• 제목/요약/키워드: Nitrogen atmosphere

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커피 폐기물 기반의 질소가 포함된 다공성 탄소 섬유의 제조 및 전기화학적 응용 (Synthesis of Nitrogen-Doped Porous Carbon Fibers Derived from Coffee Waste and Their Electrochemical Application)

  • 김동현;김민상;제갈석;김지원;김하영;추연룡;김찬교;심형섭;윤창민
    • 유기물자원화
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    • 제31권1호
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    • pp.57-68
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    • 2023
  • 본 연구에서는 커피 폐기물 기반의 질소가 포함된 다공성 탄소 섬유 형태로 제조하여 고에너지 EDLC용 탄소 소재로 활용하고자 하였다. 커피 폐기물은 분쇄과정을 거쳐 폴리비닐피롤리돈과 용매인 다이메틸폼아마이드에 혼합한 후 전기방사를 통해 커피 폐기물 기반의 섬유 형태(Bare-CWNF)의 물질로 만들었으며, 질소 분위기의 900℃에서 탄화를 진행하여 커피 폐기물 기반의 질소가 포함된 다공성 섬유 형태(Carbonized-CWNF)의 물질을 제조하였다. Carbonized-CWNF는 Bare-CWNF와 같이 섬유 형태를 유지하였으며 질소 함량 역시 유지되는 것을 확인하였다. 커피 폐기물의 탄화 탄소(Carbonized-CW)및 폴리아크릴로나이트릴 기반의 탄소섬유(Carbonized-PNF)를 Carbonized-CWNF와 -1.0-0.0V의 전압 범위에서 전기화학적 성능을 비교한 결과, Carbonized-CWNF가 가장 높은 비정전용량(123.8F g-1 @ 1A g-1)을 확보할 수 있었다. 이를 통해 커피 폐기물 기반의 질소가 함유된 다공성 탄소 섬유가 고에너지 EDLC(Electric double layer capacitor)용 전극으로 우수한 성능을 나타내는 것을 확인하였다. 최종적으로, 환경 오염의 원인이 되는 식물성 바이오매스 중 커피 폐기물을 활용하여 친환경성을 확보하였고, 식물성 바이오매스와 같은 폐기물을 슈퍼커패시터와 같은 고성능 에너지 저장 매체로의 탈바꿈 할 수 있는 가능성을 제시하였다.

기계적 합금화에 의한 (V, Fe)-N계 비정질 합금의 제조 및 구조변화 (Mechanical alloying effect and structural observation of (V, Fe)-N amorphous alloy powders)

  • 이충효;전성용;김지순
    • 한국결정성장학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.129-134
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    • 2004
  • 본 연구에서는 기계적 합금화(MA)에 의한 고상-기상반응에 있어서 질소원자가 V-Fe계 합금의 비정질화에 미치는 영향을 조사하였다. 유성형 볼밀을 사용하여 $V_{70}Fe_{30}$혼합분말을 질소가스 분위기 중 MA 처리하였다. 그 결과 160시간 MA 처리에 의하여 비정질상이 생성됨을 알 수 있었다. 160시간 동안 MA 처리한 ($V_{70}Fe$_{30}$)_{0.89}N_{0.11}$ 분말시료의 열분석 결과 약 $600^{\circ}C$에 비정질상의 결정화에 의한 발열 peak가 관찰되었다. 또한 bcc 결정에서 비정질상으로의 구조변화 과정을 X선 및 중성자 회절법을 통하여 조사하였으며, 특히 중성자회절에서는 V원자의 중성자에 대한 간섭성 핵산란진폭이 매우 작은 특징을 이용하였다. 그 결과, 이 합금계에서의 비정질화는 모든 결정구조에서 전형적으로 존재하는 8면체 unit가 우선적으로 붕괴되어 4면체 unit로 변환되어 가는 과정임을 알 수 있었다. 또한 중성자 회절에 의한 구조해석 결과 질소원자는 V원자로 이루어진 다면체의 중심에 위치하고 있음을 알 수 있었다.

미세공 조절에 의한 탄소제립물의 분자체 효과 (Effect of Molecular Sieve of Carbon Granules by Controlling Micropores)

  • 김태환;이재훈;김권일;김종휘;성재석
    • 공업화학
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    • 제9권6호
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    • pp.798-802
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    • 1998
  • 탄소제립물은 야자각 분말을 coal tar 용액과 혼합시켜 성형한 후, 이를 여러 가지 온도에서 탄화시켜 제조하였다. 탄소제립물의 미세공 조절을 위하여 질소분위기에서 벤젠 증착시간을 변화시켰다. 여러 가지 시료에 대해서 SEM을 이용하여 얻은 Morphology와 진밀도를 비교하였고 Cahn D-200장치를 이용한 산소 및 질소의 흡착속도를 측정하여 가스의 확산계수, 분리계수 및 흡착평형량을 얻었다. 흡착특성 결과의 분석을 통해 분자체 제조에 적합한 탄화온도와 변형시간은 각각 $800^{\circ}C$와 10분이며, 이때 산소와 질소의 분리계수는 26.4임을 알 수 있었다.

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Acidity in Precipitation and Solar North-South Asymmetry

  • Moon, Ga-Hee;Ha, Kyoung-Yoon;Kang, Seong-Hoon;Lee, Byoung-Ho;Kim, Ki-Beom;Kim, Jung-Hee;Chang, Heon-Young
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제31권4호
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    • pp.325-333
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    • 2014
  • We are motivated by both the accumulating evidence for the connection of solar variability to the chemistry of nitrogen oxide in the atmosphere and recent finding that the Galactic cosmic-ray (GCR) influx is associated with the solar north-south asymmetry. We have analyzed the measured pH in precipitation over the 109 stations distributed in the United States. We have found that data of pH in precipitation as a whole appear to be marginally anti-correlated with the solar asymmetry. That is, rain seems to become less acidic when the southern hemisphere of the Sun is more active. The acidity of rain is also found to be correlated with the atmospheric temperature, while not to be correlated with solar activity itself. We have carried on the analysis with two subsamples in which stations located in the east and in the west. We find that the pH data derived from the eastern stations which are possibly polluted by sulfur oxides and nitrogen oxides are not correlated with the solar asymmetry, but with the temperature. On the contrary, the pH data obtained from the western stations are found to be marginally anti-correlated with the solar asymmetry. In addition, the pH data obtained from the western stations are found to be correlated with the solar UV radiation. We conclude by briefly pointing out that a role of the solar asymmetry in the process of acidification of rain is to be further examined particularly when the level of pollution by sulfur oxides and nitrogen oxides is low.

도로이동오염원의 활동도와 도로변 질소산화물 농도의 관계 (Relation with Activity of Road Mobile Source and Roadside Nitrogen Oxide Concentration)

  • 김진식;최윤주;이경빈;김신도
    • 한국대기환경학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.9-20
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    • 2016
  • Ozone has been a problem in big cities. That is secondary air pollutant produced by nitrogen oxide and VOCs in the atmosphere. In order to solve this, the first to be the analysis of the $NO_x$ and VOCs. The main source of nitrogen oxide is the road mobile. Industrial sources in Seoul are particularly low, and mobile traffics on roads are large, so 45% of total $NO_x$ are estimated that road mobile emissions in Seoul. Thus, it is necessary to clarify the relation with the activity of road mobile source and $NO_x$ concentration. In this study, we analyzed the 4 locations with roadside automatic monitoring systems in their center. The V.K.T. calculating areas are set in circles with 50 meter spacing, 50 meter to 500 meter from their center. We assumed the total V.K.T. in the set radius affect the $NO_x$ concentration in the center. We used the hourly $NO_x$ concentrations data for the 4 observation points in July for the interference of the other sources are minimized. We used the intersection traffic survey data of all direction for construction of the V.K.T. data, the mobile activities on the roads. ArcGIS application was used for calculating the length of roads in the set radius. The V.K.T. data are multiplied by segment traffic volume and length of roads. As a result, the $NO_x$ concentration can be expressed as linear function formula for V.K.T. with high predictive power. Moreover we separated background concentration and concentrations due to road mobile source. These results can be used for forecasting the effect of traffic demand management plan.

이온빔 보조 증착법을 이용한 STS 316L 박막 합성에 관한 연구 (A Study on the Fabrication of STS 316L Films by Ion Beam Deposition with Ion Source)

  • 이준희;송요승;이건환;이구현;이득용;윤종구
    • 한국재료학회지
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    • 제13권9호
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    • pp.587-592
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    • 2003
  • The thin films of 316L stainless steel were made on glass and S45C substrate by Ion beam assisted deposition with reactive atmosphere of argon and nitrogen. The films were deposited at the various conditions of ion beam power and the ratios of Ar/$N_2$gas. Properties of these films were analyzed by glancing x-ray diffraction method(GXRD), AES, potentiodynamic test, and salt spray test. The results of GXRD showed that austenite phase could be appeared by $N_2$ion beam treatment and the amount of austenite phase increased with the amount of nitrogen gas. The films without plasma ion source treatment had the weak diffraction peak of ferrite phase. But under the Ar plasma ion beam treatment, the strong diffraction peaks of ferrite phase were appeared and the grain size was increased from 12 to 16 nm. Potentiodynamic polarization test and salt spray test indicated that the corrosion properties of the STS 316L films with nitrogen ion source treatment were better than bulk STS 316L steel and STS 316L films with Ar ion source treatment.

탄소환원질화법에 의한 AlN 합성의 속도론적 연구 (Kinetic Study of Synthesis of Aluminum Nitride Using Carbon Reduction and Subsequent Nitridation Method)

  • 박형규;최영윤;남철우
    • 자원리싸이클링
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    • 제26권3호
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    • pp.39-46
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    • 2017
  • 탄소환원질화법을 이용하여 질화알루미늄(Aluminum Nitride: AlN)을 제조하는 연구를 실험실 규모로 수행하였다. 고품위 알루미나 분말과 탄소(carbon black)를 배합하여 흑연 도가니에 장입하고, 노내 분위기를 진공으로 한 다음 질소 가스를 흘려주어 온도($1,600{\sim}1,700^{\circ}C$), 시간(0.5~6 hr), $N_2$유량($4.7{\times}10^{-6}{\sim}20{\times}10^{-6}m^3/sec$), 장입 시료층 높이(0.5~20 mm)를 변화시키면서 AlN을 합성하였다. 실험결과, 고순도 알루미나와 탄소 혼합물을 질소 분위기의 $1600{\sim}1700^{\circ}C$ 온도 범위에서 반응시킬 때 반응 온도가 높을수록 생성된 AlN의 1차 입자 크기가 커지고, 반응 활성화 에너지는 382 kJ/mol로 화학 반응이 율속 단계로 판단되었다. 시험 제조한 AlN들의 산소 함량은 0.71~0.96 wt%였고, 질소는 30.7~35.1 wt%로서 상용 제품과 근접한 결과를 나타내었다.

인/질소계 난연제를 포함한 난연 NBR 발포체의 제조 및 특성 (Preparation & Properties of the Flame Retarded NBR Foams with Phosphorus/Nitrogen-Containing Flame Retardants)

  • 조병욱;문성철;최재곤
    • Elastomers and Composites
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    • 제39권2호
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    • pp.105-120
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    • 2004
  • 본 연구에서는 금속수산화물과 다양한 인계 난연제를 포함한 난연 acrylonitrile-butadiene rubber (NBR) 발포체를 제조하고, 이때 인 함유량에 따른 열적특성. 난연특성, 발포특성 등의 변화 및 이들의 상관관계를 조사하였다. NBR 발포체의 발포특성 및 모폴로지 분석 결과 인/질소계 난연제 10 phr 범위 내에서 대체적으로 인/질소계 난연제를 투입하지 않은 금속수산화물만을 사용한 경우와 유사한 발포특성 및 모폴로지를 가짐을 알 수 있었다. 열 분석에서는 인 함유량이 많은 인/질소계 난연제를 사용할 경우 화염분위기 하에서의 char 형성과 관련한 잔류량이 많아짐으로써 난연성이 향상됨을, LOI 분석에서도 인 함유량이 증가함에 따라 LOI가 증가함을 알 수 있었다. cone-calorimeter 분석 결과 열 및 LOI 분석 결과와 유사한 경향성을, 인 함유량이 증가함에 따라 HRR, THR, EHC 등이 감소하는 반면에 COY는 증가함을, 즉 난연성이 상승함을 확인할 수 있었다. 연기밀도 분석 결과 cone-calorimeter 분석에서의 (A)-COY와 같은 경향성을 보여주었다.

316L 오스테나이트계 스테인리스강의 저온 플라즈마질화처리시 공정변수가 표면경화층 특성에 미치는 영향 (The Effects of Processing Parameters on Surface Hardening Layer Characteristics of Low Temperature Plasma Nitriding of 316L Austenitic Stainless Steel)

  • 이인섭
    • 한국표면공학회지
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    • 제52권4호
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    • pp.194-202
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    • 2019
  • A systematic investigation was made on the influence of processing parameters such as gas composition and treatment temperature on the surface characteristics of hardened layers of low temperature plasma nitrided 316L Austenitic Stainless Steel. Various nitriding processes were conducted by changing temperature ($370^{\circ}C$ to $430^{\circ}C$) and changing $N_2$ percentage (10% to 25%) for 15 hours in the glow discharge environment of a gas mixture of $N_2$ and $H_2$ in a plasma nitriding system. In this process a constant pressure of 4 Torr was maintained. Increasing nitriding temperature from $370^{\circ}C$ to $430^{\circ}C$, increases the thickness of S phase layer and the surface hardness, and also makes an improvement in corrosion resistance, irrespective of nitrogen percent. On the other hand, increasing nitrogen percent from 10% to 25% at $430^{\circ}C$ decreases corrosion resistance although it increases the surface hardness and the thickness of S phase layer. Therefore, optimized condition was selected as nitriding temperature of $430^{\circ}C$ with 10% nitrogen, as at this condition, the treated sample showed better corrosion resistance. Moreover to further increase the thickness of S phase layer and surface hardness without compromising the corrosion behavior, further research was conducted by fixing the $N_2$ content at 10% with introducing various amount of $CH_4$ content from 0% to 5% in the nitriding atmosphere. The best treatment condition was determined as 10% $N_2$ and 5% $CH_4$ content at $430^{\circ}C$, where the thickness of S phase layer of about $17{\mu}m$ and a surface hardness of $980HV_{0.1}$ were obtained (before treatment $250HV_{0.1}$ hardness). This specimen also showed much higher pitting potential, i.e. better corrosion resistance, than specimens treated at different process conditions and the untreated one.

다양한 질소분압에서 펄스레이저법으로 성장된 AlN박막의 특성 (Characterization of AlN Thin Films Grown by Pulsed Laser Deposition with Various Nitrogen Partial Pressure)

  • 정준기;하태권
    • 소성∙가공
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    • 제28권1호
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    • pp.43-48
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    • 2019
  • Aluminum nitride (AlN) is used by the semiconductor industry, and is a compound that is required when manufacturing high thermal conductivity. The AlN films with c-axis orientation and thermal conductivity characteristic were deposited by using the Pulsed Laser Deposition (PLD). The AlN thin films were characterized by changing the deposition conditions. In particular, we have researched the AlN thin film deposited under optimal conditions for growth atmosphere. The epitaxial AlN films were grown on sapphire ($c-Al_2O_3$) single crystals by PLD with AlN target. The AlN films were deposited at a fixed temperature of $650^{\circ}C$, while conditions of nitrogen ($N_2$) pressure were varied between 0.1 mTorr and 10 mTorr. The quality of the AlN films was found to depend strongly on the $N_2$ partial pressure that was exerted during deposition. The X-ray diffraction studies revealed that the integrated intensity of the AlN (002) peak increases as a function the corresponding Full width at half maximum (FWHM) values decreases with lowering of the nitrogen partial pressure. We found that highly c-axis orientated AlN films can be deposited at a substrate temperature of $650^{\circ}C$ and a base pressure of $2{\times}10^{-7}Torr$ in the $N_2$ partial pressure of 0.1 mTorr. Also, it is noted that as the $N_2$ partial pressure decreased, the thermal conductivity increased.