$Li_4Ti_5O_{12}$ is prepared through a solid-state reaction between $Li_2CO_3$ and anatase $TiO_2$ for applications in lithium-ion batteries. The rate capability is measured and the electrode polarization is analyzed through the galvanostatic intermittent titration technique (GITT). The rate characteristics and electrode polarization are highly sensitive to the amount of carbon loading. Polarization of the $Li_4Ti_5O_{12}$ electrode continuously increases as the reaction proceeds in both the charge and discharge processes. This relation indicates that both electron conduction and lithium diffusion are significant factors in the polarization of the electrode. The transition metal (Cu, Ni, Fe) ion added during the synthesis of $Li_4Ti_5O_{12}$ for improving the electrical conductivity also greatly enhances the rate capability.
The polarization and strain behavior of multilayer ceramic actuators fabricated by tape casting using a PNN-PZT ceramics were investigated in association with electrode size and internal layer number. Spontaneous polarization and strain decreased with increasing electrode size. In addition, the increase of internal layer number brought reduced spontaneous polarization and increased the field-induced strain. Because the actuators structure is designed to stack ceramic layer and electrode layer alternatively, the ceramic-electrode interfaces may act as a resistance to motion of domain wall. To analyze the effect of ceramic-electrode interface, the diffraction intensity ratio of (002) to (200) planes was calculated from X-ray diffraction patterns of samples subjected to a voltage of 200 V. The diffraction intensity ratio of (002) to (200) planes was decreased with increasing electrode size and internal layer number. The diffraction intensity ratio and straining behavior analyses indicate that the Polarization and strain were affected by the amount of 90°domain decreasing with increasing electrode size and internal layer number. Consequently, the change of polarization and displacement with respect to electrode size and layer number is likely to be caused by readiness of the domain wall movement around the interface.
Dielectric and conductive spect frequency spectra in a $1Hz{\sim}13MHz$ range have been measured for the composite consisting of PZT inclusions dispersed in a $LiClO_4$ doped polyethylene oxide(Li_PEO) matrix with various volume fractions. The dielectric and conductive spectra of the composites revealed the relaxations related with electrode polarization and interfacial polarization The observed spectra were reproduced using the empirical function and we could obtain vairous parameters related to electrode polarization and interfacial polarization.
Pb($\textrm{Zr}_{0.5}\textrm{Ti}_{0.5}$)$\textrm{O}_3$ 강유전체의 상부 전극 크기를 변화시키며 펄스 전기장에 의한 전자 방출 특성 및 열화에 대하여 연구하였다. 상부 전극 크기 감소에 따라 상부 전극 모서리 부근에서 분극 반전에 기여하는 강유전체 분율이 증가되어 분극이 높아졌으며, ANSYS 5.3에 의한 전기장 시뮬레이션을 통하여 비대칭 전극 구조에서의 상부 전극 모서리 부근의 전기장이 증가한다는 것을 알 수 있었다. 분극 증가에 기여하는 상부 전극 모서리 주변의 강유전체의 부피 및 전극크기당 전자 방출량은 상부 전극 크기에 무관하였다. 전자 방출 횟수에 따라 상부 전극이 침식되어 분극 및 유전 상수는 감소하였으나 전극 복구에 의해 재생되었으며, 강유전체의 표면 손상에 의해 항전계 및 유전 손실은 증가되었다.
Novel process for high power catalyst electrode for PEM fuel cell has been developed. MEA having this catalyst electrode showed $0.5W/cm^2\;with\;0.2mg/cm^2$ of Pt loading at aunospheric humid hydrogen and oxygen condition. In this process, platinized carbon and plain carbon powders were coated with ionomer (Nafion) and hydrophobic polymer (PTFE), respectively and it could maximize two roles of catalyst electrode, l.e., reaction and gas supplying component. Those polarization characteristics proved the improved performance by reducing potential drop especially in the concentration polarization region.
The LSM-YSZ composite electrode as a mixture of LSM and YSZ shows percolation characteristics. It was identified that the polarization resistance of LSM-YSZ composite electrode depend on YSZ connectivity by changing powder size ratio of the DLSM/DYSZ. That is, YSZ in composite electrode showed low electrochemical activity without YSZ connectivity. However, the polarization resistance decreased abruptly with YSZ connectivity due to high electrochemical activity of YSZ in composite electrode. Because the amount of three phase boundary is dependent on LSM and YSZ particle size, the polarization resistance of cathode decreases as LSM and YSZ particle size decreases.
국내에서 널리 사용되는 전기비저항과 유도분극탐사는 지하 매질 정보를 얻는 대표적인 물성인 전기적 성질을 측정하는 방법이다. 다양한 현장에서 획득하는 탐사 자료에 대한 정밀한 해석을 위해서는 매질의 물성 정보를 정확하게 측정하는 것이 중요하다. 암석의 전기적 물성 측정은 전류 전극과 전위 전극을 동일한 전극으로 사용하는 2전극법과 전류 전극과 전위 전극을 분리하여 측정하는 4전극법으로 구분된다. 2전극법은 4전극법에 비해 시료와 전극의 접촉이 매우 용이하므로 일반적으로 많이 사용되고 있지만, 시료뿐만 아니라 전극의 임피던스가 함께 측정된다는 문제가 있다. 이 연구에서는 유도분극 특성을 갖지 않는 물시료와 유도분극 특성을 갖는 흑연과 시멘트를 혼합한 인공 시료에 대하여 2전극법과 4전극법을 사용하여 시간영역 유도분극 효과를 측정하고 그 결과를 비교하였다. 또한, 현장탐사를 모사한 수조모형 실험으로 두 전극법의 결과와 비교하여, 모형실험과 4전극법의 결과가 잘 일치하는 것을 확인하였다. 따라서, 4전극법이 전위전극의 설치에 어려움이 있지만 2전극법에 비해 전위전극의 임피던스에 의한 문제를 줄일 수 있어 전기적 물성 측정에 효과적임을 확인하였다.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제6권4호
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pp.177-185
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2005
Fatigue characteristics of lead zirconate titanate (PZT) films deposited by electron cyclotron resonance plasma enhanced chemical vapor deposition (ECR-PECVD) were investigated. The fatigue characteristics were investigated with respect to PZT film thickness, domain structure, fatigue pulse height, temperature, electrode materials and electrode configurations. The used top and bottom electrode materials were Pt and $RuO_2$. In the fatigue characteristics with fatigue pulse height and PZT film thickness, the fatigue rates are independent of the applied fatigue pulse height at the electric field regions to saturate the P-E hysteresis and polarization $(P^*,\;P^A)$ characteristics. The unipolar and bipolar fatigue characteristics of PZT capacitors with four different electrode configurations $(Pt//Pt,\;Pt//RuO_2,\;RuO_2//Pt,\;and\;RuO_2//RuO_2)$ were also investigated. The polarization-shifts during the unipolar fatigue and the temperature dependence of fatigue rate suggest that the migration of charged defects should not be expected in our CVD-PZT films. It seems that the polarization degradations are attributed to the formation of charged defects only at the Pt/PZT interface during the domain switching. The charged defects pin the domain wall at the vicinity of Pt/PZT interface. When the top and bottom electrode configurations are of asymmetric $(Pt//RuO_2,\;RuO_2//Pt)$, the internal fields can be generated by the difference of charged defect densities between top and bottom interfaces.
용융탄산염 연료전지의 장기 운전시 각 전극별 분극의 변화를 Au, $CO_2/O_2$ 기준전극이 부착된 단위전지를 이용하여 성공적으로 해석하였다. 서로 다른 구성요소로 조합된 네 가지 단위 전지를 운전하며 각 전극의 분극을 해석한 결과, 이미 알려진 바와 같이 공기극의 분극 크기가 연료극의 경우보다 큰 것을 실험적으로 측정할 수 있었다. 고온 부식 방지를 위해 cell frame의 wet seal부분에 Al코팅을 한 전지는 6,000시간까지 성능을 유지하여 부식이 전지 성능 저하에 큰 역할을 하고 있음을 알 수 있었다. 한편, $LiCoO_2$가 코팅된 안정화 공기극은 일반적으로 사용되는 NiO 공기극보다 lithiation에 필요한 시간이 길어 운전 초기에 공기극 분극이 크고 성능이 낮았으나 지속적인 운전으로 공기극이 충분히 lithiation되면서 공기극의 분극이 작아지고 성능도 점차 증가하였다. $Li_2CO_3/Na_2CO_3$ 전해질을 사용한 전지는 운전 중 성능이 하락과 상승을 반복하는 진동현상을 보였는데 이는 연료극보다는 공기극의 영향으로 해석되었다. 대부분의 단위전지들이 급격한 성능 하락을 보였을 경우의 공기극 분극은 급격히 증가하였으며 이로써 용융탄산염 연료전지의 수명 향상을 위해서는 공기극의 개선이 필수적이라는 것을 알 수 있었다.
In micro electrochemical machining (ECM), electrodes should be prevented from unfavorable oxide and Passive layer formation on the machined surface or overall corrosion of the entire surface. Generally, metal electrodes corrode, passivate or dissolve in the electrochemical cell according to the electrode potential. Therefore, each electrode must maintain its stable potential. Tn this paper, the stable electrode potentials of tool and workpiece were determined using the potentiodynamic polarization test and verified experimentally considering machining stability and surface quality. Stable workpiece electrode potentials of two different passive materials of 304 stainless steel and nickel were determined in the 0.1 M sulfuric acid. Experimental results show good machined surface and fast machining rate using the determined electrode potentials.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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