• 제목/요약/키워드: diffusion-reaction behavior

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붕산수용액 매질에서 용존수소와 과산화수소의 고온 전기화학 거동연구 (Electrochemical Behavior of Dissolved Hydrogen and Hydrogen Peroxide in Boric Acid Solution at the Elevated Temperature)

  • 연제원;우승균;최영구;정용주;김원호
    • 전기화학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.21-25
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    • 2004
  • 용존수소와 과산화수소의 전기화학 거동을 백금 디스크 전극을 사용하여 정전위 분극법으로 $25^{\circ}C$$200^{\circ}C$붕산수용액에서 측정하였다. $25^{\circ}C$에서 용존수소의 산화반응은 전극표면에서의 전자전달속도에 의존하는 반응속도론적 지배반응이었다. 그러나 온도가 올라감에 따라 용존수소의 전기화학 거동은 반응속도론적 지배반응에서 확산지배반응으로 변하였다. 고온 용존수소 조건에서 한 가지 주목할 만한 사실은 물의 산화가 시작되는 직전 전위에서 용존수소의 산화반응이 급격히 줄어드는 특이한 전위영역이 관찰되었다는 점이다. 이 현상은 백금 전극표면에 수산화이온의 흡착에 기인한 것으로 생각된다. 반면에 과산화수소의 경우. 온도가 증가함에 따라 증가하는 확산계수로 인한 전류밀도의 증가를 제외하고는 온도에 따른 전극반응의 명백한 변화는 보이지 않았다.

Ni/Ni-aluminide//Ti/Ti-aluminide 구조경사형 층상재료의 균열 전파 거동 (Crack propagation behavior of in-situ structural gradient Ni/Ni-aluminide//Ti/Ti-aluminide laminate materials)

  • 정동석;김진곤;조현
    • 한국결정성장학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.269-275
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    • 2005
  • Ni/Ni-aluminide//Ti/Ti-aluminide 경사기능 층상 복합재료를 박막 hot press법을 이용하여 제작하였다. NiAl과 $TiAl_3$ 금속간화합물 층이 자전고온합성반응을 통해 비교적 두껍게 형성되었고, 얇고 연속적인 $Ni_3Al$과 TiAl 층이 고상 확산을 통해 형성되었다. 파괴저항은 하중 방향이 crack arrester인 경우가 금속 층이 균열의 성장을 방해하기 때문에 crack divider 방향인 경우보다 높다. $Ni_3Al$과 NiAl 금속간화합물 층은 각각 벽개파괴와 입계파괴 거동을 보였고, $TiAl_3$층의 파괴 형태는 입내벽개파괴이었다. Ni/Ni-aluminide 층에서 관찰되는 기공과 금속 층과 금속간화합물 층의 미결합 부위가 낮은 파괴저항의 원인으로 판단된다. Acoustic emission (AE) 원파형 해석을 통해 제작된 복합재료의 파괴특성을 고찰하였다.

금속분리판 연료전지 스택의 구조 해석 (Structural analysis in Metal bipolar plate of Fuel Cell Stack)

  • 이상민;전지훈;이창우;서정도;장훈;김세훈;이성호;황운봉
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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    • pp.101-104
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    • 2007
  • 금속 분리판으로 제작된 연료전지 스택의 기계적인 거동을 유한요소 해석을 통하여 살펴보았다. 연료전지의 구성요소는 크게 금속 분리판, 가스켓, MEA, GDL, 엔드 플레이트로 나눌 수 있다. 각각의 요소들은 적절한 힘에 의하여 체결되어야 하고 이에 의해 연료전지 스택의 성능이 많아 좌우된다. 유한 요소해석을 위해 가스켓, GDL을 금속 분리판 위에서 변위에 따른 힘의 변화를 실험을 통해 구했으며, 금속 분리판의 유로 부분을 단순 평판으로 치환하여 유한 요소해석을 진행하였고, 해석 결과와 실험결과가 일치함을 확인하였다. 이를 통해 금속 분리판 스택이 체결되었을 때의 기계적 거동을 유추할 수 있다.

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산화물계의 액상소결에서 입자 형상이 입자성장 거동에 미치는 영향 (The effect of grain shape on grain growth behavior of oxide system during liquid phase sintering)

  • 조동희;박상엽
    • 한국결정성장학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.127-131
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    • 2001
  • 산화물계의 액상소결시 액상량을 변수로 하여 입자형성이 입자성장 거동에 미치는 영향을 고찰하였다. 산화물계 모델로 구형입자의 경우는 MgO$CaMgSiO_{4}$계를 선택하였으며, 각진입자의 경우는 $Al_{2}O_{3}$/ $CaAl_{2}Si_{2}O_{8}$계를 선택하였다. 구형입자인 MgO의 경우 액상량 증가에 따라 입자크기가 감소하였으나,각진입자인 $Al_{2}O_{3}$ 입자의 경우는 계면지배과정에 의해 성장하는 반면, 거친 고상/액상계면을 지닐 것으로 예상되는 구형 MgO입자의 경우는 확산지배과정에 의해 성장하였다.

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Aliphatic Acetylenic Alcohol의 電極反應過程 (Electorchemical Reduction Behavior of Aliphatic Acetylenic Alcohol)

  • 김원택;김진일;곽태영;이주성
    • 대한화학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.180-185
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    • 1979
  • 각종 陰極, 卽 Ti, Zr, Ni, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Hg, Pb 및 흑연의 사용으로 2-butyne-1, 4-diol (BID)로부터 2-butene-1,4-diol (BED)까지의 電氣化學的 還元擧動에 관하여 연구하였다. IB族 金屬을 陰極으로 사용한 陰極分極曲線은 알칼리용액중에서 BID에 對해 한개의 還元波가 생기나 BED의 경우는 지지전해질내에서와 마찬가지로 還元波가 생기지 않았다. 고로 BID환원반응에 가장 적당한 陰極은 Cu, Ag, Au임을 알았다. 알칼리性 BID용액에서 銀電極을 사용한 電位走査法에서 peak電流는 電位走査速度의 제곱근과 BID농도에 比例하였다. 限界電流의 對數와 絶對溫度의 逆數의 관계로부터 구한 BID의 活性化에너지는 3.75kcal/mole였다. 고로 알칼리용액중 銀電極을 사용한 BID의 還元電流는 自己擴散에 의한 擴散電流임을 알았다.

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고온 급수에 의한 파워 플랜트 배관 침식-부식 거동 (Erosion-Corrosion Behavior of Power Plant Pipe Caused by Hot Feed Water)

  • 방성호;이진원;김태원
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권6호
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    • pp.739-745
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    • 2013
  • 본 연구에서는 급수 순환 시스템 중 동작 유체의 이송을 위해 사용하는 배관을 대상으로 관로 크기 및 고온 급수 환경에 따른 침식-부식 거동과 그 영향을 규명하고자 하였다. 이를 위해 일반적인 관로 소재인 철과 핵심 부식 인자인 산소의 화학반응식을 기반으로 Hayduk 과 Minhas 가 제안한 모델을 이용하여 침식-부식 해석을 실시하였다. 상용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS 를 사용하여 해석을 수행하였으며 배관의 직경 및 급수 온도를 변화시킴에 따른 침식-부식률을 평가할 수 있었다. 결과를 통해 급수 온도가 침식-부식률에 가장 큰 영향을 미치는 요인이 됨을 알 수 있었으며, 특히 $290^{\circ}C$ 급수에 노출된 스테인리스 316 강은 연간 $2.59{\mu}m$의 두께 손실이 발생할 것으로 예상되었다.

폐(廢) 적층형(積層形)세라믹콘덴서에 함유(含有)된 니켈의 침출거동(浸出擧動) (Leaching Behavior of Nickel from Waste Multi-Layer Ceramic Capacitor)

  • 김은영;김병수;김민석;정진기;이재천
    • 자원리싸이클링
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    • 제14권5호
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    • pp.32-39
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    • 2005
  • 폐 적층형세라믹콘덴서(Multi-Layer Ceramic Capacitor, MLCC)에 함유된 니켈의 침출거동에 대한 연구를 수행하였다. 침출제인산의 종류와 산농도, 침출온도, 입자크기, 침출시간이 니켈의 침출거동에 미치는 영향을 조사하였다. 실험결과, 광액농도 5g/L, 질산농도 1N 침출온도 $90^{\circ}C$, 시료입도 $-300/+180{\mu}m$, 침출시간 30분에서 니켈의 침출율은 97%이었다. 니켈의 침출반응속도는 cylinder 형상의 Jander 식에 잘 따르는 것으로 분석되었다. 니켈의 침출반응은 잔류 $BaTiO_3$ 공극 확산율속반응이며, 활성화 에너지는 37.6kJ/mol(9.0 kcal/mol)이였다.

복합열화에 노출된 균열부 콘크리트 내의 염화물 침투 해석 기법에 대한 연구 (A Study on Analysis Technique for Chloride Penetration in Cracked Concrete under Combined Deterioration)

  • 권성준;송하원;변근주
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제19권3호
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    • pp.359-366
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    • 2007
  • 최근들어 내구성에 대한 사회적, 공학적 중요성이 부각됨에 따라, 염해 및 탄산화에 대한 연구가 집중되고 있다. 일반적으로 침지된 구조물의 경우를 제외하고는 염해와 탄산화는 동시에 발생하게 되는데, 탄산화 영역에서는 염화물 거동이 일반콘크리트에서의 염화물 거동과 다르게 평가된다. 그리고 콘크리트 구조에 발생된 균열은 단일열화 뿐 아니라 복합열화의 진전에도 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구의 목적은 염화물 확산과 침투 그리고 이산화탄소 유입에 따른 탄산화 거동을 고려하여, 복합열화에 노출된 건전부 및 균열부 콘크리트 구조물의 열화 해석을 수행하는데 있다. 먼저 초기재령 콘크리트의 다상 수화 발열 모델 및 공극 구조 형성 모델을 도입한 염화물 확산 및 침투를 고려한 염화물 이동 모델을 이용하였다. 이후 탄산화 해석을 통하여 탄산화 영역 진전에 따라 변화하는 공극 분포, 포화도 및 고정화 염화물의 해리를 모델링하여 복합 열화 모델을 개발하였으며 개발된 모델은 기존의 실태 조사 결과 및 실험 결과와 비교하여 그 적용성을 검증하였다. 한편 선행된 연구 결과인 균열부의 염화물 및 탄산화 거동을 고려하여, 보통포틀랜트시멘트 (OPC; ordinary portland cement) 및 혼화재 (슬래그)를 사용한 콘크리트에 대한 복합열화 거동을 시뮬레이션 하였다. 그 결과 건전부 및 균열부에 대하여 복합열화 저항성을 평가할 수 있는 복합열화 천이 영역 (CCTZ)를 제안하였으며, 혼화재를 사용한 콘크리트가 OPC를 사용한 콘크리트에 비하여 복합열화 저항성이 우수함을 해석적으로 구명하였다.

1년 양생 조건의 Fly Ash를 혼입한 고성능 콘크리트의 시간의존적 염해저항성 평가 (Evaluation of Time-Dependent Chloride Resistance in HPC Containing Fly Ash Cured for 1 Year)

  • 윤용식;권성준
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.52-59
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    • 2018
  • 철근콘크리트 구조물의 대표적인 열화현상인 염해를 억제하고자 여러 가지 연구가 진행되었는데, 그 중에서 혼화재료를 콘크리트에 혼입하여 사용하는 방법이 대표적으로 알려져 있다. 본 연구에서는 대표적인 콘크리트 혼화재료인 플라이애시를 혼입한 콘크리트와 OPC 콘크리트에 대하여 3가지 수준의 물-결합재비(37%, 42%, 47%)를 고려해 내구성능 평가를 실시하였다. 각 목표 재령일에서 Tang's method에 준하여 촉진 염화물 확산계수 측정 실험을, ASTM C 1202에 준하여 통과전하량 측정 실험을, KS F 2405에 준하여 압축강도 실험을 실시하였다. 또한, 기존의 연구결과인 재령 28일의 실험결과를 참고하여 확산계수에 대한 시간의존성지수(m)를 도출하여 고찰하였으며, 장기재령의 압축강도와 시간의존성지수 간의 상관관계를 평가하였다. 재령 49일부터 플라이애시 혼입 콘크리트에서 OPC 콘크리트 대비 개선된 염해저항성능을 나타내었으며 이는 포졸란 반응에 의해 생성된 불용성의 수화물이 원인으로 사료된다. 플라이애시 혼입 콘크리트에서 OPC 콘크리트 대비 약 1.5배 높은 시간의존성지수를 나타내었으며, 압축강도와의 상관관계 평가 결과, OPC 콘크리트는 압축강도가 증가할수록 선형적으로 시간의존성지수가 증가하는 경향을, 플라이애시 콘크리트는 압축강도가 증가할수록 선형적으로 시간의존성지수가 약간 감소하는 경향을 나타냈다.

산화물 사용후핵연료 전해환원 화학 반응 계산 및 동적 모사를 위한 반실험 모델 (A Chemical Reaction Calculation and a Semi-Empirical Model for the Dynamic Simulation of an Electrolytic Reduction of Spent Oxide Fuels)

  • 박병흥;허진목;이한수
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.19-32
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    • 2010
  • 고온 용융염 전해환원 공정은 후행핵연료 주기의 대안 공정인 파이로공정의 산화물 사용후핵연료의 확대를 위해 필수적인 공정이다. 사용후핵연료는 다성분 산화물로 이루어져 있으며 각 산화물은 전해환원 공정에서 화학적 특성에 따라 산소를 잃게 된다. 본 연구에서는 건식분말화 공정 이후 전해환원 반응기에 도입되는 사용후핵연료 조성을 기준으로 각 금속-산소 시스템을 독립적인 이상고용체로 가정하여 전해환원 반응거동을 계산하였다. 전해환원을 Li의 환원과 이어지는 Li과의 화학반응의 결합으로 산정하여 U을 비롯한 금속 환원 거동을 계산하였다. 계산결과 대부분의 산화물들은 전해환원 공정에 의해 금속으로 전환되는 것으로 예상되었다. 란타나이드 원소들의 경우 $Li_2O$의 농도가 낮아지면 금속 전환율이 높아지나 대부분 산화물로 존재하는 것으로 나타났다. 추가적으로 $U_3O_8$의 전해환원 거동에 대해 Li의 확산과 Li과의 화학반응을 고려하여 반실험적 모델이 제시되었다. 실험데이터를 활용하여 매개변수를 결정하였으며 시간에 대한 환원율 및 전류에 대한 99.9% 환원 시간을 계산하였다.