TUnitized reversible fuel cells (URFC) combine the functionality of a fuel cell and electrolyzer in one unitized device. For a URFC with proton exchange membrane, a titanium (Ti)-felt is applied to the gas diffusion layer (GDL) substrate at the oxygen electrode, and additionally titanium (Ti)-powders and TiN-powders are loaded in the GDL substrate as a micro porous layer (MPL). Double porous layer with TiN MPL was not acceptable for the URFC because both of fuel cell performance and electrolysis performance are degraded. The double porous layer with Ti-powder loading in the Ti-felt substrate influence rearly for the electrolysis performance. In contrast, the change of pore-size distribution brings a significant improvement of fuel cell performance under fully humidification conditions. This fact indicates that the hydrophobic meso-pores in the GDL play an important role for mass transport.
$BaCO_3$ 와 다양한 입자크기의 $TiO_2$ 의 고체상태 반응을 산소 ( 혹은 공기 ) 와 이산화탄소 중에서 열중량 분석법 (TG) 과 시차 열분석법 (DTA) 를 이용하여 반응속도론 및 반응기구를 조사하였다. 중간생성물과 최종생성물의 확인은 X-ray 회절 분석법 (XRD) 을 이용하였다. $TiO_2$ 의 반응성은 입자의 크기가 $0.15\mum$이하일 때 현저히 증가하였다. 반응초기에 $BaTiO_3$ 는 반응물의 접촉표면에서 생기기 시작하며 반응의 진행과정은 Jander 에 따라 확산조절과정이 된다. 반응과정에서 BaO-$TiO_2$ 의 상평형도에 기술된 화합물들이 중간물질로써 나타난다. 공기중에서는 상당한 양의 $Ba_2$$TiO_4$ 가 생성되지만 $CO_2$ 의 분위기에서는 약 $1100^{\circ}C$까지 억제된다. 이 온도는 열역학적 계산치인 $1060\pm$$50^{\circ}C$와 잘 일치하고 있다. 확산과정의 활성화 에너지 값은 공기중에서는 56.4Kcal/mol 이었으며 이산화탄소의 경우에서는 79.6Kacl/mol 이었다.
급속열처리에 따른 (hfac)Cu(VTMS)구리원으로 증착한 구리 박막의 특성개선 효과 와 TiN층의 확산방지 특성의 변화를 고찰하였다. 구리 박막의 특성 변화는 열처리 시간보 다 열처리 온도의 변화에 더 민감하며, 후열처리에 의해 Cu/TiN구조의 전기적 특성과 더불 어 미세구조 변화가 뚜렷하게 나타났다. $400^{\circ}C$이상에서 면저항의 증가가 시작되어 $600^{\circ}C$이 상에서 구리와 TiN의 상호 반응과 구리박막 표면에서의 산화물 형성이 관찰되었다. 후열처 리에 의한 결정립 성장은 (111)배향을 나타내었고, $500^{\circ}C$에서 결정립의 성장이 가장 활발하 게 나타났다. MOCVD-Cu/PVD-TiN구조에서 TiN층의 확산방지 특성을 충분히 유지시키면 서 구리 박막의 전기적 특성을 개선시킬 수 있는 열처리 공정 온도는 $400^{\circ}C$정도가 적정한 것으로 판단되었다.
Composite $TiSi_{2.6}$ target으로 부터 Ti-silicide를 형성시 단결정 Si기판과 다결정 Si내의 dopant의 확산 거동, 그리고 Ti-silicide 박막의 표면 거칠기를 secondary ion mass spectrometry (SIMS), 4-point probe, X-선 회절 분석, 표면 거칠기 측정을 통해 조사하였다. X-선 회절 분석결과 중착된 직후의 중착막은 비정질이었고, 단결정 Si기판에 증착된 막은 $800^{\circ}C$에서 20초간 급속 열처리 시 orthorhombic $TiSi_2$(C54 구조)로 결정화가 이루어졌다. 단결정 Si 기판과 다결정 Si에서 Ti-silicide 충으로의 dopant의내부 확산은 거의 발생하지 않았으며, 주입된 불순물들은 Ti-silicide/Si 계면 근처의 단결정 Si이나 다결정 Si 내부에 존재하고 있었다. 또한 형성된 Ti-silicide 박막의 표면 거칠기는 16-22nm이었다.
Optical properties of $TiO_2/M/Ag/M/TiO_2$ films have been changed with the diffusion barrier metal M. Optimum opticla properties of $TiO_2/M/Ag/M/TiO_2$ as the transparent heat mirror film, could be obtained with Ti among diffusion barrier metals of Ti, Cu, Zr and Al. $TiO_2/M/Ag/M/TiO_2$ film, which was fabricated by sputtering of 18 nm-thick $TiO_2$ and Ag, and 4nm-thick Ti, showed maximum transimittance of 89% at visible wavelength and infrared reflectance of 97% at wavelength of 3000 nm. Optical properties of this film was not degraded by Xenon-sunshine weather test for 240 hours. For specimens with barrier layers of Cu, Zr, and Al, degradation of optical properties by weather test was increased in a sequence of films with Cu, Zr, and Al barrier layers.
본 연구는 레이저 침탄된 TiZrN 코팅층의 탄소확산거동 측면과 이에 따른 기계적 특성 변화를 연구·고찰하였다. TiZrN 코팅에 탄소페이스트를 도포한 후, 레이저를 조사하여 침탄시켰다. 침탄 이후에 (111)상에 해당하는 XRD 피크가 저각으로 이동하여, 도핑된 탄소에 의한 격자팽창을 보여주었다. 아울러, 투입된 탄소의 입계 확산에 의한 결정립의 크기가 감소하였다. 침입된 탄소의 결합상태를 확인하기 위한 XPS 분석결과, 레이저의 열에너지를 통해 탄소가 TiZrN내 질소 원자와 치환되어 탄화물(TiC 또는 ZrC)을 보였다. 아울러, sp2와 sp3 혼성화 결합이 혼재하는 상태를 보여 비정질 탄소가 형성된 것을 확인할 수 있었다. 침탄 전후 TiZrN 코팅층의 단면 TEM 이미지와 inverse FFT 분석결과, 격자 중간에 물결형상이 관찰되어 결정립계 내 비정질 상의 형성을 보여주었다. 침탄 후 경도는 34.57 G Pa에서 38.24 G Pa로 증가하였으며, 마찰계수는 83 % 감소하였다. 특히, 외부 하중에 저항하는 지표로 활용되는 H/E는 0.11에서 0.15으로 증가하였고 wear rate는 65 % 개선되는 것을 확인할 수 있었다.
The effect of ZrC and VC addition on the diffusion induced recrystallization (DIR) of TiC-Cr3C2 has been investigated. With in creasing the amount of added ZrC to Cr3C2 the DIR of TiC was suppressed at the begining and then occurred. On the contrary the DIR was accelerated with the addition of VC to Cr3C2 Because the lattice parameters of (Ti, Cr)C and (Ti,V)C are smaller and that of (Ti, Zr)C is larger than that of TiC the lattice parameter of (Ti,Cr,Zr)C is expected to be similar to that of TiC,. The results indicate that the strain energy due to lattice mismatch between TiC and solid-solution carbide is the driving force of the observed energy due to lattice mismatch between TiC and solid-solution carbide is the driving force of the observed DIR.
본 논문에서는 Y-cut $LiNbO_3$ 기판 위에 TIPE 방식을 이용하여 평면 광도파로 렌즈를 제작하고 그 특성을 측정하였다. Ti 내부확산 평면광도파로 및 TIPE 평면 광도파로 제작하고, 프리즘 결합으로 굴절율을 측정하였다. 측정한 기본파 유효굴절율로부터 평면 광도파로 렌즈의 궤적을 구하여, 사진식각법과 lift-off기법을 이용하여 TIPE 평면 광도파로 렌즈를 제작하였다. 도파로를 따라 도파되던 광이 평면 광도파로 렌즈에 의하여 접속되는 현상을 관측하였고 측정한 결과와 컴퓨터 시뮬레이션의 결과가 잘 일치함을 알 수 있었다. 관측한 초점의 위치 및 크기가 설계한 값과 잘 일치하였다.
Ti-6Al-4V alloy is a critical strategic metal used in aerospace structure due to the high specific strength, toughness, durability, low density, corrosion resistance. Examples of application of this alloy are airframe structural components, aircraft gas turbine disks and blades. Forming of this alloy is not easy due to its high strength and low formability. However, this alloy shows superplastic properties that allow for large plastic deformation under certain conditions. Combination of superplastic forming and diffusion bonding(SPF/DB) processes of this alloy has been widely used to replace mechanically fastened structures with reduced weight and fabrication costs. In this study, superplastic forming/diffusion bonding technology has been developed for fabricating lightweight sandwich panels with Ti-6Al-4V alloy. The experimental results show the forming of titanium lightweight sandwich structure is successfully performed from 3 and 4 sheets of Ti-6Al-4V.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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