• 한국재료학회지
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• 제11권1호
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• pp.34-38
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• 2001

Fe-28%Al($Fe_3Al$)과 Fe-28%Al-4%Cr($Fe_3Al-4Cr$) 금속간화합물을 대기중 1073, 1273, 1473k의 온도에서 최고 17일까지 장시간 산화시켰다. $Fe_3Al-4Cr$의 산화저항은 근본적으로 $Fe_3Al$과 거의 비슷하거나, 약간 우수하였다. $Fe_3Al$ 위에 형성된 산화물은 거의 순수한 ${\alpha}-AL_2O_3$로만 구성되어 있었으며, $Fe_3Al-4Cr$ 위에 형성된 산화물은 약간의 Fe와 Cr 이온이 고용된 ${\alpha}-AL_2O_3$로 구성되어 있었다. 외부산화막을 형성하기 위해 모재원소의 외부확산에 의해 산화물-모재 계면에는 Kirkendall 기공이 존재하였다. $Fe_3Al(-4Cr)$ 표면에 형성된 산화막은 1273k가지는 비교적 얇고 치밀하였으나, 1473k에서 산화막의 박리와 함께 상대적으로 큰 무게증가가 발생하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제31권9호
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• pp.799-804
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• 2014

Hard turning is a machining process for hardened materials with high surface quality so that grinding process can be eliminated. Therefore, the hard turning is capable of reducing machining time and improving productivity. In this study, hardened AISI4140 (high-carbon chromium steel) that has excellent yield strength, toughness and wear resistance was finish turned using CBN tools. Wear characteristics of CBN tool was analyzed in dry and MQL mixed with nano-particle (Nano-MQL). The dominant fracture mechanism of CBN tool is diffusion and dissolution wear on the rake surface resulting in thinner cutting edge. Abrasive wear by hard inclusion in AISI4140 was dominant on the flank surface. Nano-MQL reduced tool wear comparing with the dry machining but chip evacuation should be considered. A cryogenically treated tool showed promising result in tool wear.

• Applied Biological Chemistry
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• 제41권1호
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• pp.89-94
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• 1998

크롬의 산화는 자연계에 존재하는 여러 가지의 Mn-oxide에 의해 일어나며 산화과정에 존재하는 크롬 화학종들은 반응계 내에서 흡착, 침전 현상을 유발할 수 있고 결과적으로 산화반응을 조절할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 birnessite와 pyrolusite에 의한 크롬의 산화에서 크롬 화학종이 반응에 미치는 영향을 조사하였다 Mn-oxide는 그 종류에 따라 크롬 산화력에서 큰 차이를 보였으며 용액의 pH와 초기 3가 크롬 첨가량도 산화반응에 큰 영향을 미쳤다. 동일 표면적당의 산화력을 비교하면 pyrolusite의 산화력은 birnessite의 5% 정도에 불과하였다. 이는 pyrolusite 의 결정도에 크게 기인하며 또한 양으로 하전된 표면 특성 때문에 반응물인 3가 크롬의 접근이 어렵고 반응산물인 6가 크롬의 흡착 등에 기인하는 것으로 보인다. Birnessite에 의한 산화반응에서 pH 3에서는 oxide의 표면에서의 크롬 화학종들의 흡착이나 침전 현상은 발견되지 않았으며 pyrolusite의 경우 일부 6가 크롬의 흡착이 나타났으나 침전현상은 발견되지 않았다. 따라서 pH 3의 경우 산화반응은 Mn-oxide의 특성에 따라 결정된다. Mn-oxide에 의한 크롬의 산화는 열역학적으로 용액의 pH가 높아질수록 더 진행되어야 한다. Birnessite의 경우 pH 5에서 오히려 산화반응이 현저히 저해되었는데 이는 birnessite의 표면에 형성되는 3가 크롬의 침전이 반응표면을 감소시킴으로써 나타나는 현상으로 판단된다. Pyrolusite의 경우 pH 3보다 pH 5에서 크롬의 산화는 더 일어나나 초기 3가 크롬의 첨가량이 많아지면서 반응이 억제된다. 일부 3가와 6가 크롬의 흡착이 일어나나 이 경우도 역시 pyrolusite의 표면에 형성되는 3가 크롬의 침전이 반응을 조절하는 주 요인으로 생각된다. Mn-oxide의 표면에 형성되는 3가 크롬의 침전은 산화가 일어날 수 있는 반응표면을 감소시키고 또한 반응물의 농도를 낮춤으로써 용액의 pH가 높고 3가 크롬의 첨가량이 많아질 때 크롬의 산화반응을 억제하는 주 요인이 되는 것으로 판단된다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제2권3호
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• pp.141-147
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• 2003

Sputter-deposited Nb-Al-Cr alloys. $3-5{\mu}m$ thick, have been prepared on quartz substrates as oxidation-and sulfidation-resistant materials at high temperatures. The oxidation or the alloys in the $Ar-O_2$ atmosphere of an oxygen partial pressure of 20 kPa follows approximately the parabolic rate law, thus being diffusion controlled. Their oxidation rates are almost the same as or even lower than those ofthc typical chromia-forming alloys. The multi-lavered oxide scales are formed on the ternary alloys. The outermost layer is composed of $Cr_2O_3$, which is"mainly responsible for the high oxidation'resistance of these alloys. In contrast to sputter-deposited Cr-Nb binary alloys reported previously, the inner layer is not porous. TEM observation as well as EDX analysis indicates that the innermost layer is a mixture of $Al_2O_3$ and niobium oxide. The dispersion of $Al_2O_3$ in niobium oxide may be attributable to the prevention of the formation of the porous oxide layer. The sulfidation rates of the present ternary alloys arc higher than those of the sputter-deposited Nb-AI binary alloys, but still several orders of magnitude lower than those of conventional high temperature alloys. Two-layered sulfide scales are formed, consisting of an outer $Al_2S_3$ layer containing chromium and an inner layer composed of $NbS_2$ and a small amount of $Cr_2S_3$. The presence of $Cr_2S_3$ in the inner protective $NbS_2$ layer may be attributed to the increase in the sulfidation rates.

• Corrosion Science and Technology
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• 제3권4호
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• pp.140-147
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• 2004

High temperature oxidation of Fe-19Cr and Fe-19Cr-0.2Ti alloys is studied at 1173-1373 K in 16.5 kPa $O_2$ - balances $N_2$ atmosphere aimed at clarifying the effect of titanium addition. Oxidation rate of Fe-19Cr alloy was accelerated with titanium. For both alloys chromium rich $(Fe,\;Cr)_2O_3$ was formed as a major oxidation product. On Fe-19Cr-0.2Ti alloy, a thin layer composed of spinel type oxide and titanium oxide was also formed and an internal oxidation of titanium was observed. Titanium was concentrated at the oxide surface and internal oxidation zone but a small amount of titanium was also found in the intermediate corundum type $(Fe,\;Cr)_2O_3$ layer. Crystals of corundum type $(Fe,\;Cr)_2O_3$ formed on Fe-19Cr alloy are coarse but that formed on Fe-19Cr -0.2Ti alloys were fine and columnar. Reason for the difference in oxidation kinetics and crystal structure will be discussed relating to the distribution of aliovalent titanium in corundum type $(Fe,\;Cr)_2O_3$ oxide layer.

• Corrosion Science and Technology
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• 제11권6호
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• pp.275-279
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• 2012

Ni-W alloy deposits have lately attracted the interest as an alternative surface treatment method for hard chromium electrodeposits because of higher wear resistance, hardness at high temperature, and corrosion resistance. This study deals with influences of process variables, such as electodeposition current density, plating temperature and pH, on the internal stress of Ni-W nanocrystalline deposits. The internal stress was increased with increasing the applied current density. With increasing applied current density, the grain size of the deposit decreases and concentration of hydrogen in the deposit increases. The subsequent release of the hydrogen results in shrinkage of the deposit and the introduction of tensile stress in the deposit. Consequently, for layers deposited at high current density, cracking occurs readily owing to high tensile stress value. By increasing the temperature of the electrodeposition from $60^{\circ}C$ to $80^{\circ}C$, the internal stress was decreased. It seems that an increase in the number of active ions overcoming the activation energy at elevated temperature caused a decline in the concentration polarization and surface diffusion. It decreased the level of hydrogen absorption due to the lessened hydrogen evolution reaction. Therefore, the lower level of hydrogen absorption degenerated the hydride on the surface of the electrode, resulting in the reduction of the internal stress of the deposits. By increasing the pH of the electrodeposition from 5.6 to 6.8, the internal stress in the deposits were slightly decreased. It is considered that the decrease in internal stess of deposits was due to supply of W complex compound in cathode surface, and hydrogen ion resulted from decrease of activity.

• 태양에너지
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• 제17권4호
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• pp.3-11
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• 1997

다결정 실리콘에서 결정입계는 광생성된 반송자들의 재결합 중심으로 작용할 뿐 아니라 전위장벽으로 작용하여 태양전지의 변환효율을 감소시킨다. 결정입계의 영향을 줄이기 위해 열처리, 결정입계에 대한 선택적 식각, 결정입계로 함몰전극을 형성하는 방법, 다양한 전극 구조, 초박막 금속 형성 후 전극형성 등 여러가지 요소들을 조사하였다. 질소 분위기에서 $900^{\circ}C$ 전열처리, $POCl_3$ 확산을 통한 게터링, 후면전계 형성을 위한 Al 처리로 다결정 실리콘의 결함밀도를 감소시켰다. 결정입계에서의 반송자 손실을 감소시키기 위한 기판 처리로 Schimmel 식각액을 사용하였다. 이는 texturing 효과와 함께 결정입계를 선택적으로 $10{\mu}m$ 깊이로 식각하였다. 결점입계를 우선적으로 식각한 후면으로 Al을 확산하여 후면에서의 재결합 손실을 감소시켰다. 전극 핑거(grid finger) 간격이 0.4mm인 세밀한 전극 구조에 결정입계로 $0.4{\mu}m$ 깊이로 함몰전극을 추가로 형성하여 태양전지의 단락 전류 밀도가 개선되었다. 80% 이상의 광투과율을 보인 20nm 두께의 크롬 박막 형성으로 직렬 저항을 감소시켰다. 본 논문은 저가의 고효율, 지상 전력용 태양진지를 위해 결정입계에 대한 연구를 하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권1호
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• pp.17-21
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• 2019

산화환원흐름전지(Redox Flow Battery, RFB)는 대용량 에너지 저장장치로 바나듐 산화환원흐름전지가 대표적인 RFB인데, V-RFB는 고가인 점이 문제다. 철-크롬 RFB는 저가의 활물질(철, 크롬)을 사용해 경제적인 점이 장점인데, 성능이 낮은 점이 해결해야 할 과제다. 낮은 성능의 한 원인이 활물질의 크로스오버인데, 본 연구에서 불소계막 대신 탄화수소계막인 sulfonated Poly (ether ether ketone) (sPEEK)막을 사용해 활물질 투과를 감소시키는 연구를 하였다. sPEEK막의 크롬 이온 투과도는 $1.8{\times}10^{-6}cm^2/min$으로 Nafion막에 비해 약 1/33으로 작아서 불소계막 대신 sPEEK막을 사용하면 높은 활물질 투과문제를 해결할 수 있음을 보였다. 철 이온의 sPEEK막 확산의 활성화 에너지도 24.9 kJ/mol으로 Nafion막의 약 66%로 작았다. 그리고 고분자막에 들어간 e-PTFE 지지체가 철-크롬 산화환원흐름전지(ICRFB)에서 활물질 투과도를 감소시킴을 보였다.