Hydrogen evolution on a steel surface and subsequent hydrogen diffusion into the steel matrix are evaluated using an electrochemical permeation test with no applied cathodic current on the hydrogen charging side. In particular, cyclic operation in the permeation test is also conducted to clarify the corrosion-induced hydrogen evolution behavior. In contrast to the conventional perception that the cathodic reduction reaction on the steel in neutral aqueous environments is an oxygen reduction reaction, this study demonstrates that atomic hydrogen may be generated on the steel surface by the corrosion reaction, even in a neutral environment. Although a much lower permeation current density and significant slower diffusion kinetics of hydrogen are observed compared to the results measured in acidic environments, they contribute to the increase in the embrittlement index. This study suggests that the research on hydrogen embrittlement in ultra-strong steels should be approached from the viewpoint of corrosion reactions on the steel surface and subsequent hydrogen evolution/diffusion behavior.
폴리이미드 고분자막을 사용한 질소부하 장치를 설계하고, 이를 CA 저장에 활용하기 위한 기술적 기본 데이터를 제시하였다. 순수 산소 및 질소의 투과특성은 dual-mode sorption 모델로서 설명될 수 있었으며, 공기 중의 산소의 투과율은 공기 중에 존재하는 질소의 영향으로 순수 산소의 투과율에 비해 크게 감소하나, 공기 중의 질소의 투과율은 산소의 영향으로 순수 질소의 투과율에 비해 증가하였다. 수행한 압력 및 온도 범위 내에서 이상분리인자는 5에서 6 사이의 값을 나타내었으며, 공기의 분리인자는 이상분리인자보다 작은 값을 나타내었다. 산소의 투과활성화에너지가 질소의 투과 활성화에너지보다 커서 이상분리인자는 온도가 증가함에 따라 증가하였다. 제품회수율이 증가함에 따라 농축부의 질소농도는 급격히 감소하였으며, 이로부터 제품회수율은 CA 저장고에서 요구되는 질소농도를 얻기 위한 주요 조업인자임을 알 수 있었다. Polyimide 막 시스템을 이용한 CA 저장 공정의 가상적인 모형을 설정하고, 시스템의 조업시간에 따른 저장고의 질소농도를 예측할 수 있는 관계식을 제시하였다.
The oxygen barrier films were formed on poly(ethylene terephthalate) (PET) substrate by a sol-gel process using 3-aminoproprytrimethoxysilane (APTMOS). The effects of solvent type, coating times and incorporation of fumed silica on oxygen permeability coefficient were investigated. The APTMOS coating film prepared from methanol as a solvent exhibited higher oxygen barrier properties than that using THF. The oxygen permeability coefficient of coated film with APTMOS/methanol by coating 7 times was measured to be $2.28{\times}10^{-6}$, while that of PET film was $1.16{\times}10^{-4}$ GPU. The addition of fumed silica does not affect the oxygen barrier properties. It may be explained that silica particles disrupt chain packing, which leads to an increase in free volume for permeation.
구연산법을 이용하여 $La_{0.7}Sr_{0.3}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_{3-{\delta}$ 산화물을 합성하였으며, 합성된 분말은 압축 성형 후 $1300^{\circ}C$에서 소결하여 치밀한 페롭스카이트 분리막을 제조하였다. 구연산법으로 제조한 $La_{0.7}Sr_{0.3}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_{3-{\delta}$의 전구물질은 TGA와 XRD로 분석하였다. $260{\sim}410^{\circ}C$ 온도 영역에서 전구물질의 금속-구연산 복합체가 분해되며 페롭스카이트 산화물이 얻어지나 XRD 분석결과 $900^{\circ}C$ 이하에서는 $SrCO_3$가 불순물로 존재하였다. 분리막의 전기전도도는 온도가 증가함에 따라 증가하다. 결정격자의 산소 손실로 인해 공기분위기에서는 $700^{\circ}C$ ($Po_2=0.2atm$)부터, 헬륨분위기에서는 $600^{\circ}C$ ($Po_2=0.01atm$) 부터 각각 감소하였다. 산소투과량은 온도가 증가할수록 증가하였고, 두께 1.6 mm의 $La_{0.7}Sr_{0.3}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_{3-{\delta}$ 분리막은 $950^{\circ}C$에서 $0.31cm^3/cm^2{\cdot}min$의 최대 투과도를 보였다. 산소투과에 대한 활성화 에너지는 $750{\sim}950^{\circ}C$ 온도 영역에서 88.4 kJ/mol이었다. 40 h의 투과실험 후에 분리막의 페롭스카이트 결정 구조는 변하지 않았으며 0.3 mol Sr doping 시 2차상이 생성되지 않고 안정하였다.
$Ba_{0.5}Sr_{0.5}Co_{0.8}Fe_{0.2}O_{3-{\delta}}$ (BSCF) 조성을 갖는 치밀한 관형 분리막은 압출 성형 방법으로 제조하였다. $Ba_{0.5}Sr_{0.5}Co_{0.8}Fe_{0.2}O_{3-{\delta}}$ 관형 분리막의 구조적 특성은 x-선 회절분석기 (XRD)와 전자 주사 현미경 (SEM)을 이용하여 분석하였으며, 상대밀도는 94.10%를 보였다. 산소투과량 분석은 700~$950^{\circ}C$ 범위에서 공급 측과 투과 측의 운전조건에 따라 측정되었다. 공급 측과 투과 측에서 대기 중 공기와 진공펌프를 사용할 경우, $Ba_{0.5}Sr_{0.5}Co_{0.8}Fe_{0.2}O_{3-{\delta}}$ 관형 분리막의 산소투과량은 $900^{\circ}C$에서 1.37 mL/$min{\cdot}cm^2$로 높게 나타났다.
Mobilities of electrons ($\mu_p$) and holes ($\mu_p$) in 2, 5, and 10 mol% $TiO_2$-doped yttria stabilized zirconia (TD-YSZ) have been estimated by a non-steady state gas permeation method using models proposed by Weppner and Maruyama. Values of $\mu_n$ and $\mu_p$ were found to be closed to those in non-doped YSZ reported earlier. The concentration of electrons and holes were calculated from $\mu_n$ and $\mu_p$ values and the partial conductivities of electrons and holes measured by a dc-polarization method. The concentration of electrons at unit oxygen partial pressure increased with increasing $TiO_2$concentration, while the hole concentration was almost independent of $TiO_2$concentration.
Dunkel, Ralf;Bujas, Roko;Klein, Andre;Horndt, Volker;Wrosch, Matt
한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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한국정보디스플레이학회 2005년도 International Meeting on Information Displayvol.I
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pp.589-593
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2005
It is well known that proper encapsulation is crucial for the lifetime of organic light emitting diode (OLED) displays. With the development of increasingly better barrier coatings and perimeter seals, it has now become very desirable to be able to precisely measure the rate of water vapor and oxygen permeation through barrier coatings and perimeter sealing. This paper demonstrates a new permeation measurement method that uses tritium-containing water (HTO) as a tracer material. The theoretical detection limit of this direct method is $2.4{\times}10^{-8}g/(m^2day)$.
A dual-phase ceramic membrane consisting of gadolinium-doped ceria (GDC) as an oxygen ion conducting phase and $MnCo_2O_4$ as an electron conducting phase was fabricated by sintering a GDC and $MnCo_2O_4$ powder mixture. The $MnCo_2O_4$ was found to maintain its spinel structure at temperatures lower than $1200^{\circ}C$. (Mn,Co)(Mn,Co)$O_4$ spinel, manganese and cobalt oxides formed in the sample sintered at $1300^{\circ}C$ in an air atmosphere. XRD analysis revealed that no reaction phases occurred between GDC and $MnCo_2O_4$ at $1200^{\circ}C$. The electrical conductivity did not exhibit a linear relationship with the $MnCo_2O_4$ content in the composite membranes, in accordance with percolation theory. It increased when more than 15 vol% of $MnCo_2O_4$ was added. The oxygen permeation fluxes of the composite membranes increased with increasing $MnCo_2O_4$ content and this can be explained by the increase in electrical conductivity. However, the oxygen permeation flux of the composite membranes appeared to be governed not only by electrical conductivity, but also by the microstructure, such as the grain size of the GDC matrix.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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