In this study, a thermal-gradient chemical vapor infiltration (TG-CVI) process was numerically studied in order to enhance the deposition uniformity within the preform. The computational fluid dynamics technique was used to solve the governing equations for heat transfer and gas flow during the TG-CVI process for two- and three-dimensional (2-D and 3-D) models. The temperature profiles in the 2-D and 3-D models showed good agreement with each other and with the experimental results. The densification process was investigated in a 2-D axisymmetric model. Computation results showed the distribution of the SiC deposition rate within the preform. The results also showed that using two-zone heater gave better deposition uniformity.
본 연구에서는 리튬이온 이차전지 양극 활물질로 사용되는 $LiFePO_4$ 활물질을 이용하여 전지를 제조한 후 그 특성들을 평가하였다. 공침법을 이용하여 $FePO_4$ 전구체를 합성한 후 생성된 전구체에 리튬을 합성시키며, 열처리를 통하여 활물질을 생성시킨다. 열처리 온도에 의한 결과 중 $750^{\circ}C$에서의 결과가 가장 우수함을 확인하였으며 전도성을 확보하기 위하여 카본을 코팅하는 방법을 물리적 코팅 방식과 화학적 코팅방법으로 나누어 실험하였으며 물리적 카본 코팅의 결과 6wt%를 코팅했을 때 125 mAh/g의 용량을 보였으며 화학적 코팅에서는 코팅하지 않은 기본 활물질 보다 약 40%의 성능향상을 보여 130~140 mAh/g 대의 활물질 용량을 보였다. 다공성 구조체를 형성하기 위하여 nanocomposite을 투입한 실험에서는 $Al_2O_3$를 첨가한 활물질이 porous 형태의 구조체를 형성하고 $SiO_2$을 첨가한 활물질 보다 132 mAh/g의 용량으로 우수함을 알 수 있었다.
조성이 각각 1.9 ${SiO}_2$-1.5 $Na_2O-Al_2O_3-40$$H_2O$인 반응물과 $SiO_2-0.13 Na_2O-52$$H_2O$-0.12 TPAOH 인 반응물로부터 다공성 지지판에 성장된 A 형 및 ASM-5형 제올라이트 결정박막을 합성하여 X 선회절분석기와 주사전자현미경으로 마그이 특성을 검토하였다. 알루미나 지지상에 붙어 성장한 ZSM-5gtud 제올라이트 결정은 치밀하게 서로 붙은 상태였다. A형 제올라이트는 지지체상에 치밀한 결정막으로 성장시키기가 어려웠으며, 반응시간을 연장시키면 물의 분리가 어려운 P형의 제올라이트결정막으로 전환되었다. 반응물을 조제할 때, 물은 첨가하지 않은 채로 혼합하고 디스크형으로 가압성형하여 100$^{\cirt}C$에서; 결정화시키면 단시간에 lcalf하게 성장된 A형 제올라이트 결정막을 합성할 수 있었다. 제조한 다공성 무기막들이 물과 알코올의 혼합액으로부터 물을 투과증발시키는 특성을 각각 검토하였다. 막으로 결정화시킨 A형 제올라이트는 미세세공의 분자체기능을 통하여 물과 알코올의 혼합수용랙에서 물만을 선택적으로 투과시키는 것을 알 수 있었다.
투명결정화 유리의 전구체로서 균열이 없는 $Li_2O1{\cdot}7Al_2O_3{\cdot}8.6SiO_2$ 조성인 다공성 괴상 겔을 formamide를 첨가한 알콕시드 용액으로부터 sol-gel방법으로 합성하였다. 겔 합성에서 겔화 활성화 에너지, 비표면적, 습윤겔의 완전 탈수에 필요한 온도, 기공의 부피 및 기공크기와 분포를 측정하였고, 겔의 결정화온도를 검토하고자 시차열분석을 실시하였다. 겔화의 활성화에너지는 가수분해에 필요한 물의 첨가량에 따라 13~14 kcal/mol 범위를 나타내고, 물의 첨가량이 가수분해시 필요한 이론량의 3배 이상일 경우, $70{\sim}75^{\circ}C$, 건조속도 0.1~0.3 %/h에서는 겔의 균열을 방지할 수 있어 안정한 괴상 겔을 제조할 수 있었다. $180^{\circ}C$에서 건조한 겔체는 비표면적, 기공부피 및 기공크기분포는 $239.40m^2/g$, 0.001~0.03 mL/g 그리고 1~122 nm 반지름의 미세구조로 된 투명 겔체로서 다공질 물질임이 확인되었고, 건조겔의 시차열분석 결과 $800^{\circ}C$ 부근에서 1차 발열피크, $980^{\circ}C$ 부근에서가 2차 발열피크가 확인되어 결정화가 일어남을 알 수 있었다.
Carbon fiber fabric-silicon carbide composites were fabricated by liquid silicon infiltration (LSI) process. The porous two-dimensional carbon fiber fabric performs were prepared by 13 plies of 2D-plain-weave fabric in a three laminating method, [0/90], [${\pm}45$], [$0/90/{\pm}45$] lay-up, respectively. Before laminating, a thin pyrolytic carbon (PyC) layer deposited on the surface of 2D-plain weave fabric sheets as interfacial layer with $C_3H_8$ and $N_2$ gas at $900^{\circ}C$. A densification of the preforms for $C_f-Si-SiC$ matrix composite was achieved according to the LSI process at $1650^{\circ}C$ for 30 min. in vacuum atmosphere. The bending strength of the each composite were measured and the microstructural consideration was performed by a FE-SEM.
Oxidation resistance of sintered ${\beta}-FeSi_{2}$ was investigated at intermediate temperature range in air atmosphere. Fully dense and porous bodies of ${\beta}-FeSi_{2}$ samples were fabricated by using the Spark Plasma Sintering (SPS). They were annealed at $900^{\circ}C$ for 5days to obtain ${\beta}-FeSi_{2}$ phase. The bulk samples were oxidized at $800,\;900\;and\;950^{\circ}C$ in air atmosphere. The high temperature oxidation tests reveal that amorphous $SiO_{2}$ layer, similar to Si was formed and grew parabolically on ${\beta}-FeSi_{2}$. Accelerated oxidation is not observed as well as cracks and grain boundary oxidation. Granular ${\varepsilon}-FeSi$ was developed below the oxide layer as a result of oxidation of ${\beta}-FeSi_{2}$. Oxidation resistance of sintered ${\beta}-FeSi_{2}$ was excellent for high-temperature thermoelectric application.
졸겔법에 의해 Si(OC$_2$$H_5$/)$_4$-($CH_3$O)$_3$B-C$_2$$H_5$OH-$H_2O$계로부터 다공성의 SiO$_2$-B$_2$O$_3$ 막을 제조하였다. SiO$_2$-B$_2$O$_3$막의 특성을 BET, IR spectrophotometer, X-ray diffractometer, SEM 과 TEM을 사용하여 조사하였다. $700^{\circ}C$에서 얻어진 SiO$_2$-B$_2$O$_3$ 막의 평균 기공직경은 0.0048 $\mu\textrm{m}$이고, 표면적은 354.398 $m^2$/g이었으며, 입자의 크기는 7 nm인 무정형의 다공체이었다. SiO$_2$-B$_2$O$_3$ 막의 수소/질소 혼합 기체 분리 특성은 기체분리 압력을 달리하여 조사하였다. $25^{\circ}C$, ΔP 155.15cmHg에서 수소/질소 혼합 기체를 분리하여 본 결과 SiO$_2$-B$_2$O$_3$ 막의 수소에 대한 real separation factor($\alpha$)는 4.68이었다. 그리고 투과셀의 압력차(ΔP)값이 증가할수록 real separation factor($\alpha$), head separation factor($\beta$), tail separation factor((equation omitted))값이 증가하였다.
The relationship between porous surfaces and photoluminescence (PL) behavior of porous silicon carbide (PSC) in various solvents has been studied. The porous surfaces of p-type silicon carbide can be fabricated by electrochemical anodization from the 6H, 15R, 4H-${\alpha}$-SiC substrates in dark-current mode (DCM) condition. We have been investigated the dependence of the PL spectra of PSC under the medium having the different dielectric constants. It has been found that PL depends sensitively on the environment surrounding the surface. The extent of chemically stability on the surface of PSC due to the various solvents was confirmed by reflectance Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. Detailed IR experiments on the PSC samples were carried out before and after various solvents immersion. These results will be offered important information on the origin of PL in porous structure.
The porous silica glass prepared by the sol-gel method from the mixed solution of Si(OCH3)4, H2O, HCl and CH3OH with HCONH2 as a DCCA (Drying Control Chemical Additives). For investigation the characteristics of gels and glasses, we examined gels and glasses using TG-DTA, XRD, IR, SEM and porosimeter. The more content of formamide in the mixed solution increased, the more pore size and porosity of gel increased. In the excess formamide added gel, the properties of pore of gel were not so changed. The porous silica glass was prepared from the dry gel after heat treatment at 75$0^{\circ}C$. Porosity and mean pore size of the porous silica glass was 17~25% and 40~60$\AA$ relatively.
Sr0.9Bi2+xTa2O9(x=0, 0.1, 0.2, 0.3) thin films on IrO2/SiO2/Si or Pt/Ti/SiO2/Si substrate were prepared by spin coating method using SBT stock solutions synthesized by MOD process. SBT thin films on IrO2 transformed to layered perovskite phase at $700^{\circ}C$, but showed low breakdown voltage due to their porous microstructure. The smaple of Sr0.9Bi2+xTa2O9 composition showed the best dielectric and electrical properties. When the sample of the same composition was annealed at 80$0^{\circ}C$, the dielectric and electric properties were improved due to the grian growth and dense surface. the remanent polarization values(2Pr) at $\pm$3 V for IrO2 and Pt electrodes were 10.5, 7.15$\mu$C/$\textrm{cm}^2$, respectively. The SBT thin film with IrO2 electrode showed the lower coercive field. The leakage current density and breakdown voltage of SBT thin films on IrO2 were higher than those on Pt.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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