에너지 패러다임의 변화가 요구되는 현대에 수소는 매력적인 에너지원이다. 이러한 수소를 정제하는 기술 중에서 분리막을 이용한 기술은 저비용으로 고순도의 수소를 정제할 수 있는 기술로 주목받고 있다. 그러나 수소 분리 성능이 뛰어 난 팔라듐(Pd)은 가격이 매우 비싸 이를 대체한 소재가 필요하다. 본 연구에서는 수소 투과 성능은 좋으나 수소 취성에 약한 니오븀(Nb)과 수소 투과 성능은 떨어지나 내구성이 뛰어난 니켈(Ni)과 지르코늄(Zr)을 혼합한 합금으로 분리막을 제조하여 1~4 bar, 350~450 °C 조건에서 수소 투과 특성을 확인하였다. Pd를 코팅하지 않은 Ni48Nb32Zr20 분리막의 경우 최대 0.69 ml/cm2/min의 투과량을 보였으며, Pd가 코팅된 경우에는 최대 13.05 ml/cm2/min의 투과량을 보였다.

A triple-layered PMMA/Ni64Zr36/PDMS hydrogen gas sensor using hydrogen permeable alloy and flexible polymer layers is fabricated through spin coating and DC-magnetron sputtering. PDMS(polydimethylsiloxane) is used as a flexible substrate and PMMA(polymethylmethacrylate) thin film is deposited onto the Ni64Zr36 alloy layer to give a high hydrogenselectivity to the sensor. The measured hydrogen sensing ability and response time of the fabricated sensor at high hydrogen concentration of 99.9 % show a 20 % change in electrical resistance, which is superior to conventional Pd-based hydrogen sensors, which are difficult to use in high hydrogen concentration environments. At a hydrogen concentration of 5 %, the resistance of electricity is about 1.4 %, which is an electrical resistance similar to that of the Pd77Ag23 sensor. Despite using low cost Ni64Zr36 alloy as the main sensing element, performance similar to that of existing Pd sensors is obtained in a highly concentrated hydrogen atmosphere. By improving the sensitivity of the hydrogen detection through optimization including of the thickness of each layer and the composition of Ni-Zr alloy thin film, the proposed Ni-Zr-based hydrogen sensor can replace Pd-based hydrogen sensors.

Electro-Discharge Sintering (EDS) employs a high-voltage/high-current-density pulse of electrical energy, discharged from a capacitor bank, to instantaneously consolidate powders. In the present study, a single pulse of 0.57-1.1 kJ/0.45 g-atomized spherical powders in size range of 10~30 and consisting of -(Ti, Zr) and icosahedral phases were applied to examine the structural evolution of icosahedral phase during EDS. Structural investigation reveals that high electrical input energy facilitates complete decomposition of icosahedral phase into C14 laves and -(Ti, Zr) phases. Moreover, critical input energy inducing decomposition of the icosahedral phase during EDS depends on the size of the powder. Porous Ti and W compacts have been fabricated by EDS using rectangular and spherical powders upon various input energy at a constant capacitance of in order to verify influence of powder shape on microstructure of porous compacts. Besides, generated heat () during EDS, which is measured by an oscilloscope, is closely correlated with powder size.

Ti-Zr-Ni coatings deposited by low vacuum plasma spray technique consisted of nanometer-sized 1/1 cubic approximant and TiZrNi Laves phases as well as a low volume fraction of phase. The shift of composition during deposition of the quasicrystalline powders and the presence of phases are believed to be responsible for the reduced corrosion performances evaluated by means of electrochemical tests in a Hanks' Balance Salt Solution at .

급냉응고방식으로 제조한 비정질 Z r62-xN i10C u20A l8 Tix (x=3, 6, 9at%) 합금을 사용하여 열적, 기계적 성질을 조사하였다. 시효온도에 따른 결정화 거동은 Ti 3at%에서는 비정질→비정질+Z r2A l3+Zr+(Ni,Ti)→Z r2Cu+Al+(Ni,Ti)의 결정화 거동을 나타내었으며, Ti 6at%에서는 비정질→비정질+Al→A l2Ti+NiZr+CuTi, Ti 9at%에서는 비정질→비정질+Zr+Al→Zr+A l2Zr+Al Ti3+CuTi의 결정화 거동을 보였다. 시효온도가 증가할수록 비정질 모상에 석출상의 체적율( Vf )이 증가하고 그에 따라 비커스 경도 ( Hv )간이 증가하였다. 파괴인장강도(σf )는 Vf 의 증가에 따라 증가하다가 Z r59A l10N i20C u8 Ti3은 Vf =38%에서 1219MPa의 최대값을 보이고, Z r56A l10N i20C u8 Ti6은 Vf =2%에서 1203MPa의 최대값을 보이고, Z r53A l10N i20C u8 Ti9 Vf =5%에서 1350MPa의 최대값을 나타낸 후 그 이상의 Vf 에서는 급격히 감소하였다. σf 가 급격히 감소하는 Vf 와 연성 파면에서 취성파면으로 천이되는 Vf 가 일치하였다.f/가 일치하였다.

LI2형 결정구조를 갖는 Ni-20at.%AI-10at%Fe 금속간화합물에 boron, zirconium 과 hafnium을 최고 0.5at.% 까지 첨가하여 항복강도, 연성, 파괴 등 기계적 성질의 변화를 인장시험과 X선분석 및 XPS분석 등을 통하여 관찰하였다. Ni-20at.% AI-10at.% Fe금속간화합물에 boron을 첨가하였을 때는 연신율의 현저한 증가가 나타났으나 zirconium이나 hafnium첨가의 경우에는 별다른 효과가 나타나지 않았다. Ni-20at.%AI-10at%Fe 금속간화합물의 경우, boron의 양이 증가할수록 인장연신율이 증가하였으며 0.1at.%의 boron을 첨가한 경우 최고 48.5%의 상온인장연신율을 나타내었다. 첨가물을 넣지 않은 경우와 zirconium과 hafnium을 첨가한 경우, 파괴모드는 입계파괴의 형태를 나타내었으나 boron을 첨가한 경우에는 파괴모드가 입계파괴에서 입내파괴로 변화되었다. XPS분석을 통하여 boron이 입계에 편석된 것을 관찰할 수 있었으며 이는 이미 제시된 여러가지 해석들과 일치하는 결과이다. 이로부터 boron의 첨가에 따른 인장연신율의 증가는 boron의 입계편석거동과 관련이 있음을 알 수 있다.

니켈-수소화물전지의 음극재료로서 주목을 받고 있는 다원계 Zr기 Laves 합금의 조성에 따른 결정구조, 방전특성등을 조사하였다. 전극은 아크 용해한 합금을 분쇄한 분말과 PVA를 다공성니켈 foam에 충진하여 제작하였고 충방전시험은 6M KOH 용액중에서 수행하였다. 대상 합금은 ZrNi2를 기본조성으로 하여 이중 Ni의 일부를 V, Mn, Cr, Mo 또는 W로 치환한 삼원계 및 사원계 합금이었다. 이들 합금의 충방전 실험결과 ZrV0.5Mn0.5Ni1.0의 경우가 260 mAh/g로 가장 높은 방전용량을 나타내었다. 이 합금의 방전용량은 방전전류밀도의 영향을 크게 받았으며 10 mA/g과 200mA/g의 방전전류에서 각각 300mAh/g와 150mAh/g이었다. 이 합금을 1100˚C에서 열처리한 경우 저율방전시에는 방전용량의 변화가 거의 없었으나 수소의 확산이 율속이 될 것으로 생각되는 고율 방잔시에서는 방전용량이 현저하게 감소하였다. 이러한 현상은 열처리에 의해 수소의확산을 용이하게 해주는 격자결함이 감소하기 때문이 아닌가 생각된다.