충격 시험 보고서Ⅰ. 서론Ⅱ. 이론적 배경Ⅲ. 실험방법Ⅳ. 실험결과분석Ⅳ. 결론Ⅰ. 서론충격시험은 충격하중에 대한 재료의 저항력을 시험하는 것으로서 인성 및 취성을 파악할 수 있으며, 시험온도를 -200℃ ~ 200℃범위에서 여러 온도별로 시험함으로서 재료의 연성화와 취성화를 구분하는 천이온도를 결정할 수 있다.충격시험은 시험방식에 따라 단일충격시험과 반복하중시험이 있다. 단일충격시험은 단 1회의 타격으로 시험편을 파단시켜 재료의 충격흡수에너지와 단위면적당 충격값을 산출한다.그러나 반복하중시험은 피로시험과 유사하게 하중이 적은 일정한 타격력을 반복적으로 시험편에 가하여 파괴시키는 시험으로서 파괴 시까지의 타격획수로서 재료의 충격 특성을 파악한다.Ⅱ. 이론적 배경ⅰ) 실험기에 대한 원리충격시험기는 인장식, 압축식 및 굽힘식 시험기로 분류할 수 있다. 인장식 충격시험은 충격력에 의하여 인장형 시험편을 파단시켜 충격 흡수에너지, 충격값, 및 연신율, 단면 수축률 등을 산출하며, 압축식 충격시험은 단조 또는 충격압축에 대한 재료의 변형저항을 비교한다. 한편 굽힘식 충격시험은 가장 많이 적용하는 방식으로서 충격 흡수에너지, 충격값을 산출하며 시험기의 종류는 다음과 같고 그중에서 샤르피 충격 시험기가 주로 사용된다.다음 그림과 같이 Charpy 시험기는 30?의 칼날을 가진 회전형 해머로 시편 지지대에 수평으로 놓인 시험편의 노치부 뒷면을 1회 타격하여 파단시키며, Ized 시험기는 회전하는 장방향 해머로 시험기 바닥을 수직으로 꽂인 시험편의 노치부 상부면을 1회 타격하여 파단한다. 표준 충격 시험기의 타격 속도는 5~5.28m/sec 정도이다.ⅱ) 시험방법에 대한 원리샤르프 시험기를 통해 얻어낸 측정 값을 분석하면 재료의 파괴저항성을 수치 값으로 표현 할 수 있고 그 변환 과정은 다음과 같은 원리를 적용 할 수 있다.1) 충격흡수에너지(E)충격흡수에너지는 재료의 충격시험 시 해머의 타격력 중에서 시험편이 파괴되는데 소요되는 에너지를 산출한 값으로서 다음과 같은 식을 적용한다.해머의 시험전 위치에너지(Wh1)와 시험후 위치에너지(Wh2)는 다음과 같다.Wh1 = WR + WRcos(180-a) = WR[1-cos(a)](kgf*m)Wh2 = W[R - Rcos(a)] = WR[1-cos(b)](kgf*m)2) 충격값(U)충격값은 충격에너지를 시험 전 시험편의 노치부를 제외한 단면적으로 나눈 값으로서 ㎠당 흡수한 에너지를 산출한 값이다.* 충격값 식충격흡수에너지(kg*m)이며, A는 시험 전 시험편의 노치부를 제외한 단면적(cm^2)이다.3) 천이온도구간 및 천이온도같은 재료로 가공된 같은 규격의 충격 시험편을 사용하여 저온에서 부터 고온으로 일정한 간격의 온도별로 충격시험을 했을 때 충격값의 변화가 발생하는 온도구간을 천이온도구간이라 하며 그 중간 지점의 온도를 천이온도 라고 한다.천이온도는 재료가 온도변화에 따라서 연성화 또는 취성화 되는 분기점의 온도로서 천이온도보다 저온으로 갈수록 취성화가 증가되고 천이온도보다 고온으로 갈수록 연성화가 증가한다. 다음 그래프는 어떤 금속재료를 온도별로 충격시험하여 얻은 천이온도구간 및 천이온도를 나타낸 것이다.- 온도별 충격시험에서 나타난 천이온도구간 및 천이온도Ⅲ. 실험방법ⅰ) 시험기 작동 방법① 원재료에서 시료를 채취하여 KS 3호 또는 4호 시험편으로 정밀하게 가공한다.② 충격시험기의 시험편 받침대 간격 및 지침을 점검한다.③ 시험편의 노치부를 해머의 타격방향과 반대 방향으로 하여 받침대에 밀착시켜 해머의 knife와 노치가 일직선이 되도록 시험편의 중심을 조정한다.④ 해머를 안전고리에 걸고 상승 핸들을 우측으로 돌려 시험각도(a)까지 올린다.⑤ 안전을 위하여 시험기 주변을 살핀 후 해머의 안전고리를 당겨 해머를 낙하시킨다.⑥ 해머가 시험편을 파괴시키고 올라갔다가 내려올 때 브레이크 페달을 밟아 해머의 스윙을 멈추게 한다.⑦ 시험편을 파괴시키고 올라간 각도(b)를 각도기의 지침으로부터 읽은 후 파단된 시험편을 수거한다.⑧ 시험자료를 충격흡수에너지(E) 및 충격값(U) 산출식에 대입해서 계산하고 파면을 관찰하여 재료의 연성과 취성을 판별한다.ⅱ) 시편 준비 방법충격 시험편은 5종의 규격이 있으며 그 중에서 샤르피형인 3호와 4호 시험편이 주로 사용된다.시편은 노치의 형상에 따라 V자형과 U자형으로 나뉘게 되는데 U자형 취성이 너무 강해 측정하기 어려운 재료에 주로 사용되며 일반적인 경우는 대부분 V자형 노치 시편을 사용하게 된다. 시편의 규격은 KS 규격을 따른다.Ⅳ. 실험결과분석실험 전실험 후ⅰ) 실험값- 충격흡수에너지 : 0.8 kgf-mⅱ) 충격값U= {E} over {A} = {WR(cos beta -cos alpha )} over {A} = {0.8} over {0.8} =1 (kgf-m/㎠)Ⅳ. 결론정확한 실험값을 얻기 위해 실험값에 영향을 미쳤을 요인과 그로인한 오차 가능성을 고려해볼 때
Part 1리튬 이온 배터리작동원리음극, 양극, 전해질 사이의 전기화학 반응(산화/환원)을 통해 발생한 에너지를 이용한다.방전- 음극에 포함된 리튬이 산화되면, 음극의 리튬 양이온이 전해액을 통해 양극으로 이동- 음극에 산화 현상으로 발생한 전자가 외부 회로를 통해 양극으로 이동하여 양극의 전극물질(리튬 양이온)을 환원시킴- E(기전력)>0, △G<0 자발 반응충전- 양극에 포함된 리튬이 산화되면, 양극의 리튬 양이온이 전해액을 통해 음극으로 이동- 양극에 산화 현상으로 발생한 전자가 외부 회로를 통해 음극으로 이동하여 음극의 전극물질(리튬 양이온)을 환원시킴
전기전자공학개론차량용 릴레이 모터 회로 분석Ⅰ. 서론Ⅱ. 차량용 릴레이Ⅲ. 구동원리Ⅳ. 회로 분석Ⅴ. 결론Ⅰ. 서론1) 릴레이 정의전류가 흐르면 주변에 자기장이 유도된다. 이를 통해 코일을 원통에 감게 되면 자기장이 중첩되면서 코일의 중앙에 한 방향으로 작용하는 자기장이 유도된다. 코일 안에 철심을 넣으면 자기장이 강해지면서 자석과 같은 힘이 발생하게 된다.그림 1 코일에 흐르는 전류에 의해 유도되는 자기장 그림 2 릴레이이와 같은 원리를 이용하여 만든 스위치를 릴레이라고 합한다. 그러나 우리가 일반적으로 알고 있는 불을 켜고 끌 때 누르는 스위치와는 동작원리가 다르다. 우리가 일반적으로 접하는 스위치는 '수동'으로 ON, OFF 해야 하지만 릴레이는 별도로 분리되어 흐르는 전기를 스위칭할 수 있는 신호 또는 펄스를 만들어 자동으로 ON, OFF가 가능하다. 이러한 릴레이는 작동하기위해 필요한 전압은 낮지만 입력될 수 있는 전압은 높다. 그렇기 때문에 릴레이는 흔히 낮은 전압/전류를 이용하여 더 높은 전압/전류를 제어 하는 데에 많이 사용된다. 그러나 릴레이는 기계적으로 접점을 닫거나 열기 때문에 고속 동작이 어려우며, 소음도 발생시키는 단점이 있어 최근에는 반도체를 활용한 릴레이가 많이 사용되고 있다.2) 릴레이 원리릴레이는 내부에 전자석(코일)을 포함하고 있는데 이 전자석은 전류가 흐르면 자석이 되는 성질을 갖고 있다. 때문에 전원을 공급하면 릴레이 내부에 전자석이 자석의 역할을 하여 옆에 있던 철편을 끌어당기면서 스위치가 ON이 된다. 릴레이는 여러 종류가 있지만, 모두 이러한 원리로 작동한다.다음 그림3과 같이 1번으로 전류가 흐르면 코일을 통해 자기장이 발생하여 자성을 띈 스위치를 끌어당기게 됨에 따라 스위치가 닫힌 상태로 되며, 닫힌 스위치로 인해 2번으로 전류가 흐를 수 있게 된다. 이와 반대로 1번으로 전류가 흐르지 않을 때에는 코일의 자기장이 사라져 스위치가 열린 상태로 되며, 열린 스위치로 인해 2번으로 전류가 흐르지 않게 된다.그림 3 릴레이의 ON(좌), OFF(우)2) 릴레이 종류가. 릴레이 내부 구성에 인한 분류그림 4 릴레이 내부 구성에 인한 분류 모식도나. 접점 형태에 따른 분류그림 5 릴레이 접점 형태에 따른 분류 모식도그림 6 전원 OFF 시 릴레이(SPDT)의 내부 변화 그림 7 전원 ON 시 릴레이(SPDT)의 내부 변화다. 구조에 따른 분류(1) 전자기 릴레이일반적인 전기 기계식 릴레이로 낮은 전압/전류를 이용하여 더 높은 전압/전류를 제어할 수 있으나 반응속도가 느리며, 노이즈가 발생하는 단점이 있다.(2) 반도체 릴레이 ( SSR : 솔리드 스테이트 릴레이 : 무접점 릴레이)반도체 소자를 이용하여 소형, 경량화 시켜 전자기 릴레이의 단점을 보완한 릴레이로 전기 기계식 릴레이보다 반응속도가 빠르며 전기적 노이즈가 적다. 그러나 닫혔을 때 임피던스가 높고, 열렸을 때 역으로 새는 전류가 존재하며 가격이 비싸다는 단점이 있다.그림 8 전자기 릴레이그림 9 반도체 릴레이3) 릴레이 응용릴레이는 핀 수, 접점 수, 구동전압, 입력전압, 형태, 크기 등에 따라 자동차, 기판 등 여러 문야에 사용될 수 있다.Ⅱ. 차량용 릴레이자동차에 사용되는 릴레이는 주로 5핀 릴레이로 사이드미러, 썬루프 개폐 및 방향지시등의 온오프 등의 작동을 위해 작은 전기로 큰 전기를 제어하는 스위치 역할을 한다.그림 10 5핀 릴레이 모식도그림.10은 일반적인 5핀 릴레이의 모식도이다. 상하좌우의 4개의 핀(30, 85, 86, 87)과 가운데 87a핀이 존재하는데 가운데 87a핀은 NC(Normal Close)로 평소에 닫혀있는 접점이다. 때문에 85, 86(COIL)핀에 신호 전원이 입력되기 전에는 30(COM)핀에 입력된 전원이 항상 87a(NC)로 흐르게 된다. 즉, 5핀 릴레이는 하나의 공통접점의 전원을 A라는 길과 B라는 길로 나누어 쓸 수 있도록 해준다.Ⅲ. 구동원리그림 11 릴레이 구동원리(a)그림.11과 같이 최초 핀30에 구동전원이 인가되었을 때는 핀87a로 닫혀있는 스위치를 따라 A신호를 띠게 되지만, 핀85, 핀86에 신호전원이 인가되게 되면 스위치가 핀87로 닫히게 되면서 B신호로 바뀌게 된다.그림 12 릴레이 구동원리(b)또 다른 방법으로는 그림.12와 같이 최초 핀87a에 -전원이 인가되었을 때는 핀87a로 닫혀있는 스위치를 따라 핀30이 -전원을 띠게 되지만, 핀85, 핀86에 신호전원이 인가되게 되면 스위치가 +전원이 인가되는 핀87로 닫히게 되면서 핀30이 +전원으로 바뀌게 된다.Ⅳ. 회로 분석1) 아웃사이더 미러 폴딩 회로그림.13은 기아자동차 K3(YD) (2015)의 아웃사이더 미러 폴딩 회로이다. 스마트 정션박스의 ICM 릴레이 박스 내에 아웃사이드 미러 폴딩과 언폴딩을 담당하는 두 릴레이가 설치되어있음을 확인할 수 있다.그림 13 기아자동차 K3(YD) (2015) 아웃사이드 미러 폴딩 전체 회로도그림 14 기아자동차 K3(YD) (2015) 아웃사이드 미러 폴딩 확대 회로도그림.14는 ICM 릴레이 박스를 확대한 회로도이다. 상시전원과 연결된 아웃사이드 미러 폴딩/언폴딩 릴레이가 운전석/ 동승석 파워 아웃사이드 미러에 각각 연결되어있다.최초 상시전원은 아웃사이드 미러 폴딩 릴레이에 열려있는 스위치에 의해 아웃사이드 미러까지 흐르지 않아 아웃사이드 미러가 작동을 하지 않는다. 그러나 아웃사이더 폴딩 릴레이에 신호를 인가하면 릴레이 내부 코일의 자기장에 의해 아웃사이드 미러를 향하는 스위치가 닫히게 되면서 아웃사이드 미러가 폴딩 작동을 하게 된다. 아웃사이더 미러의 언폴딩도 이와 동일하게 아웃사이더 언폴딩 릴레이에 신호를 인가하면 릴레이 내부 코일의 자기장에 의해 아웃사이드 미러를 향하는 스위치가 닫히게 되면서 아웃사이드 미러가 언폴딩 작동을 하게 된다.2) 경음기 회로그림.15은 기아자동차 K3(YD) (2015)의 경음기 회로이다. 엔진 룸 정션 블록에 경음기 릴레이가 설치되어있으며 경음기 스위치와 연결되어 있음을 확인할 수 있다.그림 15 기아자동차 K3(YD) (2015) 경음기 회로그림 16 기아자동차 K3(YD) (2015) 경음기 확대 회로도그림.16는 경음기 확대 회로도이다. 상시전원이 릴레이의 코일부에는 경음기 스위치와, 릴레이의 스위치부에는 경음기가 연결되어있다. 최초 상시전원은 그림.14 좌측 하단부의 경음기 스위치와 릴레이의 스위치 둘 다 열려있게 됨에 따라 흐르지 않다가 경음기 스위치를 닫게 되면 상시전원이 접지와 연결되면서 릴레이의 코일을 통해 전류가 흐르게 된다. 릴레이의 코일에 전류가 흐르게 되면서 유도된 자기장은 릴레이 스위치를 끌어당겨, 상시전원이 경음기를 향해 도달할 수 있도록 한다. 이를 통해 상시전원이 경음기에 도달하게 됨으로써 경음기가 작동을 하게 된다.3) 방향등& 비상등 회로다음 그림.17은 기아자동차 레이(TAM) (2012)의 방향등&비상등 회로도이다. 실내 정션 박스 내 비상등 릴레이가 설치되어 있음을 알 수 있다. 이 때 비상등 릴레이는 우측 방향등에 연결된 릴레이와 좌측 방향등에 연결된 릴레이로 총 두 개의 릴레이로 구성되어 있다.그림 17 기아자동차 레이(TAM) (2012) 방향등&비상등 회로도최초 상시전원은 방향등을 향해 닫혀있는 스위치에 의해 우측 또는 좌측의 방향등에만 연결이 되어있으나 릴레이 컨트롤에 의해 비상등의 두 릴레이가 닫히게 되면 우측과 좌측의 방향등이 동시에 작동하면서 비상등으로 작동된다.Ⅴ. 결론지금까지 릴레이에 대해 알아보았고 이를 통해 차량용 릴레이 모터의 회로분석을 진행하였다. 릴레이는 낮은 전압 또는 전류를 이용하여 더 높은 전압 또는 전류를 제어할 수 있다는 장점으로 여러 분야에서 활용되었으며 특히, 여러 가지 기능의 집약체인 자동차 또한 그 것의 대표적인 예다. 앞서 살펴본 바와 같이 자동차에는 아웃사이드 미러 폴딩, 경음기, 방향등 및 비상등이나 이 외에도 선루프 모듈, 전동 잠금장치 등 여러 가지 고전력 기능들이 ON, OFF를 반복한다. 각각 별개의 기능들이 독립된 신호로 작동을 한다면 그만큼 전력손실 또한 증가하게 될 것이다. 자동차는 12V 라는 직류전압을 사용하며, 이 전원은 자동차 엔진이 회전할 때 알터네이터 라는 전기 발생장치에 의하여 발전된 전기가 배터리에 축적되어 사용되는 것이다. 배터리의 전원을 사용하기 위해서는 배선을 연결하여 전원을 공급하게 되는데, 여기서 가장 중요한 것은 배선의 선택에 있다. 사용할 제품에 따라 배선의 굵기가 결정되는 것인데, 전력소비가 큰 제품일수록 전원 공급용 배선을 두꺼운 것을 사용해 줘야 할 것이다. 그러나 두꺼운 배선을 남용하게 되면, 배선의 무게도 늘어나고, 원가도 상승하며 또한 고전력을 사용하는 제품을 제어하는 스위치에도 심한 무리가 가게 된다. 전기 장치는 자신의 용량을 초과하거나, 한계에 다다르면 열이 발생하는데, 이것이 심할수록 열이 심하게 발생하며 최악의 경우 화제로 이어지기 때문에, 고전력을 소비하는 제품의 연결배선은 차량의 실내로 유입되거나, 그 연결선의 길이가 필요이상으로 긴 것은 위험하다. 따라서 전력소비가 심한 제품들이 밀집해 있는 자동차 실외의 엔진룸 부분에서 해결을 하게 되는데, 배터리의 릴레이 박스를 통해 제품과 가장 가깝고 간편하게 연결됨으로 위에서 언급된 문제점을 해결 한다. 이러한 것들은 실내에서 운전자의 조작에 의해 제어되어야 하기 때문에 실내에서 릴레이 박스로 배선이 연결되는데, 릴레이는 작은 전기 신호로도 제어가 가능하기 때문에 배선의 굵기도 얇고, 간단해 진다. 이렇게 되면 전력소비가 심한 제품들은 배터리에서 릴레이를 거치며 바로 제품으로 연결되어, 고전류 배선이 실내로 유입될 필요가 없어 화제위험도 줄어들며, 배선의 길이도 짧아지고, 전기적으로 좋은 효율을 보이게 된다. 전기 제품을 작동시키는 대에는 크게 제어부와 작동부가 있는데, 제어와 작동을 연계하시는 가장 중요한 부품이 바로 ‘릴레이’ 이다.
전자소자 재료공학열전 소자 보고서Ⅰ. 서론Ⅱ. 열전소자Ⅲ. 열전소자의 원리Ⅳ. 재료적 측면Ⅴ. 결론Ⅰ. 서론LG DIOS 와인셀러 미니 (W087W)일반적인 냉장고는 냉매를 사용하여 열을 순환시켜줌으로써 내부의 낮은 온도를 유지시켜준다. 그러나 LG전자에서 출시한 LG DIOS 와인셀러 미니는 기존의 냉매를 사용하는 냉각방식과 다르게 열전소자를 이용하여 내부의 낮은 온도를 유지시켜준다. 때문에 와인 맛에 영향을 미치는 진동이 없고 소음을 최소화해준다. 또한 와인 종류별 적정 보관 온도에 따라 1℃ 단위의 미세 온도 조절이 가능하다는 장점이 있다. 그렇다면 이러한 장점을 가진 냉각방식을 가능하게 하는 열전소자란 무엇인가Ⅱ. 열전소자열전소자1834년에 발견되어 프랑스의 물리학자 장 펠티에(Jean Charles Athanase Peltier)에 의해 1900년대 초에 이론적으로 확립된 펠티어 효과(Peltier effect, thermoelectric effect)는 전기 냉동 시스템을 말한다. 전류를 흘려주면 전도성 물질 여러 층의 양 끝에 온도차이가 지속되는 현상을 이용한 것으로 저온 냉각을 필요로 하는 반대편의 고온부분을 강제 냉각시키면 저온부의 열이 고온 쪽으로 전달되는 것이다. 지벡(Seebeck) 효과에 의해 한쪽이 차가워지면 다른 쪽은 뜨거워지는데 뜨거워지는 면을 잘 냉각시켜야 효율이 좋아지며, 과열되면 효율이 떨어지다가 급기야 소자가 파괴되거나, 열 역전 현상이 일어나 저온부와 고온부가 뒤바뀔 수도 있다.이 효과를 이용한 물건이 바로 열전소자(Thermoelement), 또는 펠티어 소자(Peltier)이다. 펠티에 효과에 의한 흡열 또는 발열을 이용한 것으로, 특히 이것을 사용하는 냉각을 전자 냉각이라 한다. 비스무트와 테르르의 화합물(Bi2Te3) 등의 반도체로 만든 pn접합을 사용하고, 소자의 양부는 성능지수에 의해 비교한다. 큰 용적에 사용할 때는 그림과 같이 여러 개를 직렬로 하여 사용하고, 단열재로 열절연하는 동시에 발열측에서는 날개(fin)를 부착하여 방열한다.Ⅲ. 열전소자의 원리열전소자는 아래와 같은 세 특성에 의해 작동한다.열전소자 작동원리ⅰ) Seebeck effect서로 다른 두 금속선 양쪽 끝을 접합하여 폐회로를 구성하고 한 접점에 열을 가하게 되면 두 접점에 온도차로 인해 생기는 전위차에 의해 전류가 흐르게 되는 현상이다. 이는 회로에 열기전력이 발생하는 것과 관련이 있으며, 두 접합부의 △T와 기전력은 비례한다.(dQ= alpha TIMES dl,``` alpha : Seebeck coefficient)ⅱ) Peltier effect금속 내에 전류가 흐를 때 열류가 함께 흐르고 양 금속에서 열류가 서로 같지 않아 접촉면에서 열의 발생 또는 흡수가 일어나는 것처럼 보인다. 열의 발생과 흡수는 가역적이어서 한 쪽이 발열하면, 다른 쪽은 흡열한다.ⅲ) Thomson effect한 종류의 금속선이라도 선에 온도차가 있으면 전류를 흘렸을 때 선 내에서 주울(J)열 이외에 열의 발생 또는 흡수가 일어나는데 이는 상대적으로 매우 작으므로 무시 가능하다.Ⅳ. 재료적 측면열전소자의 구성열전소자는 절연층(세라믹), 전도체 층, P형과 N형 반도체 층으로 구성된다. 절연층은 열을 전달하고 전기의 흐름은 제한하는 역할을 하며 전도체 층과 반도체 층은 실질적인 냉각엔진의 역할을 한다.ⅰ) 절연층열전소자에서 상/하부에 위치한 절연층은 열을 전달하고 전기의 흐름은 제한하는 역할을 한다. 때문에 전기 절연성과 동시에 열전도성이 높아야한다. 일반적으로 실리콘 질화물과 같은 세라믹이 주로 사용된다.ⅱ) 전도체 층절연층과 반도체 사이에 존재하는 전도체 층은 소자의 신호 전달을 하는 전극이기 때문에 높은 전기 전도성이 요구된다. 구리 또는 알루미늄과 같은 금속이 주로 사용된다.ⅲ) 반도체 층반도체 층은 상/하부의 전도체 층 사이에서 P형 반도체와 N형 반도체가 수 십 또는 수 백 개의 PN접합 쌍을 형성한다. 이러한 PN 접합 쌍 사이에 온도 차이를 부여하게 되면, 지벡(seeback) 효과에 의해 전력이 발생됨으로써 열전 소자는 발전 장치로서 기능할 수 있다. 또한, PN 접합 쌍의 어느 한 쪽은 냉각되고 다른 한 쪽은 발열되는 펠티에(Peltier) 효과에 의해, 열전 소자는 온도 제어 장치로서 이용될 수도 있다. 열전재료의 에너지 변환효율은 Seebeck 계수 α, 전기전도도 σ 및 열전도도 κ에 의해 결정되는 성능지수 Z에 의존한다.ZT= {alpha ^{2} sigma T} over {kappa } 여기서 T는 고온부와 저온부의 평균 온도 즉, T=(TH+TL)/2 이다. 위의 수식에서 ZT는 Seebeck coefficient의 제곱에 비례하는 값이므로, 높은 열전효과를 위하여서는 당연히 ZT의 값이 클수록 좋은 것임을 알 수 있다. 높은 ZT를 위해서는 전기전도도가 높으면서 열전도도는 좋지 못한 물질이 이상적인 경우이다. 일반적으로 널리 사용되는 반도체 재료인 실리콘의 경우에는 앞에서도 설명하였듯이 열전도도가 150W/m·K에 달하며, 이로 인하여 상온에서의 ZT는 0.01에 불과하다. 한편, 널리 사용되는 Bi2Te3(텔루오르화 비스무스)인 경우에는 ZT가 상온에서 1에 근접한다. 가장 이상적인 열전소재로서는 높은 전기전도도와 낮은 열전도도를 가지는 물질 즉 PEGC의 특성을 가지는 물질이라 할 수 있다. 이 외에도 PbTe(텔루오르화 납), SiGe(실리콘 게르마늄) 등이 이용된다.대표적인 열전소자 재료 Bi2Te3, PbTe, SiGe의 성능지수 비교Ⅴ. 결론기존의 냉각기술은 압축기를 통해 냉매를 액체와 기체간의 상변화 시키는데 상변화에 따른 열교환에 의해 내부 온도를 시원하게 유지시킨다. 현재 대부분의 냉장고에는 이러한 압축기를 이용한 냉각기술을 사용하는데 이 때의 압축기는 부피가 크고 소음이 많은 게 단점이다. 그러나 열전소자는 기체를 압축하는 것과 같은 기계적인 작동이 없이 전류의 흐름에 따른 열 변화를 이용하기 때문에 압축기는 물론 냉매도 필요하지 않는다. 그로인해 기존의 냉각기술과 비교해서 소형화가 가능하며 전류에 의해 온도를 제어함에 따라 미세하면서 빠른 온도 조절이 가능하다. 열전소자는 이러한 장점을 갖기 때문에 와인 냉장고, 화장품 냉장고, 휴대용 냉장고 등으로 이용되는 등 냉각 신기술로써 각광받고 있다.그러나 우리 주변에서는 이러한 냉각방식을 이용한 제품을 찾아보기 힘들다. 사실 위의 와인 냉장고 역시 우리 주변에서는 쉽게 볼 수 있는 제품은 아니다. 때문에 나는 열전소자의 적용 폭이 매우 협소한 이유에 대해 생각을 해보았다.
자분탐상 및 침투탐상 보고서Ⅰ. 서론Ⅱ. 이론적 배경Ⅲ. 실험방법Ⅳ. 실험결과분석Ⅴ. 결론Ⅰ. 서론ⅰ) 자분탐상자분탐상은 전류를 통하여 자화가 될 수 있는 금속재료 즉 철,니켈, 및 코발트와 같은 자기변태를 나타내는 금속 또는 그 합금으로 제조된 구조물이나 기계부붐의 표면부에 존재하는 불연속부(결함)를 검출하기 위한 비파괴 시험법이다.ⅱ) 침투탐상침투 탐상검사는 모세관 현상의 원리를 적용한 것으로 피파괴 실험법 중에서 가장 오래 전부터 널리 활용되고 있는 방법이며 각종 금속제품 및 흡수성이 없는 비금속 제품의 표면에 존재하는 미세한 개구균열을 간단하고 경제적으로 탐상할 수 있다. 특히 항공기 검사에 많이 적용된다.Ⅱ. 이론적 배경ⅰ) 자분탐상* 시험 이론철강재료 등 강자성체를 자화하게 되면 시험체에 많은 자속이 발생하는데 자속은 자기의 흐름으로 나타난다. 시험체 표면부에 결함이존재하면 자속은 결함부를 피해가려는 성질에 의해 시험체 표면공간으로 새어 나가며, 이를 누설자장이라 한다. 누설자장은 인접자장보다 상대적으로 자력이 강하여 이 부위에 자분을 투입하면 결함형상으로 자분이 운집한다. 이를 관찰함으로써 결함을 검출하며, 강자성체의 표면부의 균열 검출에 매우 효과적이다.* 자분탐상의 주요 과정① 검사시편의 자화② 시편 표면에 자분적용③ 자분에 의한 결함지시 모양관찰 및 기록* 자분의 형성과 지시 모양에 영향을 미치는 인자① 자장의 방향과 각도② 자화방법③ 시편의 형태? 불연속의 크기, 형상, 방향⑤ 시편 표면의 특성⑥ 시편의 자화 특성⑦ 자분의 특성 및 적용방법* 자기학1) 자력선과 자장자력선은 강자성체에 자화전류를 통전하였을 때 전류의 흐름방향과 수직하여 그림과 같이 동심원을 그리며 나타나는 자속선을 말하며 이러한 자력선이 미치는 범위를 자장이라고 한다.2) 누설자장자성체의 표면을 벗어난 후 다싷 들어오는 자장으로서 검사체의 표면층에 균열, 이물질 등의 결함이 있을 때 발생한다.3) 자화전류(1)교류(AC): 자분탐사용 교류는 50~60Hz의 주파수를 가지며 검사체의 표면층에서 자속밀도가 큰 표피효과에 의해서 표층부에 결함(불연속)탐상에 적합하다. 탈자기 용이하고 자분의 이동성이 좋으나 자속의 침투 깊이가 낮으므로 표면층 아래의 겨함탐상은 어려우며 표면층 아래의 결함탐상연속법에 적용한다.(2)직류(DC): 침투력이 좋아 검사체의 내부에서 자속밀도가 크므로 표면하 결함탐상에 적합하고저압이 고정되었으며 탈자가 어렵다. 자분의 이동성이 부족하며 연속법 및 잔류법에 적용한다.(3)반파정류(Half wave AC):정류기에서 교류를 정류하여(-)방향으로 사이클을 제거한 자화전류로서 가속밀도가 높고 이동성이 좋아 강자성체 표면하의 결함탐상이 가능 3~6mm 깊이에 존재하는 결함탐상에 적합하다.(4)전파정류(Full wave AC):교류를 정류하여(-)방향의 사이클을 (+)방향으로 이동시킨 자화전류로서 자속의 침투력과 자분의 이동성이 비교적 좋으므로 습식자분탐상에 적용한다.(5)맥류:직류애 교류가 포함된 전류로서 교류가 클수록 표피효과가 좋아서 표면부의 결함탐상 능력이 증가한다.(6)충격전류:통전시간이 짧아서 자분적용이 어려우므로 연속법을 적용할 수 없다.4) 원형 및 선형 자화(1)원형 자화: 검사체 내를 흐르는 선형자화전류의 방향과 수직하여 오른쪽 방향으로 원형자력선이 진행하는 것을 원형자화라 하며 그 범위를 원형자장이라 한다. 자력선과 평행인 결함은 누설자장이 매우 약하므로 검출이 어렵다(2)선형 자화:검사체 내를 흐르는 원형 자화 전류의 방향과 수직하여 오른쪽 방향으로 선형자력선이 진행하는 것을 선형자화라하며 그 범위를 선형자장이라 한다.ⅱ) 침투탐상* 시험 이론침투탐상은 모세관 현상의 원리를 이용한 비파괴 검사방법이다. 물 또는 기름통에 직경이 매우 작은 유리관의 한쪽 끝을 수직으로 담그면 아래 그림과 같이 물이 수면보다 높게 유리관속으로 빨려 올라가는데 이러한 작용을 모세관 현상이라 하며 액체의 응집력, 점착력, 표면장력 및 점성 등에 의해서 그 정도가 좌우된다.* 침투 탐상의 특징① 금속 및 비금속의 모든 재료에서 적용 가능하며, 제품의 크기나 형상에는 문제가 없으나 결함은 표면 개구부만 검출할 수 있다.② 침투제 적용시간은 10분 이상이며, 시험온도는 16~50℃가 적절하다.③ 침투제는 오염 및 공해물질이므로 정화처리가 필요하며 염색 침투제와 형광 침투제가 섞이지 않도록 한다.④ 침투탐상은 모세관 현상의 원리를 적용한다.* 침투제의 특성1) 이상적인 침투제(1) 미세 균열에 쉽게 침투할 수 있고 얕거나 거친 균열에도 침투제가 남아 있어야 한다.(2) 증발, 건조가 jan QK르지 않고 탐상 시험 후 제거가 용이해야한다.(3) 얇은 도포막을 형성하며 udf이나 빛 또는 자외선 등을 비추어도 색채와 형광성을 나타내야 한다.(4) 검사체와 화학적 반응을 일으키지 kdsg고 무취, 무독성, 및 불연소성이며 가격이 저렴해야 한다.2) 물리적 성질(1) 점성 : 침투제의 침투속도에 큰 변수가 되며 좀송이 크고 유동성이 낮은 석유정제 제품이 침투제로서 좋다.(2) 표면장력 : 표면장력이 큰 물은 침투제로서는 좋지 않다.(3) 적심성 : 사료의 검사면을 침투제가 적시는 능력이며, 접촉각으러 측정한다. 접초각이 작아야 좋은 침투제가될수 있다.Ⅲ. 실험방법ⅰ) 자분탐상* 자분탐상에 따른 결정 사항① 자회 전류 : 교류, 직류, 반파정류, 전파정류 및 사용 전류 세기 선정② 자분 및 분산매 : 형광, 비형광, 및 건식, 습식 등의 선택③ 검사체 : 재질 및 형상 파악④ 자화방법 : 검사체의 재질 몇 형상에 따라서 7가지 자화법 중 선정⑤ 자화의 방향 : 예상되는 결함의 위치 및 방향에 따라 설정* 자분탐상 검사절차① 전처리 : 검사체의 세척 및 건조② 자화처리 : 검사체의 자화③ 자분의 적용 : 자화된 검사체 표면에 자분적용④ 자분의 관찰 및 결함의 기록 : 자분이동에 따른 결함탐상 및 결함의 위치와 크기 기록⑤ 탈자 : 검사체 탈자⑥ 후처리 : 검사체 세척 및 건조① 어닐링 온도 조건과 압연 조건이 다른 알루미늄 시편들을 준비② 준비된 시편을 비커스 경도기로 경도 측정 (실험방법-비커스 경도 측정방법에서 설명)③ 시편의 표면 관찰을 위한 폴리싱을 쉽게 하기 위해 바인딩 작업 실시④ 시편의 단면 조직을 관찰하기 위해 표면을 연마 (폴리싱) 수직방향으로 번갈아가 가며 600 부터 2000까지 폴리싱 후 연마액을 이용하여 하이폴리싱 실시⑤ 하이폴리싱 완료 후 애칭실시 화학 부식을 통한 미세조직 관찰(에칭액 : Keller reagent (HF 0.5ml, HCl 1.5ml, HNO3 2.5ml, H2O 95ml)⑥ 에칭후 시편 현미경을 이용하여 시편 표면 관찰ⅱ) 침투탐상* 침투탐상 검사 절차① 전처리 : 세척하여 표면을 적시고, 결함의 내부를 공동화 하는 과정.② 침투처리 : 모세관 현상을 이용하여 결함 내부를 침투액으로 채우는 과정③ 배액 처리 : 균열에 존재하는 침투액 이외의 과잉 침투액을 세척하여 제거한다.④ 현상 처리 : 백색 현상 분말을 분사하여 현상제를 적용, 모세관 현상을 이용하여 결함의 침투액을 추출하여 확대된 지시 모양을 얻는 과정.
차세대 리튬 배터리
차량용 릴레이 모터 회로 분석
