KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제6권9호
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pp.2253-2265
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2012
A novel folded dipole type microstrip patch antenna designed for ultrahigh frequency (UHF) band radio frequency identification (RFID) tag is presented in this paper, which can be used on the metallic objects. The presented antenna is fabricated on a very thin Rogers 5880 substrate with a thickness of 0.508 mm. The structure consists of two folded dipole and two symmetrical shorting pins placed at both sides of feed point. An adjustable frequency response can be easy obtained via modify the location and radius of the shorting pins. The antenna has been analyzed by full wave simulations soft. The simulated bandwidth is about 67.2 MHz, which covers the Europe and North America UHF RFID frequency range. A manufactured prototype has been fabricated and measured to demonstrate the antenna performances. The simulation results agree with the measurement data well. The measured maximum reading range of the prototype can be reached 4.1 m in free space, and 3.2 m on a metal plate whose size is $150{\times}150{\times}8mm^3$.
본 연구에서는 변형속도에 따른 비정질 강섬유보강 시멘트복합체의 직접인장특성에 대하여 평가하였다. 길이 15, 30mm의 박판형 비정질 강섬유를 각각 1.0, 1.5, 2.0% 혼입한 섬유보강 시멘트복합체를 제작하였으며, 변형속도 $10^{-6}/s$(정적), $10^1/s$(동적)의 조건에서 직접인장시험을 수행하였다. 그 결과, 길이 15mm의 비정질 강섬유는 섬유의 섬유의 길이가 짧고 혼입개체수가 많기 때문에 섬유가 매트릭스로부터 인발되었다. 반면, 길이 30mm의 비정질 강섬유는 섬유의 표면이 거칠고 비표면적이 크기 때문에 매트릭스와의 부착성능이 우수하지만, 박판형의 섬유 형상이 전단력에 약하기 때문에 섬유가 인발되지 않고 파단 되었다. 섬유의 길이가 길수록 인장강도, 변형능력 및 인성이 큰 것으로 나타났다. 반면, 길이 30mm의 비정질 강섬유는 매트릭스로부터 인발되지 않고 파단 되지만 길이 15mm의 비정질 강섬유는 매트릭스로부터 인발되기 때문에 변형속도의 영향을 받는 섬유-매트릭스 계면의 부착효율이 크게 되어, 인장강도, 변형능력 및 인성에 대한 동적증가계수가 큰 것으로 나타났다.
The multi-films of a metallic film and a transparent conducting oxide (TCO, indium-tin oxide, ITO) film were formed on the stainless steel 316 and 304 plates by a sputtering method and an E-beam method and then the external metallic region of the stainless steel bipolar plates was converted into the metal nitride films through an annealing process. The multi-film formed on the stainless steel bipolar plates showed the XRD patterns of the typical indium-tin oxide, the metallic phase and the metal substrate and the external nitride film. The XRD pattern of the thin film on the bipolar plates modified showed two metal nitride phases of CrN and $Cr_2N$ compound. Surface microstructural morphology of the multi-film deposited bipolar plates was observed by AFM and FE-SEM. The metal nitride film formed on the stainless steel bipolar plates represented a microstructural morphology of fine columnar grains with 10 nm diameter and 60nm length in FE-SEM images. The electrical resistivity of the stainless steel bipolar plates modified was evaluated.
Carbon thin films were deposited on STS 316L sheets by inductively coupled plasma enhanced magnetron sputtering with or without substrate bias voltage. Typical Raman spectrum for amorphous diamond-like carbon (DLC) was obtained, and the interfacial contact resistance (ICR) was measured to show its conductive nature. The electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used to investigate the corrosion mechanism of the carbon coating under the polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) condition. According to the pore-corrosion mechanism, the electrolyte penetrates the carbon coating through the pores and reacts with the substrate. As the substrate corrosion proceeds, the pore enlargement occurs and the surface area of the substrate exposed to the electrolyte. Applicability of the carbon coating for the PEMFC bipolar plate was evaluated by potentiodynamic polarization experiments. Finally, an adhesion problem was briefly considered.
In this study, bipolar plates in fuel cells are formed using rubber forming process. The effects of important parameters in rubber forming such as hardness and thickness of rubber pad, speed and pressure of punch that compress blank, and physical property of materials on the channel depth were analyzed. In the soft material sheet Al1050, deeper channels are formed than in materials STS304 and Ti-G5. Formed channel depth was increased when hardness of rubber pad was lower, thickness of rubber pad was high, and speed and pressure of punch were high. It was found the deepest channel was achieved when forming process condition was set with punch speed and pressure at 30 mm/s and 55 MPa, respectively using rubber pad having hardness Shore A 20 and thickness 60 mm. The channel depths of bipolar plates formed with Al1050, STS304 and Ti-G5 under the above process condition were 0.453, 0.307, and 0.270 mm, respectively. There were no defects such as wrinkle, distortion, and crack found from formed bipolar plates.
A Ni-W thin-film was synthesized by electrodeposition, and its corrosion resistance and electrical surface conductivity were investigated. Amount of tungsten in the Ni-W thin-film increased linearly with current density during the electrodeposition, and crack-free and low-crystalline Ni-21 at.%W coating layer was obtained. Corrosion resistances of the Ni-W thin-films were examined with an anodic polarization method and a storage test in a strong sulfuric acid solution. As a result, the Ni-21 at.%W thin-film exhibited the greatest corrosion resistance, and maintained the electrical surface conductivity even after the severe corrosion test, which could be applicable as a surface treatment for advanced metallic bipolar plates in fuel cell or redox flow battery systems.
The main objective of this paper is to compute the far-field acoustic radiation (sound radiation) of functionally graded plates (FGM) loaded by sinusoidally varying point load subjected to the arbitrary boundary condition is carried out. The governing differential equations for thin functionally graded plates (FGM) are derived using classical plate theory (CPT) and Rayleigh integral using the elemental radiator approach. Four cases, segregated on power-law index k=0,1,5,10, are studied. A novel approach is illustrated to compute sound fields of vibrating FGM plates using the physical neutral surface with an elemental radiator approach. The material properties of the FGM plate for all cases are calculated considering the power law indexes. An in-house MATLAB code is written to compute the natural frequencies, normal surface velocities, and sound radiation fields are analytically calculated using semi-analytical formulation. Ansys is used to validate the computed sound power level. The parametric effects of the power law index, modulus ratios, different constituent of FGM plates, boundary conditions, damping loss factor on the sound power level, and radiation efficiency is illustrated. This work is the benchmark approach that clearly explains how to calculate acoustic fields using a solid layered FGM model in ANSYS ACT. It shows that it is possible to asymptotically stabilize the structure by controlling the intermittent layers' stiffness. It is found that sound fields radiated by the elemental radiators approach in MATLAB, ANSYS and literatures are in good agreement. The main novelty of this research is that the FGM plate is analyzed in the low-frequency range, where the stiffness-controlled region governs the whole analysis. It is concluded that a clamped mono-ceramic FGM plate radiates a lesser sound power level and higher radiation efficiency than a mono-metallic or metal-rich FGM plate due to higher stiffness. It is found that change in damping loss factor does not affect the same constituents of FGM plates but has significant effects on the different constituents of FGM plates.
The corrosion resistance of 316L stainless steel coated with NiO-YSZ (Ni added yttria stabilized zirconia) was examined in a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) environment. The NiO-YSZ coating was carried out using a sol-gel dip coating method, and the corrosion resistance and interfacial contact resistance (ICR) were determined by the composition and morphology of the NiO-YSZ film. The corrosion resistance increased with increasing Ni content in the NiO-YSZ film, but rapid corrosion was observed when the YSZ film contained more than 15 wt % Ni due to surface cracks. The polarization resistance was improved by several orders of magnitude when 316L stainless steel was coated with a 15 wt % NiO-YSZ film compared to bare 316L. The ICR of the NiO-YSZ film was decreased to that of bare 316L when the YSZ film contained 25 wt % NiO, suggesting the possible application of NiO-YSZ coated stainless steel for a bipolar plate.
비자성 및 자성 금속 시편의 표면 결함을 검출하기 위하여 교류자기장을 이용하였다. 비파괴 센서 프로브는 자성 박막 요크와 박막형 코일로 구성된 신호 검출부와 시편에 교류자기장을 인가하기 위한 단일 직선을 이용한 여기 코일로 이루어져 있다. 박막형 유도 코일 센서는 스퍼터, 전기도금, 건식 식각과 사진식각 공정을 이용하여 제작되었다. 시편에 교류자기장을 인가하기 위하여 0.7 MHz-1.8 MHz 주파수 영역에서 0.1A-1.0A의 교류전류를 여기코일에 인가하였다. 센서의 특성은 최소 0.5 mm의 깊이와 폭을 가진 인위적인 슬릿 형태 비자성체 Al과 자성체 FeC 결함 시편을 이용하여 측정하였다. 측정된 신호는 높은 감도를 갖고 결함 시편위의 슬릿결함의 위치와 일치함을 알 수 있었다. 또한 박막형 유도 코일 센서를 이용하여 마이크론 크기의 표면 결함을 가진 자성체 FeC의 시편을 비접촉 스캔하여 측정된 유도전압의 변화를 이미지화 하였으며 그 결과를 광학적 이미지와 비교하였다.
Although fibrous insulations are generally used with resistive insulation type, metallic insulation is proper matter to satisfy low head-loss and equipment life when considering the specific condition, especially for Nuclear power plant. Common insulation is resistance insulation with a low thermal conductivity. but RMI is made of sheet plate with low emissivity and closed air space. Thermal radiation is blocked by stainless steel with low emissivity. Thermal conductivity and thermal convection are blocked by closed air space. This study shows the changes and effects of the heat loss according to shape and method of stacking sheet plates inserted into the insulation and analyzed the most optimized way for thermal insulation performance. The result shows that using sheet plate structure through raised and protruding shape processing was the appropriate model to optimize thermal performance. Additionally, insulating performance of RMI improved by placing the sheet plate in a high temperature region intensively.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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