• 세라미스트
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• 제21권4호
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• pp.378-387
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• 2018

The optimal fabrication conditions for $Gd_{0.1}Ce_{0.9}O_{2-{\delta}}$(GDC) buffer layer and $La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_{3-{\delta}}$ (LSCF) cathode on 1mol% $CeO_2-10mol%\;Sc_2O_3$ stabilized $ZrO_2$ (CeScSZ) electrolyte were investigated for application of IT-SOFCs. GDC buffer layer was used in order to prevent undesired chemical reactions between LSCF and CeScSZ. These experiments were carried out with $5{\times}5cm^2$ anode supported unit cells to investigate the tendencies of electrochemical performance, Microstructure development and interface reaction between LSCF/GDC/CeScSZ along with the variations of GDC buffer layer thickness, sintering temperatures of GDC and LSCF were checked, respectively. Electrochemical performance was analyzed by DC current-voltage measurement and AC impedance spectroscopy. Microstructure and interface reaction were investigated by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS). Although the interfacial reaction between these materials could not be perfectly inhibited, We found that the cell, in which $6{\mu}m$ GDC interlayer sintered at $1200^{\circ}C$ and LSCF sintered at $1000^{\circ}C$ were applied, showed good interfacial adhesions and effective suppression of Sr, thereby resulting in fairly good performance with power density of $0.71W/cm^2$ at $800^{\circ}C$ and 0.7V.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권6호
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• pp.819-825
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• 2018

본 연구는 ${\alpha}-Fe_2O_3$ 중공입자로 구성된 다공성 1차원 나노구조체를 전기방사 공정 및 두단계의 후 열처리 과정을 통해 주형법과 커켄달 효과를 동시 적용하여 합성했다. 열처리 과정 중, 수 nm의 치밀한 Fe 금속입자는 커켄달 효과에 의해 중공구조를 갖는 ${\alpha}-Fe_2O_3$ 입자로 최종 변환되었다. 또한, 전기방사 용액에 첨가한 PS 나노비드는 첫 열처리 과정 중 분해되어 구조체 내 수많은 기공을 형성, 환원 및 산화를 위한 가스들이 구조체 내부로 원활히 침투될 수 있는 역할을 했다. 최종 생성물인 ${\alpha}-Fe_2O_3$ 중공입자로 구성된 다공성 1차원 구조체를 리튬 이차전지의 음극활물질로 적용한 결과, $1.0A\;g^{-1}$의 높은 전류밀도에도 불구하고 30 사이클 후 $776mA\;h\;g^{-1}$의 높은 방전 용량을 나타냈다. 이와 같은 우수한 리튬 저장특성은 본 구조체를 구성하는 중공형 ${\alpha}-Fe_2O_3$ 입자와 입자들 사이의 나노기공으로부터 기인한 결과이다. 본 연구에서 제안한 중공 입자로 구성된 다공성 1차원 나노구조체 합성 방법은 다양한 전이금속 화합물 조성에 적용 가능하므로 에너지 저장 분야를 포함한 여러 분야에 응용 가능하다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제32권2호
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• pp.165-173
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• 2019

Lithium anodes (13, 15, 17, and 20 wt% Li) were fabricated by mixing molten lithium and iron powder, which was used as a binder to hold the molten lithium, at about $500^{\circ}C$ (discharge temp.). In this study, the effect of applied pressure and lithium content on the discharge properties of a thermal battery's single cell was investigated. A single cell using a Li anode with a lithium content of less than 15 wt% presented reliable performance without any abrupt voltage drop resulting from molten lithium leakage under an applied pressure of less than $6kgf/cm^2$. Furthermore, it was confirmed that even when the solid electrolyte is thinner, the Li anode of the single cell normally discharges well without a deterioration in performance. The Li anode of the single cell presented a significantly improved open-circuit voltage of 2.06 V, compared to that of a Li-Si anode (1.93 V). The cut-off voltage and specific capacity were 1.83 V and $1,380As\;g^{-1}$ (Li anode), and 1.72 V and $1,364As\;g^{-1}$ (Li-Si anode). Additionally, the Li anode exhibited a stable and flat discharge curve until 1.83 V because of the absence of phase change phenomena of Li metal and a subsequent rapid voltage drop below 1.83 V due to the complete depletion of Li at the end state of discharge. On the other hand, the voltage of the Li-Si anode cell decreased in steps, $1.93V{\rightarrow}1.72V(Li_{13}Si_4{\rightarrow}Li_7Si_3){\rightarrow}1.65V(Li_7Si_3{\rightarrow}Li_{12}Si_7)$, according to the Li-Si phase changes during the discharge reaction. The energy density of the Li anode cell was $807.1Wh\;l^{-1}$, which was about 50% higher than that of the Li-Si cell ($522.2Wh\;l^{-1}$).

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.777-783
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• 2021

항공기는 기동 중 다양한 진동의 영향을 받게 된다. 이러한 진동들은 상황에 따라서는 항공기 생존에 치명적인 영향을 미칠 수 있으므로 항공기에 적용되는 구성품들은 랜덤 진동해석을 통해 다양한 진동 조건에 대한 안전성이 입증되어야 한다. 본 연구에서는 상용 소프트웨어인 MSC.Random을 사용하여 랜덤진동 조건에서 군용항공기 외부연료탱크와 파일런에 대한 구조 강건성을 평가하였다. 랜덤 진동해석은 경계조건 지점에 단위하중을 부과하여 주파수 응답해석을 수행한 후 파워 스펙트럼 밀도 프로파일로 가진하게 되는데, 이 과정에서 필요한 모드 데이타는 모달해석 방법을 통해 추출하였다. 그리고, 랜덤진동 조건으로 미국 국방환경규격에서 규정하고 있는 랜덤 진동 프로파일을 적용하였고, G 단위로 주어진 파워 스펙트럼 밀도 프로파일을 중력가속도 단위로 변환하여 사용하였다. 수치해석 결과로, x축, y축 및 z축 방향에서의 랜덤 가진에 대해 수치해석 모델을 구성하는 빔 요소, 쉘 요소 그리고 솔리드 요소의 안전여유를 파악하여 본 논문에서 다루고 있는 군용 항공기에 장착되는 외부연료탱크와 파일런의 구조 강건성을 평가하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권1호
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• pp.162-176
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• 2022

In Lead-based reactor (LBR) severe accident, the meltdown and migration inside the reactor core will lead to fuel fragment concentration, which may further cause re-criticality and even core disintegration. Accurately predicting the migration and solidification behavior of melt in LBR severe accidents is of prime importance for safety analysis of LBR. In this study, the Moving Particle Semi-implicit (MPS) method is validated and used to simulate the migration and solidification behavior. Two main surface tension models are validated and compared. Meanwhile, the MPS method is validated by the L-plate solidification test. Based on the improved MPS method, the migration and solidification behavior of melt in LBR severe accident was studied furthermore. In the Pb-Bi coolant, the melt flows upward due to density difference. The migration and solidification behavior are greatly affected by the surface tension and viscous resistance varying with enthalpy. The whole movement process can be divided into three stages depending on the change in velocity. The heat transfer of core melt is determined jointly by two heat transfer modes: flow heat transfer and solid conductivity. Generally, the research results indicate that the MPS method has unique advantage in studying the migration and solidification behavior in LBR severe accident.

• 한국재료학회지
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• 제33권8호
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• pp.330-336
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• 2023

The effects of Ni²⁺ substitution for Mg²⁺-sites on the microwave dielectric properties of (Mg_1-xNi_x)(Ti_0.95(Mg_1/3Ta_2/3)_0.05)O₃ (0.01 ≤ x ≤ 0.05) (MNTMT) ceramics were investigated. MNTMT ceramics were prepared by conventional solid-state reaction. When the MgO / TiO₂ ratio was changed from 1.00 to 1.02, MgTi₂O₅ was detected as a secondary phase along with the MgTiO₃ main phase in the MNTMT specimens sintered at 1,400 ℃ for 4h. For the MNTMT specimens with MgO / TiO₂ = 1.07 sintered at 1,400 ℃ for 4h, a single phase of MgTiO₃ with an ilmenite structure was obtained from the entire range of compositions. The relative density of all the specimens sintered at 1,400 ℃ for 4h was higher than 95 %. The quality factor (Qf) of the sintered specimens depended strongly on the degree of covalency of the specimens, and the sintered specimens with x = 0.01 showed the maximum Qf value of 489,400 GHz. The dielectric constant (K) decreased with increasing Ni²⁺ content because Ni²⁺ had a lower dielectric polarizability (1.23ų) than Mg²⁺ (1.32ų). As Ni²⁺ content increased, the temperature coefficient of resonant frequency (TCF) improved, from -55.56 to -21.85 ppm/℃, due to the increase in tolerance factor (t) and the lower dielectric constant (K).

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제62권1호
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• pp.80-86
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• 2024

본 연구는 고체 바이오연료 생산용 원료로서 유채대의 상용화 가능성을 평가하기 위하여 수행하였다. 대형 플라스틱통에 넣은 유채대를 1% 농도의 초산 수용액에 침지하여 단리된 환원당의 함량을 분석한 결과, glucose의 함량이 가장 높았으며, 다음으로 xylose, galactose, arabinose, mannose 순으로 조사되었다. 파일럿 규모의 평다이 펠릿성형기를 이용하여 무침지 및 침지 유채대로 연료용 펠릿으로 제조하였다. 펠릿의 겉보기밀도와 발열량은 침지처리 및 목분의 혼합과 함께 증가하였으며, 이 측정치는 International Organization for Standardization(ISO)의 비목재펠릿 A 등급 기준을 크게 상회하였다. 회분 함량도 침지처리와 함께 감소하여 ISO의 A등급 기준을 만족하였다. 펠릿 내구성의 경우, 유채대의 침지처리로 증가하였으며, 펠릿 제조에 목분의 첨가와 함께 향상되었다. 그러나 그 측정치는 ISO의 B등급 기준(≧96.0%)에 미치지 못하였다. 따라서 초산 수용액 침지 유채대로 생산할 비목재 펠릿의 상용화를 위하여 내구성 향상을 위한 바인더의 사용이 필요하다는 결론을 얻었다.

• 한국유기농업학회지
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• 제32권1호
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• pp.75-90
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• 2024

바이오차란 바이오매스를 산소가 제한된 조건에서 열분해하여 만든 탄소함량이 높은 고형물로서 토양환경 개선 효과로 탄소중립을 위한 친환경 토양개량제로 주목받고 있다. 본 실험에서는 멜론 시설재배지 바이오차의 시용량별 토양 이화학성 및 미생물 군집의 변화를 평가 하였고 이에 따른 멜론의 생육 특성 및 수량성을 조사하였다. 토양의 물리성은 바이오차 시용량이 증가함에 따라 용적밀도는 감소하고 공극률이 증가하여 토양의 통기성이 개선되는 효과가 있었다. 토양의 화학성은 바이오차 시용량이 증가할수록 pH가 증가하고 유기물 및 유효인산 함량이 증가하는 경향이었다. 멜론의 생육은 무처리 대비 바이오차 10,000 kg/ha 처리까지 시용량이 증가할수록 멜론의 만장, 엽장, 엽폭이 증가하는 경향이었다. 또한 멜론의 생산량도 시용량에 따라 증가하여 바이오차 10,000 kg/ha 처리에서 무처리 대비 13~16% 높았다. 바이오차 시용에 따른 토양 미생물 군집의 차이를 비교해 본 결과, 우점 유익균의 비율이 증가하는 결과를 보였다. 본 연구는 멜론 시설재배지 바이오차의 처리가 토양의 이화학적 특성 및 미생물군집 개선의 결과를 나타내며 효과적인 토양개량제로서의 가능성을 보여주었다.

• 한국재료학회지
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• 제4권8호
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• pp.895-905
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• 1994

비정질 $Si_{1-x}Ge_{x}$(X=0, 0.14, 0.34, 0.53)합금박막의 결정화거동을 X-ray diffractometry(XRD)와 투과전자현미경(transmission electron microscopy, TEM)을 이용하여 조사하였다. 비정질 박막은 열산화막(thermal oxide, $SiO_{2}$)이 입혀진 Si기판위에 MBE(Molecular Beam Epitaxy)를 이용하여 $300^{\circ}C$에서 증착하였으며 각 Ge조성에 해당하는 기편들을 $500^{\circ}C$ ~ $625^{\circ}C$에서 열처리한 다음 XRD를 이용하여 결정화분율과 결정화후 박막의 우선순방위(texture)경향ㅇ르 조사하였다. 또한 TEM을 사용하여 열처리한 박막의 미세구조를 분석하였다. XRD분석결과 박막내의 Ge함량의 증가는 결정화에 대한 열처리시간을 크게 감소시키는 것으로 밝혀졌다. 또한 결정화후 강한(111) 우선방위를 나타내는 Si박막과는 달리 $Si_{1-x}Ge_{x}$합금은 (311)우선방위를 가지는 것을 알았으며 이는 비정질 Si박막과 $Si_{1-x}Ge_{x}$박막의 결정화기구에 현저한 차이가 있음을 암시한다. TEM관찰에서, 순수한 Si박막은 결정화후 결정립이 타원형이나 수지상(dendrite)형태를 취하고 있었으며 결정립내부에 미페쌍정이나 적층결함들의 많은 결정결함들이 존재하고, 결정립의 성장이 이들 결함을 따라 우선적으로 성장함을 알 수 있었다. 반면에 $Si_{0.47}Ge_{0.53}$의 경우에서는 결정립모양이 원형에 가까운 동축정(dquiaxed)형상을 하며 결정립내부의 결함밀도도 매우 낮았다. 특히 Si에서 보았던 결정립성장의 방향성은 관찰되지 않았다. 이상의 결과에서 비정질 $Si_{1-x}Ge_{x}$(합금박막의 결정화는 Ge이 포함되지 않은 순수한 Si의 twin assisted growth mode에서 Ge 함량의 증가에 따라 \ulcorner향성이 없는 random growth mode로 전개되어간다고 결론지을수 있다.

• 한국결정성장학회지
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• 제7권3호
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• pp.418-427
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• 1997

$La_2O_3$가 각각 0, 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 1, 3, 5 mole% 첨가된 $0.05pb(Sn_{0.5}Sb_{0.5})O_3＋0.11PbTiO_30.84PbZroO_3＋0.4Wt%MnO_2$ (이하 0.05PSS -0.11PT-0.84PZ+0.4wt%$MnO_2$)계를, $1250^{\circ}C$에서 $PbZrO_3$를 분위기 분말로 사용하여 성형체 무게의 1/2을 함께 넣고 소결체를 제조하여 그 특성을 분석하였다. 소결체의 밀도는 7.683 g/$\textrm {cm}^3$에서 7.515 g/$\textrm {cm}^3$ 범위였으며, 3 mole% $La_2O_3$를 첨가한 경우 가장 높은 값을 나타내었다. 0에서 5 mole% 범위에서 $La_2O_3$ 첨가량을 증가시킬 때 평균 입경이 9.0 $\mu \textrm{m}$에서 1.3 $\mu\textrm{m}$까지 감소되었다. 결정구조의 경우 $La_2O_3$첨가량을 0에서 1 mole%로 할 때 0.05PSS-0.11 PT-0,84PZ계에서 고용된 상을 형성하였으나 3, 5 mole%로 첨가량을 증가시킴에 따라 제2차 산이 형성되었고, 소결체를 $120^{\circ}C$ 또는 $140^{\circ}C$에서 $5 KV_{DC}$ /mm로 20분간 poling 전후에 $La_2O_3$ 첨가량이 0 에서 3 mlole%까지 증가될수록 1KHz에서의 유전 상수는 증가되었으며, 유전손실은 모든 경우에서 1 % 미만의 값을 나타내었다. $La_2$O$_3$첨가량이 0, 0.5, 1, 3 mole%로 증가됨에 따라 큐리온도가 208$^{\circ}C$, 183$^{\circ}C$, $152^{\circ}C$ 그리고 $127^{\circ}C$로 감소되었다. $La_2O_3$가 증가됨에 따라 대체로 $K_{p}$ 증가되었으며 0.7 mlole%의 $La_2O_3$를 첨가한 소결체를 $140^{\circ}C$에서 poling한 경우 가장 높은 $K_p$값으로 14.5 %를 나타내었다.