• International Journal of Korean Welding Society
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• 제3권2호
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• pp.29-39
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• 2003

The durability and reliability of thermal barrier coatings (TBCs) play an important role in the service reliability, availability and maintainability (RAM) of hot­section components in advanced turbine engines for aero and utility applications. Photostimulated luminescence spectroscopy (PSLS) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) are being concurrently developed as complimentary non­destructive evaluation (NDE) techniques for quality control and life­remain assessment of TBCs. This paper overviews the governing principles and applications of the luminescence and the impedance examined in the light of residual stress, phase constituents and resistance (or capacitance) in TBC constituents including the thermally grown oxide (TGO) scale. Results from NDE by PSLS and EIS are discussed and related to the microstructural development during high temperature thermal cycling, examined by using a variety of microscopic techniques including focused ion beam (FIB) in­situ lift­out (INLO), transmission and scanning transmission electron microscopy (TEM and STEM).

• 전기화학회지
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• 제23권3호
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• pp.57-65
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• 2020

리튬이온전지의 열적 열화 메커니즘을 이해하는 것은 전지의 안전성을 향상시키기 위한 필수적인 과정이다. 본 논문에서는 대표적인 양극물질의 하나인 리튬코발트산화물(LiCoO₂, LCO)이 고온에서 작동할 때 형성되는 표면 필름에 의한 전기화학적 성능 열화를 조사하였다. 먼저 25℃와 60℃ 각각의 온도에서 사이클 테스트를 진행한 결과, 60℃에서 25℃에 비해 저하된 사이클 수명을 보였다. 이후 처음 5사이클을 25℃, 60℃에서 구동시킨 LCO 양극을 각각 25-LCO, 60-LCO라 명명하였으며, 이후 임피던스 및 출력 특성 분석은 25℃에서 진행하였다. 이때 두 샘플 모두 저속에서의 초기 용량은 비슷함에도 불구하고 60-LCO가 25-LCO에 비해 높은 임피던스와 낮은 출력 특성을 보였다. X-선 광전자분광 (XPS)분석 결과 60-LCO 샘플에서 cathode-electrolyte interphase의 성분 중 하나인 절연성의 수산화 리튬 (LiOH) 성분이 다량 검출되었으며, 이는 고온에서 과도한 표면 필름 형성이 양극의 표면 저항 증가 및 속도/수명 특성 저하를 가져왔음을 보여준다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권7호
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• pp.1481-1485
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• 2020

The creep behavior of Ni-Cr-W alloy at 950 ℃ has been investigated by a novel creep testing system which is capable of in-situ measurement of strain. Tubular specimens were pressurized with argon gas for effective stresses up to 32 MPa. Experimental results show that the thermal fatigue reduces the creep life of the tubular specimens and with the introduction of thermal cycling fatigue the primary stage disappears and the creep rate higher than the pure thermal creep (without thermal fatigue). Also the creep behavior of Ni-Cr-W alloy doesn't consist in the secondary stage. A new creep equation has been derived and implemented into finite element method. The results from the finite element analyses are in good agreement with the creep experiment.

• Journal of Welding and Joining
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• 제29권1호
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• pp.46-51
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• 2011

TSV technology raises several reliability concerns particularly caused by thermally induced stress. In traditional package, the thermo-mechanical failure mostly occurs as a result of the damage in the solder joint. In TSV technology, however, the driving failure may be TSV interconnects. In this study, the thermomechanical reliability of TSV technology is investigated using finite element method. Thermal stress and thermal fatigue phenomenon caused by repetitive temperature cycling are analyzed, and possible failure locations are discussed. In particular, the effects of via size, via pitch and bonding pad on thermo-mechanical reliability are investigated. The plastic strain generally increases with via size increases. Therefore, expected thermal fatigue life also increase as the via size decreases. However, the small via shows the higher von Mises stress. This means that smaller vias are not always safe despite their longer life expectancy. Therefore careful design consideration of via size and pitch is required for reliability improvement. Also the bonding pad design is important for enhancing the reliability of TSV structure.

• 수산해양기술연구
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• 제47권1호
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• pp.46-58
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• 2011

A steady-state analysis and a simple dynamic model as simplified methods are developed, and results of energy consumption loads are compared with results obtained using computer to evaluate the analytical solution. Before obtaining simplified model a mathematical model is formulated for the effect of wall mass on the thermal performance of four different houses having various wall construction. This analytical study was motivated by the experimental work of Burch et al. An analytical solution of one-dimensional, linear, partial differential equation for wall temperature profiles and room air temperatures is obtained using the Laplace transform method. Typical Meteorological Year data are processed to yield hourly average monthly values. This study is conducted using weather data from four different locations in the United States: Albuquerque, New mexico; Miami, Florida; Santa Maria, California; and Washington D.C. for both winter and summer conditions. The steady state analysis that does not include the effect of thermal mass can provide an accurate estimate of energy consumption in most cases except for houses #2 and #4 in mild weather areas. This result shows that there is an effect of mass on the thermal performance of heavily constructed house in mild weather conditions. The simple dynamic model is applicable for high cycling rates and accurate values of inside wall temperature and ambient air temperature.

• 한국재료학회지
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• 제15권6호
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• pp.375-381
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• 2005

High temperature oxidation behavior of thermal barrier coating (TBC) system (IN738 substrate + NiCoCrAlY or NiAl bond coat with or without Pt + yttria stabilized zirconia) prepared by air plasma spray (APS) process has been studied in order to understand the effect of Pt addition to bond coat on the stability of TBC system. Specimens were oxidized in thermal cycling and isothermal oxidation test at $1100^{\circ}C$. The Pt addition in TBC system with NiCoCrAlY bond coat showed a longer life time compared to that without addition of Pt. Pt addition to TBC system is believed to help the formation of more stable thermally grown oxide, $Al_2O_3$, at the TBC/bond coat interface, leading to a longer lifetime of TBC system.

• Corrosion Science and Technology
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• 제18권5호
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• pp.182-189
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• 2019

A thin spray coating of inorganic black lithium polysilicate (IBLP) on black anodized AZ31B magnesium alloy was fabricated for better corrosion resistance and thermo-optical properties for thermal control of spacecraft components. The morphology of the specimens with and without IBLP-based spray coating was characterized by SEM-EDS techniques. Impedance and potentiodynamic measurements on the specimens revealed better corrosion resistance for the specimen with a thin coating of lithium polysilicate. This was primarily due to the presence of lithium polysilicate inside the micro-cracks of the black anodized specimen, restricting the diffusion paths for corrosive media. Environmental tests, namely, humidity, thermal cycling, thermo vacuum performance, were used to evaluate the space-worthiness of the coating. The thermo-optical properties of the coating were measured before and after each environmental test to ascertain its stability. The specimen with an IBLP-based spray coating showed enhanced thermo-optical properties, greater than ~0.90. Hence, the proposed coating demonstrated better handling, better corrosion resistance, and space-worthiness during the pre-launch phase owing to its improved thermo-optical properties.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권12호
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• pp.1222-1228
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• 2008

㈜쎄트렉아이는 UAE의 EIAST와 함께 2008년 발사를 목표로 SI-200 표준버스시스템을 기반으로 하는 DubaiSat-1 비행모델을 개발하였다. DubaiSat-1 비행모델의 열제어계는 전력 소비의 최소화를 위해 수동 열제어를 기반으로 하되, 주요 부품에는 히터를 이용한 능동 열제어가 이뤄지도록 설계되었다. 또한 열해석 모델을 작성하여 DubaiSat-1의 임무궤도에 대해 열해석을 수행하였으며, 해석 결과를 토대로 모든 구성품이 설계 요구조건을 만족시킬 수 있도록 설계 보정 작업을 진행하였다. 또한 우주환경을 모사한 열진공시험을 수행하여 DubaiSat-1 비행모델의 열제어 성능에 대해 검토하였으며, 시험 결과와 해석 결과의 비교를 통한 열해석 모델의 보정 작업을 완료하였다.

• 한국재료학회지
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• 제10권5호
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• pp.354-659
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• 2000

자동차, 항공기 및 기타 산업에서 복합재료의 사용은 증가되어 왔고 활발한 연구가 진행되고 있다. 이러한 복합재료중의 하나인 carbon-epoxy 복합재료의 열 특성에 관하여 알아보았다. 반복적인 냉각과 가열이 부가된 후 복합재료의 탄성계수의 변화를 관찰하여 봄으로써 복합재료가 가지고 있는 여러 열 특성에 관하여 여러 열 특성에 관하여 연구하였다. 이 연구에서는 G(sub)13값은 약한 감소하기는 하였으나 별다른 변화를 보이지 않았으며 열충격의 경우가 열피로의 경우보다 변화량이 작았다. $E_1$값은 가해진 온도와 가열 횟수에 따라하여 조금씩 증가하였고,$ E_2$, G(sub)23값은 열피로의 경우 처음에는 어느 정도 그 값이 감소하나 가해진 횟수에는 큰 영향을 받지 않았으며 열충격의 경우에는 온도에 따라 다른 현상을 보였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.395-405
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• 2016

이 연구에서는 태양열 에너지 저장용도로 사용하기 위한 섬유보강 모르타르의 열적 및 역학적 특성을 파악하였다. 다양한 시멘트 복합재료의 배합이 섬유보강 모르타르의 열적 및 역학적 특성에 미치는 영향을 파악하기 위한 실험연구를 수행하였다. 섬유보강 모르타르의 역학적 특성으로서 열싸이클 전과 후의 압축강도 및 인장강도를 측정하였다. 또한, 섬유보강 모르타르의 열적 특성으로서 열전도율과 비열을 측정하였다. OPC와 그라파이트를 포함한 배합의 잔류압축강도가 가장 크게 나타난다. 알루미나 시멘트를 혼합한 배합의 비열이 크게 나타나며, 이는 알루미나시멘트가 열저장 시스템의 효율적인 축열과 방열에 유리함을 의미한다. 또한, 그라파이트의 첨가는 섬유보강 복합재료의 비열을 증가시킨다. 실험연구결과는 콘크리트를 $450^{\circ}C$ 이상의 열저장 매체로 활용하기 위한 프로토타입 시스템 설계에 실제적인 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.