Evaluation and Applications of Interfacial, Dispersion and Damage Sensing of Nano/Micro Reinforced Composites using Electrical Resistance Measurements

권동준 경상대학교 대학원 2016 국내박사

복합재료를 생산하고 연구하는데 있어서 중요한 부분은 복합재료로 사용될 소재간의 계면 특성 평가 및 강화재의 분산도 파악이다. 지속적인 복합재료 응용 분야의 확대에 따라 다양한 소재가 활용되며, 강화재와 기지재료간의 계면 및 분산도를 규명하기 위한 새로운 평가방법이 요구되고 있다. 또한 복합재료 내부의 균열 및 외부 응력에 따른 복합재료의 상태를 규명하고 사전에 파괴를 방지하기 위한 손상감지 평가방법 역시 중장비, 차량, 항공 분야에 사용될 수 있기 때문에 자체감지능을 가진 복합재료에 대해서 전기저항 평가방법을 이용한 비파괴 평가법 연구가 개발되고 있는 추세이다. 본 연구에서는 나노/마이크로 강화 복합재료에 대하여 강화재와 기지간 계면 특성을 분석하고 나노입자에 대한 분산도를 평가하고 개선하는 연구를 진행하였다. 응용 연구로 나노/마이크로 강화 복합재료에 대한 자체 손상감지능 평가를 전기저항 평가방법으로 확인하였으며, 나아가 복합재료를 이루는 섬유와 나노 강화재, 기지재료간의 계면, 분산특성에 대해서 전기저항 평가법을 도입하여 복합재료 내부의 상태를 규명하는 평가방법을 도출하였다. 나노/마이크로 강화재를 사용한 나노복합재료에 대한 연구를 기반으로 전기저항 평가방법을 이용하여 나노/마이크로 강화 복합재료에 대한 계면 및 분산도, 젖음성을 확인하는 새로운 평가방법을 고안하였다. 나노입자를 이용한 나노복합재료에 대한 연구로는 SiC 나노입자를 이용한 고탄성 에폭시 수지에 대한 연구를 시도하여 낚시대 용 나노복합수지에 개발을 시도하였다. 복합재료 내 CNT, CF 강화재 배열에 따른 삭마 현상에 대한 CF/CNT-페놀 복합재료의 노화현상을 분석하였다. 1wt% CNT paste를 제조하여 균열에 대한 감지 및 균열 보강 소재에 대한 개발을 시도하였다. CNT를 prepreg 표면에 코팅시켜 굴곡특성 강화 복합재료 및 prepreg 재활용에 대한 연구를 진행하였다. 전기저항 평가방법을 이용한 복합재료 내부 계면 및 분산도, 젖음성 감지에 대한 평가방법 개선 연구로는 기존의 fragmentation 실험법에 전기저항 평가방법을 응용하여 새로운 섬유와 기지간 계면 평가방법을 도출하였으며, CF tow에 수지가 함침 될 때 섬유의 배열이 변경되는 정도를 CF의 전기저항 변화도로 확인하여 수지의 젖음성과 계면강도간에 상관관계를 파악하는 전기저항 젖음성 평가방법을 도출하였다. 전기저항 젖음성 평가방법을 응용하여 CNT가 함유된 에폭시 수지 내 나노입자의 분산도 및 나노복합수지의 젖음성을 평가하는 연구를 진행하였다. 오토클레이브 내에서 에폭시 수지의 경화를 시도할 경우 수지와 섬유간 젖음성을 전기저항 젖음성 평가방법으로 확인하여 에폭시 수지의 조성 차이에 따른 수지의 퍼짐 및 경화 정도가 복합재료 물성 및 계면에 미치는 영향을 확인하였다. 전기저항을 평가법을 이용한 손상감지에 대한 연구로 낚시대용 CFRP에 굴곡 응력에 따른 파괴 메커니즘을 CFRP의 전기저항 변화도 분석으로 규명하였으며, 마지막으로 열가소성 차량용 CF/PP-PA 복합재료 내 CF의 분포 및 외부 응력감지를 위해 1 cell 전기저항 측정법을 고안하여 복합재료의 상태를 2D mapping 하는 새로운 전기저항 평가법을 도출하였다. 궁극적으로 나노/마이크로 복합재료 강화 연구와 외부 손상, 계면 특성, 분산도 규명을 위한 새로운 전기저항 평가방법을 도출하였다.

Ti-Zr-Nb-Sn 합금의 준안정 금속간화합물 석출 거동에 관한 연구

이원태 경상국립대학교 대학원 2023 국내석사

In this study, the microstructure evolution and nanoindentation behavior of a Ti-20Zr-9Nb-4Sn (at%) alloy aged at 600°C for 1–60 h were investigated by field-emission scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, Vickers microhardness test and nanoindentation technique to show the potential for precipitation strengthening effect of (Zr,Sn)-rich precipitates. The Vickers hardness in the 600°C aged specimens increased from 218 Hv to the maximum of 242 Hv with increasing the aging time from 1 to 13 h. With further prolonging the aging time to 60 h, the hardness decreased to 219 Hv at 45 h aging and then almost keep constant at 45–60 h aging. The metastable intermetallic (Zr,Sn)-rich precipitates were formed in all aged specimens and their composition is highly dependent on the aging time as a result of elemental partitioning during aging. In the specimen aged for 24 h, the nanoindentation hardness (18.6 GPa) of the (Zr,Sn)-rich precipitates (Zr3Sn-type) was much higher than those of the α precipitate (9.3 GPa) and matrix (7.6 GPa), which suggests that the hard (Zr,Sn)-rich precipitate should be responsible for the high Vickers hardness in the specimen. These findings show that the precipitation hardening effect in Ti-Zr-Nb-Sn alloys is not just limited to the well-known isothermal ω and α precipitates and the (Zr,Sn)-rich precipitates also exhibit great potential for precipitation strengthening effect.

A Study on Self-healing Anode Materials for Sodium Ion Batteries

김창현 경상대학교 대학원 2019 국내박사

전지는 소형 전자기기의 소형장치부터 전기자동차와 같은 대형장치까지 널리 적용되고 있습니다. 높은 에너지밀도와 장수명을 가지는 리튬 이온 전지는 이러한 기기들의 훌륭한 전력원으로써, 그 수요가 급격하게 증가하고 있습니다. 하지만 리튬 이온 전지의 응용 분야 확대와 지역적으로 편중된 매장량으로 인하여 리튬 자원의 가격이 지속적으로 급등하고 있습니다. 소듐 이온 전지는 이러한 리튬 이온 전지를 대체할 수 있다고 여겨지고 있습니다. 그 이유는 소듐 자원은 지역적으로 편중되어 있지 않고 풍부한 매장량을 가지고 있기 때문에 리튬에 비하여 매우 저렴한 소재이기 때문입니다. 그리고 소듐은 리튬과 같은 족의 알칼리 금속으로써 높은 전위를 가지며 리튬과 유사한 화학적 거동을 나타냅니다. 그리하여 리튬 이온 전지용 양극의 개발에 적용된 기술이 직접적으로 소듐 이온 전지용 양극의 개발에 적용될 수 있었습니다. 그러나 리튬 이온 전지용 음극의 개발 기술을 직접적으로 소듐 이온 전지용 음극의 개발에 적용할 수 없습니다. 상용화된 대표적인 리튬 이온 전지용 음극 소재는 흑연이지만 소듐 이온 전지용 음극으로는 매우 낮은 용량을 나타냅니다. 뿐만 아니라 리튬 이온 전지에서 유망한 차세대 음극 소재인 실리콘의 소듐 이온 전지용 음극에 대한 연구가 극히 적으며 소수의 보고된 연구 결과에서도 매우 낮은 용량을 나타내었습니다. 그 결과 소듐 이온 전지용 음극 소재는 여전히 여러 후보들만 제시되었을 뿐, 가장 적합한 소재는 결정되지 않았습니다. 여러 가지 반응 메카니즘을 갖는 소재 중에서 “합금화 재료”가 있습니다. 합금화 재료는 전극의 활물질이 이온과 결합하면서 전극의 활물질과 다른 물성을 가지는 새로운 화합물을 형성하는 것으로, 역반응시에 완벽하게 초기의 활물질로 회귀하는 재료입니다. 이 합금화 재료는 활물질의 원자 대비 반응하는 이온의 개수가 1 이상이기 때문에 다른 종류의 메커니즘을 가지는 재료보다 매우 높은 용량을 가집니다. 하지만 합금화 재료는 전기 화학 반응시에 매우 큰 부피팽창을 일으킵니다. 이 부피팽창은 활물질에 내부응력을 발생시키고 이로 인하여 균열, 나아가 분쇄 현상까지 일으킵니다. 합금화 재료의 짧은 사이클 수명과 이론 용량 대비 낮은 가역 용량은 이러한 분쇄 현상에 의한 것이라고 여겨져 왔습니다. 소듐이온전지용 음극으로써 4족 원소의 주석은 소듐 이온 전징용 음극으로써 오랫동안 주목받았는데 그 이유는 847 mAh/g의 높은 이론 용량과 소듐환원전위 대비 0.7 V 이하의 가동전압 때문입니다. 게다가 금속이기 때문에 전기화학반응에 필요한 높은 전기전도성을 지닙니다. 하지만 합금화 물질인 주석은 소듐과 반응하여 Na15Sn4를 형성할 때 424% (525% 부피변화률)의 극심한 부피변화를 겪습니다. 이 부피변화로 인해 주석의 분쇄가 일어나게 되고, 분쇄된 주석은 전기적 고립이 일어날 수 있다. 그 결과, 부피팽창에 의한 주석의 분쇄는 주석 전극의 매우 짧은 사이클 수명의 원인이라고 간주되었습니다. 이를 해결하기 위하여 기존 연구들의 대부분은 주석 입자의 크기를 나노규모로 제조하여 절대적 부피변화를 줄이는 것에 집중하였습니다. 이와 더불어, 나노규모의 주석 입자를 균질하게 분산하기 위한 전략 및 주석 입자를 전극 내부의 전도성 네트워크에 고정시키기 위한 전략 또한 연구되었습니다. 여러 가지 전략을 이용하여 주석전극의 가역 용량 및 사이클 수명을 향상시켰음에도 불구하고, 나노 규모의 주석을 제조하기 위한 매우 복잡한 공정과 이 구조를 유지하기 위하여 사용된 부가적인 소재들로 인한 낮은 전극 용량은 주석전극의 상용화에 걸림돌로써 작용하고 있습니다. 본 연구에서는 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 나노 규모의 주석 입자를 제조하지 않고 새로운 전극 개발 전략을 강구하였습니다. 이 전략은 기존의 분쇄 현상을 막기 위한 전략이 아닌 분쇄 현상을 이용하여 스스로 입자들의 재결합함으로써 나노 규모의 주석을 생산하는 공정이 필요하지 않습니다. 분쇄 현상을 이용하기 위하여 활물질의 크기는 수십 마이크로미터 크기를 사용하였습니다. 분쇄된 활물질의 재결합을 위하여 전극 또는 전극 활물질의 표면에 형성되는 SEI (solid electrolyte interphase)가 덜 형성되는 에테르 계열 전해질을 사용하였습니다. 그리고 나노크기의 기공을 갖는 분리막을 사용함으로써 분쇄된 활물질이 전극으로부터 이탈되지 않도록 하였습니다. 이렇게 설계된 주석 전극 및 전지의 구조에서 초기 충∙방전 동안 주석 입자의 분쇄 현상이 일어났지만 분쇄된 입자들이 전극으로부터 이탈되지 않을 수 있었습니다. 뿐만 아니라 계속되는 충∙방전에서 분쇄된 입자들은 서로 붙기 시작하였고 인대 형상을 거쳐 최종적으로 3 차원의 다공성 산호 형상을 가질 수 있었습니다. 이렇게 형성된 3차원의 다공성 산호 형상 구조는 충∙방전 과정 동안 더 이상 분쇄가 일어나지 않는 매우 안정한 구조인 것으로 관찰되었습니다. 그 결과 주석 전극은 5000 사이클의 장수명이 가능하였고 가역용량 또한 550 mAh g-1으로 매우 높게 유지될 수 있었습니다. 즉, 이 전극은 분쇄로부터 자기치유되어 재조립되었기 때문에 장수명과 고용량을 나타낼 수 있었습니다. 이 현상은 주석으로만 이루어진 금속 포일 전극에도 적용할 수 있었습니다. 주석 금속 포일 전극은 간단히 압연 공정에 의해서 제조할 수 있습니다. 매우 간단한 전극 제조 방법에도 불구하고 주석 금속 포일 전극은 100 사이클 동안 692 mAh g-1의 높은 용량을 나타내었습니다. 이 전극은 분쇄가 일어났음에도 불구하고, 분쇄된 입자들이 거대한 3차원의 다공성 산호 형상으로 재조립되어 더 이상 분쇄가 일어나지 않는 구조를 형성하였습니다. 그리고 납을 이용한 음극에서도 자기치유에 대한 연구가 이루어졌습니다. 주석보다 낮은 확산계수로 인하여 납은 3차원 다공성 산호 형상으로 재조립되지 않았으나, 충∙방전 과정에서 분쇄된 납 입자들은 인대 형상의 입자들로 조립되어 바인더-도전재의 기지에 견고하게 박혀 있었습니다. 이 또한 제한된 자기치유의 결과이며, 1000사이클 동안 423 mAh g-1의 높은 가역용량을 나타낼 수 있었습니다. 자기치유 현상은 이처럼 더 이상 부피 팽창에 의한 분쇄를 일으키지 않는 구조를 유도함으로써 합금화 물질에서 우수한 사이클 수명과 높은 용량을 나타낼 수 있는 유용한 현상입니다. 이러한 자기치유 현상을 이용한 전극 및 전지 제조 기술은 차세대 소듐 이온 전지용 음극 개발에 효과적으로 사용될 수 있을 것입니다.

Improving the Charge Transport of Perovskite Nanocrystal Light-emitting-diodes through Benzylammonium Ligand Exchange

공민식 경상국립대학교 대학원 2023 국내석사

페로브스카이트(Perovskite)는 물질 자체의 전기적, 물리적 특성이 좋아 차세대 디스플레이 소재로써 각광받고 있다. 할로겐 원소의 조성을 조절하여 쉽게 밴드갭을 바꿀 수 있다는 특징을 가지고 있어 다양한 발광을 나타내야 하는 LED에 주로 사용되어지고 있다. 그 중 페로브스카이트 나노 결정의 경우 리간드로 인한 화학적 안정성, 미리 합성하기 때문에 용액 공정이 가능하고, 단분산 분포의 나노 결정을 사용하기 때문에 균일한 광학적 특성을 가지고 있어 LED 소자 연구에 많이 사용되어지고 있다. 하지만 나노 결정의 안정성을 유지하는 리간드는 소자로 제작하였을 때 절연 특성을 나타내어 소자의 전기적 특성을 저해하기 때문에 효율과 안정성의 중간점을 찾는 것이 중요하다. 본 연구는 절연 특성을 나타내는 리간드 대신 벤젠기를 가지는 리간드를 사용하여 나노 결정의 안정성은 유지하되 전기적 특성을 향상시키려 하였다. 또한 만들어진 나노 결정에 단순히 리간드를 첨가하여 교환하는 후처리 방식을 도입하여 보다 쉽고 빠르게 리간드를 교환할 수 있게 하였다. 리간드를 교환한 나노 결정을 사용한 LED 소자는 일반적인 나노 결정을 사용한 LED 소자보다 약 2배 증가한 외부양자효율을 보여주었고 465nm의 파란색 빛을 내는 LED 소자에서는 약 9배 증가한 외부양자효율을 보여주었다. 이것을 통하여 리간드의 교환으로 전기적 특성을 크게 향상시킬 수 있다는 것을 알게 되었고 페로브스카이트의 음이온 교환 또한 동시에 이루어져 파란색 페로브스카이트 LED를 제작할 수 있는 새로운 방법을 제시할 수 있었다.

유기용매 나노여과막을 위한 폴리벤즈이미다졸 분리막상의 레이저 유도 그래핀 제조 및 특성평가

김성헌 경상국립대학교 대학원 2024 국내석사

본 연구에서는, 알코올성 용매를 재활용할 수 있는 목적의 유기용매 나노여과막 (OSN)을 열적 특성과 기계적 특성이 우수한 폴리벤즈이미다졸 고분자를 이용하여 제조하였다. 막 제조 방법은 비용매 유도 상분리법 (NIPS)을 이용하여 제조하였으며, dimethylacetamide (DMAc) 용매와 혼합하여 20 wt% 농도의 도프 용액을 사용하였다. 제조한 폴리벤즈이미다졸 막에 주로 사용되는 방법인 가교제를 이용해 화학적 가교 방식이 아닌 레이저 유도 그래핀 (LIG) 공정을 이용해 표면 그래핀화를 진행하였다. 레이저 유도 그래핀 공정을 이용해 표면 탄화를 시킨 폴리벤즈이미다졸 막의 구조와 투과 및 제거율 특성을 확인하고 유기용매 나노여과막으로서 적합한 막을 제조하기 위해 레이저 유도 그래핀 공정의 매개변수인 레이저의 파워와 스피드를 변화시키면서 제조하였다. 실험 결과 전체 그래핀화 (full graphitization)가 일어난 부분의 막들은 기존 폴리벤즈이미다졸 막의 기공들과 선택 층이 파괴되고 손상되는 모습을 확인하였다. 이로 인해 분자량 696.66 g/mol을 가지는 콩고 레드에 대한 제거가 전혀 되지 않았다. 반면에 부분 그래핀화 (partial graphitization)가 일어난 부분은 기존 폴리벤즈이미다졸 막의 기공들이 유지되는 것을 확인하였다. 부분 그래핀화 (partial graphitization)이 일어난 부분 중에서도 특정한 레이저 파워와 스피드 조건들에서 콩고 레드에 대한 제거율이 90% 이상의 값을 나타내었고, 순수 에탄올에 대한 투과도 또한 기존 폴리벤즈이미다졸 막(6.43 LMH/bar)보다 증가하는 것(12.14 LMH/bar)을 확인하였다.

L-PBF 공정으로 제조된 Fe-Cr-Ni-Mn 합금의 Mn, Ni 당량 변화에 따른 미세구조와 기계적 특성

박준영 경상국립대학교 대학원 2024 국내석사

Additive manufacturing (AM) with 3XX austenitic stainless steel has been widely investigated during a decade due to its high strength, good corrosion resistance and fair weldability. However, in recently, Ni price drastically increase due to the high demand of secondary battery for electric mobilities. Thus, it is essential to substitute the Ni contents with Mn is required for reducing stainless steel price. Meanwhile, the chemical composition changes in stainless steels not only affect to its properties (e.g. mechanical and microstructural properties) but also change the optimal processing parameters. Therefore, it is necessary to optimize the processing parameters of each alloy for obtaining high-quality product using AM. After processing optimization, in this study, mechanical and microstructural properties of AM Fe-Cr-Ni-Mn steels were evaluated in both room (298 K) and cryogenic (77 K) temperatures. Since the temperature reduction affects to the deformation mechanism transition, multi-scale microstructural characterization was conducted to reveal the deformation mechanism of each sample.

보론이 첨가된 초고강도 마르텐사이트 강의 미세조직과 응력부식균열 저항성의 상관관계에 관한 연구

박상은 경상국립대학교 대학원 2022 국내석사

This study aims to reveal the atomic-scale effects of tempering on the complex substructures and stress corrosion cracking (SCC) resistance of high-strength martensitic steels. The SCC resistance, corrosion potential (> −0.6 VSCE), and strength (> 1.9 GPa) of boron-doped Fe-0.3C-0.3Si-1.0Mn-1.0Ni-0.5Cr (wt%) martensitic steel increase concurrently without low-temperature tempering. Notably, the tempering-induced degradation of SCC resistance contrasts with the known effect of tempering. To explore this unprecedented result, subboundaries inside the martensitic microstructure are investigated by atomic-nano-micro-scale bridging analyses. The strongly segregated carbon at the lath boundaries during tempering is a precursor to the harmful cementite, which acts through severe SCC initiation sites. Eventually, tempering causes intensive crack growth along the lath boundaries, deteriorating the material’s SCC resistance.

직접 에너지 증착법으로 제조된 18Ni300 마레이징 강의 미세구조와 기계적 특성

정종현 경상국립대학교 대학원 2023 국내석사

Maraging steels are a kind of ultra-high strength steel, with high strength and toughness, good formability and weldability. They are widely used throughout the industry needed high strength, such as aerospace, defense, tooling, die and molding, oil and gas, automotive. Good weldability and strengthening mechanism of the 18Ni300 maraging steel are suitable for additive manufacturing process. Recently, many studies have been reported mainly on 18Ni300 maraging steel manufactured by selective laser melting, but few studies have been done on 18Ni300 maraging steel manufactured by direct energy deposition. In this work, the microstructure and mechanical properties of the 18Ni300 maraging steel manufactured by direct energy deposition were studied and the influence of energy density and aging treatment was investigated. The increase of energy density leads to increase the size of cell structure. In addition, aging treatment induce the information of intermetallic precipitations, the increase of cell structure size and austenite fraction. Through the synergetic effect of large cell structure size, high fraction of austenite, and precipitate strengthening affected, the present aged 87 sample represent superior strength-ductility combination than other previous results.

전기영동증착법을 통한 나노 입자 박막 성장의 제어

박윤수 중앙대학교 대학원 2019 국내석사

본 논문에서는 전기영동증착법을 통해 나노 입자 박막을 형성할 때, 여러 인자들을 조절함으로써 박막의 성장 메커니즘을 제어하였다. 인가 전압과 용액의 농도, 그리고 증착 시간을 제어하며 형성되는 나노 입자 박막의 성장 형태를 분석하였다. 나노 입자 박막은 도메인 형성 단계를 거친 후, 박막 성장 단계를 지나며 형성된다. 인가 전압의 제어를 통해 도메인의 형태를 결정하고 초기 용액의 농도를 제어하여 박막의 성장 모드를 결정할 수 있다. 상대적으로 높은 인가 전압과 충분한 나노 입자의 양을 제공하여 ‘Layer-by-Layer 성장’모드를 구현하였고 제한된 나노 입자의 양으로 ‘Island 성장’모드를 구현하였다. 즉, EPD 인자의 제어를 통해 두가지 박막 성장 모드를 선택적으로 발생시켰다. 나노 입자의 표면 처리 과정을 도입하여 계면활성제의 커버리지를 조절하여 더욱 정교하게 박막 성장 모드를 제어할 수 있다. 계면활성제의 부착 과정을 통해 나노 입자 표면에 계면활성제의 높은 커버리지를 제공하여 ‘Layer-by-Layer 성장’모드를 발생시키거나, 세척 과정을 통해 낮은 커버리지를 갖도록 하여 ‘Island 성장’모드를 구현할 수 있다. 또한, 높은 계면활성제의 커버리지를 갖는 나노 입자를 EPD 공정에 도입한 경우, 나노 입자 도메인 또는 박막의 성장 속도가 향상되었다. 따라서, 나노 입자를 인공적인 원자로써 사용하였을 때 박막의 성장 메커니즘에 대해 진보된 연구를 수행하는데 적용될 수 있을 것으로 기대된다. 이러한 연구 결과를 바탕으로, 수소발생반응 촉매를 박막으로 제조하는데 EPD 공정을 도입하였고, EPD 인자의 제어와 표면 처리 과정을 도입하여 촉매의 성능을 향상시키는 연구를 진행하였다. Drop casting으로 준비한 샘플과 EPD 공정을 통해 준비한 샘플의 촉매 성능을 비교를 하였다. EPD 공정의 최적화를 통해 구현된 EPD 샘플의 촉매 성능이 월등히 높음을 알 수 있었다. This research was conducted to control the growth mechanism of nanoparticles (NPs) by adjustment of EPD factor. The growth mechanism of the NP film was analyzed by controlling the applied voltage, the NP concentration and the deposition time. The NP film was formed through the domain formation step and the film growth step. The shape of the domain was determined by controlling the applied voltage and the growth mode of the film was determined by controlling the NP concentration. By applying a relatively high applied voltage and a sufficient NP concentration, a 'Layer-by-Layer growth' mode was implemented and an 'Island growth' mode was implemented with a limited amount of NPs. That is, two kinds of NP film growth modes were selectively implemented by controlling the EPD condition. Also, by controlling the coverage of the surfactant through the surface treatment of NPs, the film growth mode was controlled. By providing a high coverage through the attachment process of the surfactant, a 'layer-by-layer growth' mode can be achieved or a 'island growth' mode can be realized with low coverage through the washing process. In addition, when NPs with high surfactant coverage were introduced into the EPD process, the growth rate of domains and films was improved. Therefore, when nanoparticles are used as artificial atoms, they are expected to be applied to carry out advanced research on the growth mechanism of thin films. Based on the results of this study, EPD process was introduced to prepare hydrogen evolution reaction (HER) catalyst as a thin film, and studies were conducted to improve the performance of HER activity by controlling EPD factors and surface treatment process of NPs. When the HER activity of the sample prepared by the drop casting and the sample prepared by the EPD process were compared, the catalytic performance of the EPD sample was remarkably high. The high HER activity was achieved through optimization of the EPD process.  

방청제 유무에 따른 구리 산화 거동 및 접합성

정규진 경상국립대학교 대학원 2023 국내석사

Copper alloys could be easily oxidized in ambient atmosphere, and various oxides were formed. Among them, Cu2O oxide has excellent bactericidal properties similar to that of pure Cu. However, oxide layer was easily peeled-off by external force. In this study, to enhance the bondability between Cu-oxide and pure Cu, Cu2O oxide was intentionally formed on the pure copper with controlling temperature and oxygen pressure of oxidation. Additionally, the BTA (Benzotriazole) coated on pure Cu, used for corrosion inhibitor in copper and copper alloys, was also investigated to observe its effect to oxidation behavior and bonding stability with copper. In order to evaluate bondability, a tape test (ASTM D3359) and 180˚ bending test were adopted. As a result, the oxide layer formed in vacuum could not be cracked or peeled-off after bonding test, but the oxide layer formed under atmospheric pressure was easily cracked during tape test. And the copper oxide formed at low oxygen pressure on BTA coated Cu also showed excellent bondability between copper and copper oxide layer.