 초전도체를 PLD 방법으로 증착하여 YBCO coated conductor 선재를 제조하였다. RABiTS template은 $NiW/Y_2O_3/YSZ/CeO_2$ 구조로 DC reactive sputtering와 PLD 방법에 의해 증착되었다. 모든 공정은 reel-to-reel 방식의 연속 공정으로 이루어졌다. 1m와 10m급의 장선 고온초전도선재를 제조하고, 이에 대한 전기적 특성과 초전도 및 다층 산화물 완충층에 대한 결정성, 표면 특성에 대한 분석을 수행하였다. 그 결과 1m 길이에서 end-to-end 107A와 10.6m 길이에서 end-to-end 51A의 임계 전류를 획득하였다. 제조된 박막형 선재의 초전도 층과 다층의 산화물 완충층 모두 금속 기판의 결정성을 그대로 유지하면서, epitaxial하게 성장하였으며, 최종 YBCO의 in-plane FWHM 값은 > $9^{\circ}$를 유지하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권4호
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• pp.359-366
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• 2002

고체산화물 연료전지의 운전온도를 낮추기 위해 구성재 중 LSGM 전해질과 LSM 양극을 합성하고, 그 특성을 조사한 후 최적 조성과 공정으로 단위전지를 제작하고 출력을 측정하였다. 전해질 조성인 $(La_{0.85}Sr_{0.15})(Ga_{0.8}Mg_{0.2})O_{3-\delta}와 (La_{0.8}Sr_{0.2})(Ga_{0.8}Mg_{0.2})O_{3-\delta}$를 $1500^{\circ}$에서 6시간 소결한 경우 두 조성 모두 $LaGaO_3$의 단일상을 형성하였고, $10∼3{\mu}m$의 결정 크기를 갖는 치밀한 미세구조를 얻었으며, 저기전도도는 $800^{\circ}$에서 0.13S/cm를 나타내었다. 양극의 경우 GNP법으로 $(La1-xSrx)MnO_3$를 합성한 경우 Sr의 양이 0.2mole일 때까지는 $LaMnO_3$ perovskite 단일상이 생성되었으며, 입자의 크기는 약 40nm였다. 단위전지는 $(La_{0.8}Sr_{0.2})(Ga_{0.8}Mg_{0.2})O_{3-\delta}$ 조성으로 소결한 전해질 양면에 $(La_{0.9}Sr_{0.1})MnO_3$ 양극과 음극의 입자크기는 $1{\mu}m$ 정도였고 다공성을 나타내었다. 이때 단위전지의 출력은 $800^{\circ}$에서 약 $0.3W/cm^2$를 나타내었다