고체산화물 연료전지의 특성평가

전병세 ( Byung Sei Jun ),윤존도 ( Jon Do Yun ),고철호 ( Cheol Ho Go ),조상봉 ( Sang Bong Jo ),곽동현 ( Dong Hyeon Kwak ) 경남대학교 신소재연구소 2009 신소재연구 Vol.21 No.-

본 연구에서는 스택형 고체산화물 연료전지의 전극과 전해질에 대한 특성평가를 실시하였고, 전산 모사하였다. 나노인덴테이션 기법을 이용하여 구성물의 기계적 특성인 경도, 탄성계수를 측정하였고 스택형 고체 산화물 연료전지 실형상에 대하여 모델링을 실행하여 상온에서 750℃까지 승온시의 연료전지내에 형성되는 응력 분포를 전산모사하였다. 그 결과 전해질과 기밀소재 그리고 기밀소재와 연결재의 접합부 끝과 모서리에서 열응력이 최고 200 MPa까지 집중하는 것으로 나타났다. Stack-type solid oxide fuel cell was characterized and simulated by finite element analysis method. The mechanical properties such as hardness and elastic modulus of the fuel cell components were measured by nanoindentation technique. The fuel cell shape was modeled and thermal stress was simulated while heating from the room temperature to 750 degree C. The distribution of thermal stress in the single or stack cell was obtained by the simulation. It was found that the maximum stress was as high as 200 MPa at the joint of the sealant and connector.

고령토로부터 나노크기 입자를 함유한 점토제조에 관한 연구

전병세 ( Byung Sei Jun ) 경남대학교 신소재연구소 2012 신소재연구 Vol.24 No.-

본 연구에서는 국내에서 매장량이 가장 많은 산청고령토를 볼밀에서 볼의 크기와 분산조건 등을 변화시키면서 나노 크기를 일정부분 함유한 가소성이 우수한 점토를 제조하고자 하였다. 고령토를 미분쇄하기 위하여 2톤 볼밀을 사용하였으며, 분쇄된 점토 현탁액의 분산안정성을 위해 제타전위를 측정하였다. 등전점은 pH4.5에서 나타났고, pH11에서 최대제타전위가 나타났다. 전단속도와 전단응력을 측정한 결과 점토현탁액은 요변특성을 나타내었다. 볼밀에서 분쇄매체 크기에 따라 분쇄입자 크기가 변화하였는데 2cm, 0.2cm 그리고 0.3mm 크기의 분쇄매체를 사용함에 따라 평균입자크기는 10마이크론, 2마이크론 그리고 0.7마이크론 크기로 줄어들었다. 볼밀을 통해서 균일한 조성 그리고 좁은 입도분포를 가진 점토를 제조하였다. The clay with excellent plasticity is prepared by changing of ball size and suspension stability during milling in a 2ton ball mill. The suspension stability is investigated by zeta potentiometer. The point of zero charge and maximum zeta potential value of clay suspension from kaolin is shown at pH4.5 and pH11 respectively. The thixotropic behavior is shown in a clay suspension by changing of shear stress and shear strain. The particles size are decreasing, during ball milling, from 10 micron to 2micron and 0.7micron by changing ball media in ball mill from 2cm to 2mm and 0.3mm. The clay with narrow particle size distribution is prepared by ball milling from kaolin with uniform batch composition.

화학로법에 의한 알루미늄드로스의 AlON 합성에 관한 연구

전병세 ( Byung Sei Jun ) 경남대학교 신소재연구소 2005 신소재연구 Vol.17 No.-

Nano-Sized Mullite(3Al₂O₃.42SiO₂) Colloids Fabricated by Spray Combustion Synthesis (SCS) Technique

이상진,전병세,Lee, Sang-Jin,Jun, Byung-Sei The Korean Ceramic Society 2004 한국세라믹학회지 Vol.41 No.4

분무연소합성법을 이용하여 나노크기의 물라이트(3Al$_2$O$_3$$.$2SiO$_2$) 콜로이드를 제조하였다. 연소반응을 위한 산화제로서 Al(NO$_3$)$_3$$.$9$H_2O$와 환원제(연료)로서 CH$_{6}$N$_4$O를 사용하였으며, 실리카 소스로서 콜로이드 실리카를 첨가하였다. 분무된 액적들의 착화를 위해 연소반응기의 온도를 80$0^{\circ}C$로 유지하였다. 액적의 응고에 의한 액적크기 성장을 억제하기 위하여 금속 스크린 필터를 사용함으로써 액적의 개수 농도를 감소시켰으며, 에어로졸 입자의 체류시간을 2.5초로 유지하여 열 유체의 흐름을 층류로 유도하였다. 제조된 입자들의 모양은 모두 구형이었으며, 평균입자크기는 130nm이었다 XRD와 TEM 분석 결과 각각의 초미립자들은 정량화합물의 물라이트 결정성을 나타내었다. Nano-sized mullite (3Al$_2$O$_3$$.$2SiO$_2$) colloids were prepared by use of the spray combustion method. For combustion reaction, Al(NO$_3$)$_3$$.$9$H_2O$, and CH$_{6}$N$_4$O were used as an oxidizer and a fuel respectively, and then colloidal silica was also added as 2SiO$_2$source for mullite. The temperature of the reaction chamber was kept at 80$0^{\circ}C$ to initiate the ignition of droplets of the mixed precursors. For preventing droplet coagulation, the droplet number concentration was reduced using the metal screen filter, and the residence time of aerosol was kept at 2.5 seconds for laminar flow. The synthesized colloidal particles had an uniform spherical shape with 130 nanometer size and the crystalline phase showed the mullite with stoichiometry in the observations of XRD and TEM.

분무연소합성(SCS)법에 의한 나노크기 산화아연(ZnO) 콜로이드의 제조

이상진,이상원,전병세,Lee, Sang-Jin,Lee, Sang-Won,Jun, Byung-Sei 한국세라믹학회 2004 한국세라믹학회지 Vol.41 No.1

분무연소합성법을 이용하여 나노 크기의 산화아연(ZnO) 콜로이드를 제조하였다. 연소반응을 위한 산화제로서 $Zn(NO_3)_2{\cdot}6H_2O$와 환원제(연료)로서 $CH_6N_4O$를 사용하였다. DTA/TGA를 이용하여 열분석을 행한 결과 $230^{\circ}C$에서 전구체 혼합물의 착화(ignition)에 의한 연소반응으로 생각되는 발열피크가 나타났다. 그러나 분무 연소 반응의 경우 ${\mu}m$ 크기의 액적들로 인해 착화를위한 분자 또는 기들의 함량이 상대적으로 적기 때문에 분무된 액적들의 착화를 위해 연소반응기의 온도를 $500^{\circ}C$로 유지하였다. 응집체의 형성을 억제하기 위하여 여과매체를 사용하여 액적의 개수 농도를 감소시켰으며, 에어로졸 입자의 체류시간을 2.5초로 조절하여 열 유체의 흐름을 층류로 유도하였다. 제조된 입자들의 모양은 모두 구형이었으며, 평균 입자 크기는 180nm이었다. XRD와 TEM 분석 결과 각각의 콜로이드들은 ZnO 고유의 결정성을 나타내고 있었으며, hexagonal 구조를 가지는 것으로 확인되었다. Nano-sized ZnO colloids were prepared by use of spray combustion method. for combustion reaction, $Zn(NO_3)_2{\cdot}6H_2O$ and $CH_6N_4O$ were employed as an oxidizer and a fuel. Exothermic peak was shown at $230^{\circ}C$ by DTA/TGA, and it was considered as a combustion reaction followed by ignition of the precursor mixture. In case of spray combustion method, because insufficient contents of molecules and radicals generated from precursor droplets may lead an incomplete igmition, the ignition temperature of combustion chamber was chosen at $500^{\circ}C$. For diminishing aerosol coagulation, the droplet number concentration was reduced by filter media. The fluid was laminar with 2.5 seconds of aerosol residence time. The synthesized colloids had spherical shape with 180 nanometer size, and the crystalline phase was ZnO with hexagonal structure.

Mullite와 Eucryptite복합체의 분해반응

손진욱 ( Jin Wook Son ),전병세 ( Byung Sei Jun ) 경남대학교 신소재연구소 2014 신소재연구 Vol.26 No.-

본 연구에서는 Mullite에 LAS계의 Eucryptite를 첨가하여 고온에서도 안정하며 우수한 특성을 나타내는 복합체를 제조하고자 하였다. 첨가상인 Eucryptite는 화학적 양론비에 따라 (Li2O:AI2O3:SiO2=1:1:2) mole비에 맞추어 1000℃에서 2시간 하소하여 단일상으로 합성하였다. Mullite는 상업적으로 판매하는 것을 사용하였고 Attrition mill을 이용하여 3.8um, 합성된 Eucryptite는 0.3um로 각각 분쇄하였다. 이 두 재료를 wt. %에 따라(M:E = 10:0, 9:1, 8:2, 7:3) 혼합하여 복합재료를 제조하였으며, 감압여과(Vacuum filter)를 이용, 성형체를 제조하여 1300℃~1400℃ 까지 각각 열처리 하였으며 , 온도에 따라 얻어진 시편을 XRD(X-ray diffractometer)를 이용한 상 분석과 SEM(Scannig electron microscope)을 이용한 미세구조 관찰 등 Mullite-Eucryptite 복합체의 분해반응을 관찰하 여 고온에서의 복합체 안정성에 대해 연구하였다. In this study, the composite with stable and excellent properties was produced by the addition of the LAS Eucryptite based on Mullite at high temperatures. The Eucryptite based on their stoichiometric compound was synthesized at 1000℃ for 2hrs heat treatment. Commercial mullite powder and the synthesized Eucryptite powder were ground to 3.8um and 0.3um respectively. The composite materials were prepared by mixing these two ingredients, depending on weight ratio(M:E=10:0 or 9:1 or 8:2 or 7:3). The specimens were formed using a vacuum filter, and then heated at different temperatures from 1300℃ to 1550oe. To investigate the stability of the composite at high temperature, we observed decomposition reaction mechanism for specimen of mullite and eucryptite composite from X-ray intensity analysis using XRD(X-ray diffractometer) and microstructure using SEM(Scanning electron microscope).

PZT 나노입자의 요변성을 이용한 박막제조

주형규 ( Hyung Gyu Joo ),전병세 ( Byung Sei Jun ) 경남대학교 신소재연구소 2011 신소재연구 Vol.23 No.-

수열합성을 통한 제철 , 제강 슬래그의 건자재 활용

윤존도(Jon Do Yun),전병세(Byung Sei Jun) 경남대학교 신소재연구소 2000 신소재연구 Vol.12 No.-

자전연소합성법을 이용한 탄소의 흑연화 거동

하성욱 ( Sung Wook Ha ),전병세 ( Byung Sei Jun ) 경남대학교 신소재연구소 2010 신소재연구 Vol.22 No.-

본 연구에서는 비정질의 활성탄소의 최적화된 흑연화조성을 조사하였다. 활성탄소의 흑연화 조건을 찾기 위해 탄소에 붕소를 5wt%-30wt%까지 첨가 하였다. 이 반응의 열원으로는 화학로(Self-propagation High temperature synthesis)가 이용되었고, 흑연으로의 상전이를 확인하였다. Abstract-The optimal composition for a graphitizing mechanism of amorphous activated carbon was investigated in this study. The carbon was added to the boron from 5wt% to 30wt% for seek the graphitizing mechanism of activated carbon, the chemical furnace(Self-propagation High temperature Synthesis) was used to give heat source of this system. and we confirmed phase shift of graphite.

나노구조 실리카 에어로젤 막의 열적 특성

배영화 ( Young Hwa Bae ),전병세 ( Byung Sei Jun ) 경남대학교 신소재연구소 2007 신소재연구 Vol.19 No.-