Lectures

교과목 개요

본 강의는 다음과 같은 순서로 진행됨
- 전기화학의 이해에 필요한 열역학 및 동역학의 배경 지식들을 복습함
- 복습한 배경지식들을 기반으로 , 닫힌 고리를 갖는 전기화학 계에서의 전류 전압 관계에 대해 토의함
- 전기화학이 응용되는 분야 이차전지 , 연료전지 , 태양전지 등 를 학습하고 , 이들의 원리를 강의함

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Course Outline

This lecture will cover the basic principles of electrochemistry, including:
- Review of the background knowledge of thermodynamics and kinetics that are necessary for understanding electrochemistry
- Discussion of the current potential relationship of the closed loop electrochemical system based on the backgrounds learnt in the previous step
- Application of the electrochemistry, such as battery, fuel cell, and solar cell, and their underlying physics

교과목 개요

금속의 파괴는 “외부 힘”에 의해 “미세구조”가 변화하면서 나타나는 결과이다. 따라서 구조물과 기계부품들이 파손되는 원인을 이해하기 위해서는, 1) 외부에서 재료에 가해지는 힘을 수식적으로 계산하고, 2) 그 결과를 미세구조 및 결함과 연계시킬 수 있어야 한다. 금속강도학은 앞선 두 개념을 유기적으로 설명한 학문으로, 금속재료가 외부 힘(응력)에 의해 변형되고 파괴되기까지의 특성(기계적 특성)을 미세구조(결정립계, 상전이 등)와 결함(전위, 석출물 등)에 기반하여 설명한다.

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Course Outline

The fracture of a metal is the result of the changes in “microstructure” under the “applied external forces”. In order to understand the origin of the fracture of building materials and mechanical parts, it is thus necessary to correlate 1) the mathematical estimation of external forces on a material and 2) its microstructure and crystallographic defects. Mechanical Metallurgy is a subject that addresses the above two concepts, where the material properties during distortion and fracture (mechanical properties) upon the presence of external force (stress) are explained in detail by the means of microstructure (crystal grains, phase transformation, etc.) and defects (dislocations, precipitation, etc.).

교과목 개요

전산모사는 소재 현상을 지배하는 원리를 규명하는 방안으로, 새로운 실험의 방향을 제시하고 결과적으로 소재 개발 연구 효율을 높이는 역할을 함. 특히 밀도범함수 이론에 기반한 제일원리 계산과 재료 분야 간의 시너지는 고성능 신소재 개발의 발판으로 주목받고 있음. 이에 본 과목은 전산모사 방안 중 널리 사용되고 있는 제일원리 계산에 대해 강의하고, 실제 간단한 이차전지 재료를 활용하여 원자/전자구조 계산을 실습함으로써 전산모사 기반 연구에 응용 가능한 기술을 배양함

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Computer simulation is a methodology to elucidate the physics governing phenomena occurring from materials and accelerates the development of new materials by providing the guidelines for new experiments. In particular, first-principles calculation based on density functional theory and its application to material science have gained intensive attention owing to their synergetic effects on the development of high-performance materials. In this course, we will learn the first-principles calculations and employ this approach to investigate the atomic/electronic structures of battery materials.

교과목 개요

본 강의는 다음과 같은 순서로 진행됨
- 재료 내 전자의 거동을 이해하기 위한 결정구조와 양자역학의 배경 지식들을 복습함
- 복습한 배경지식들을 기반으로, 반도체가 집적된 소자에서의 전류-전압 관계에 대해 토의함
- 반도체소자물리가 응용되는 분야(광소자, 전력 반도체 소자 등)를 학습하고, 이들의 원리를 강의함

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Course Outline

This lecture will cover the basic principles of electrochemistry, including:
- Review of the background knowledge of crystal structure and quantum physics that are necessary for understanding carrier transport behavior in materials
- Discussion of the current-potential relationship of the integrated circuit system based on the backgrounds learnt in the previous step
- Application of the electrochemistry, such as optical, microwave, and power devices, and their underlying physics

교과목 개요

본 강의는 다음과 같은 순서로 진행됨
- 이차전지 원리 이해에 필요한 열역학 및 동역학의 배경 지식들을 복습함
- 복습한 배경지식들을 기반으로, 이차전지가 보이는 전류-전압 관계에 대해 토의함
- 이차전지 부품 별로 활용되는 재료와 이들을 분석 및 설계하는 방안을 강의함

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Course Outline

This lecture will cover the basic principles and applications of secondary batteries, including:
- Review of the background knowledge of thermodynamics and kinetics that are necessary for understanding secondary batteries
- Discussion of the current-potential relationship of the batteries based on the backgrounds learnt in the previous step
- Methodology to analyze and design the materials comprising the battery components

교과목 개요

재료의 물성은 미세구조에 의해 결정되며, 미세구조는 화학 반응과 상전이 거동에 의해 결정된다. 재료열역학은 재료의 화학 반응과 상전이 거동을 에너지의 개념을 도입하여 설명하는 학문으로, 본 학문의 이해는 재료의 미세구조, 나아가 물성을 제어하는 데 중요한 기반이 된다. 본 강의에서는 열역학의 기본원리(열역학 제 1,2,3 법칙)를 이해하고 이 원리가 고체/액체/기체의 평형상태를 결정하는 방식을 배우고자 한다. 이러한 개념에 기반하여 상태도 및 상변태 거동을 해석하고, 재료의 평형 상태가 재료의 미세구조에 미치는 영향을 분석한다. 강의 시간이 충분할 경우, 기본적인 반응속도론을 추가로 고려하여 전기화학 셀 내부의 거동을 분석하고자 한다.

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Course Outline

Properties of materials are determined by their microstructures, where the microstructures are controlled by chemical reactions and phase transition behaviors. The Advanced Thermodynamics of Solid is a theory that explains the chemical reactions and phase transitions in terms of energies (enthalpy, entropy, and Gibbs free energy), the concept of which is a fundamental basis for engineering the microstructures and, in turn, the properties of materials. In this course, we start from the basic concepts of thermodynamics (first, second and third laws of thermodynamics) and review how these laws determine the equilibrium state of solid/liquid/gas phases. Based on these concepts, we will interpret the phase diagram and associated phase transition behaviors and study their effects on the microstructures of materials. If time is allowed, we may also cover the basic principles of reactions kinetics and interpret the phenomena occurring inside the electrochemical cells.