• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.4
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• pp.339-346
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• 1997

회전 불밀에 있어서 볼의 운동을 비선형 spring과 비선형 deshpot로 구성된 Kelvin모델을 사용한 DEM(Distinct Element Method;개별요소법)에 의하여 2차원으로 해석하였다. 모델에 있어서 점성계수는 볼과 밀벽사이의 반발실험 데이타로 부터 결정하였다. 각볼의 동적인 운동은 비선형 점탄성과 Newton의 운동법칙를 기초로하여 모사되었다. 밀이 회전하는 동안 볼의 궤적과 동적인 운동은 실제 실험에 의한 밀내에서의 볼의 운동고 잘 일치하였다. 본 연구에서 제안된 모델 시뮬레이션은 회전 볼밀내의 실제의 3차원인 볼의 운동에 대한 해석에 중요한 단서가 될 수 있었다. 볼의 운동고 운동에너지는 회전 볼밀의 속도와 볼의 충진율에 의해 크게 영향을 받았다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.190-190
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• 1999

박막 표면에 대한 경원소 분석법인 탄성 되튐 반도법을 개발하여 수소, 탄소, 질소등 분석에 이용하고 있다. 이때 입사 입자로 Cl 9.6MeV를 이용하였는데, 표적 표면에 탄소막이 흡착되는 현상을 발견하였다. cold trap 및 cold finger를 사용하여 진공도를 개선하므로서, 탄소막 흡착의 한 원인으로 알려져 잇는 chamber 주변의 진공도 변화를 시켜보았다. 하지만 전혀 탄소막이 생기지 않는 10-10torr 이하 진공을 만드는 것은 많은 비용과 장비를 필요로 하는 상당히 힘든 작업이어서, 이차적으로 탄소막이 표적 표면에 달라 붙게 하는 원인으로 추정되는 이차 전자의 발생을 고에너지 이온빔으로 조사하였다. 일반적으로 이차전자의 발생은 이온빔과 표적과의 충돌에 의한 고체 표면으로부터의 전자방출 현상으로 오래전부터 연구되어져 왔다. 여기에는 두가지 다른 구조가 존재하는 것으로 알려져 있다. 그 중 하나는 입사 입자의 전하와 표적 표면사이 작용하는 potential 에너지가 표적 표면의 일함수(재가 function) 보다 클 때에 일어나는 potential emission이다. 즉 표적 궤도에 존재하는 전자와 입사 이온빔 사이의 potential 이 표적의 전자를 들뜨게 만들고, 이 potential의 크기가표적의 표면 장벽 potential 보다 충분히 클 뜸 전자가 방출하는 현상을 말한다. 다른 또 하나의 방출구조로는 입사 이온이 표적 표면의 원자와의 충돌에 의해 직접저인 에너지 전달을 통한 전자 방출을 말하는데, 이를 kienetic emission(이하 KE)이라 한다. 본 연구에서는 Tandem Van de graaff 가속기로 고에너지 이온빔을 만들어 Au에 충돌시키므로서 kinetic emission을 통하여 Au에서 발생한는 이차전자의 방출 수율 및 에너지를 측정하였다.장구조로 전체 성장 양식을 예견할 수 있다. 일반적인 경향은 Ep가 커질수록 fractal 성장형태가 되며, Ed가 적을수록 cluster 밀도가 작아지나, 같은 Ed+Ep에 대해서는 동일한 크기의 팔 넓이(수평 수직 방향 cluster 두께)를 가진다. 따라서 실험으로부터 얻은 cluster의 팔 넓이로부터 Ed+Ep 값을 결정할 수 있고, cluster 밀도와 fractal 차원으로부터 각각 Ed와 Ep값을 분리하여 얻을 수 있다. 또한 다층 성장에 대한 거칠기(roughness) 값으로부터 Es값도 구할 수 있다. 양방향 대칭성을 갖지 않은 fcc(110) 표면과 같은 경우, 형태는 다양하지만 동일한 방법으로 추정이 가능하다. (110) 표면의 경우 nearest neighbor 원자가 한 축으로 형성되고 따라서 이 축과 이것과 수직인 축에 대한 상호작용이나 분산 장벽 모두가 비대칭적이다. 따라서 분산 장벽도 x-축, y-축 방향에 따라 분리하여 Edx, E요, Epx, Epy 등과 같이 방향에 따라 다르게 고려해야 한다. 이러한 비대칭적인 분산 장벽을 고려하여 KMC 시뮬레이션을 수행하면 수평축과 수직축의 분산 장벽의 비에 따라 cluster의 두께비가 달라지는 성장을 볼 수 있었고, 한 축 방향으로의 팔 넓이는 fcc(100) 표면의 경우 동일한 Ed+Ep값에 대응하는 팔 넓이와 거의 동일한 결과가 나타나는 것을 볼 수 있다. 따라서 이러한 비대칭적인 모양을 가지는 성장의 경우도 cluster 밀도, cluster 모양, cluster의 양 축 방향 길이 비, 양 축 방향의 평균 팔 넓이로부터 각 축 방향의 분산 장벽을 얻어낼 수 있을 것으로 보인다. 기대할 수 있는 여러 장점들을 보고하고자 한다.성이 우수한 시편일수록 grain의 크기가 큰 것으로 나타났고 결정성이 우수한 시편의 경우에서는 XR

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.31 no.1
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• pp.47-55
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• 2018

Talc, hydrous magnesium phyllosilicate, is one of the most popular industrial minerals due to their chemical stability and adsorptivity. While micro-sized talc has long been used as a filler and coating, nano-sized talc recently is attracting attention as additives for improving the stability of nanocomposites. In this study, we produced the nano-sized talc powder by mechanical method using high energy ball mill and investigated the changes in particle size and crystallinity with increasing milling time up to 720 minutes. X-ray diffraction results show that the peak width of talc gradually as the milling proceeded, and after 720 minutes of pulverization, the talc showed an amorphous-like X-ray diffraction pattern. Lase diffraction particle size analysis presents that particle size of talc which was ${\sim}12{\mu}m$ decreased to ${\sim}0.45{\mu}m$ as the milling progressed, but no significant reduction of particle size was observed even after grinding for 120 minutes or more. BET specific surface area, however, steadily increases up to the milling time of 720 minutes, indicating that the particle size and morphology change steadily as the milling progressed. Scanning electron microscope and transmission electron microscope images shows that layered particles of about 100 to 300 nm was aggregated as micro-sized particles after pulverization for 720 minutes. As the grinding time increases, the particle size and morphology of talc continuously change, but the nano-sized talc particles form micro sized agglomerates. These results suggest that there is a critical size along the a, b axes in which the size of plates is reduced even though the grinding proceeds, and the reduction of plate thickness along the c axis leads the increase in specific surface area with further grinding. This study could enhance the understanding of the mechanism of the formation of nano-sized talc by mechanical grinding.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.17 no.1
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• pp.39-45
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• 2004

Fine LaAlO$_3$ powders wore successfully synthesized from La$_2$O$_3$ and ${\gamma}$ $Al_2$O$_3$ powders milling for 10∼50 hours via the high energy milling technique (mechanochemical method) in room temperature and air. The particle size of LaAlO$_3$ powder were estimated from XRD patterns and SEM images to be 160∼180 nm. The LaAlO$_3$ ceramics arc derived for the synthesized powders (milling for 10, 30 and 50 hours) by sintering at 140$0^{\circ}C$ and 150$0^{\circ}C$. The micrographs of grains showed an agglomeration and the degree of agglomeration increased with the milling time. The LaAlO$_3$ made from synthesized powders milling for 50 hours can be sintered to 99.5％ of theoretical density at 150$0^{\circ}C$ for 1 hour. These ceramics exhibits a dielectric constant of 20, a dielectric loss of 0.0003 and a temperature coefficient of capacitance of 15 ppm/$^{\circ}C$ at 1 MHz.

• Journal of Powder Materials
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• v.24 no.5
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• pp.406-413
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• 2017

A Nanosized $WO_3$ and CuO powder mixture is prepared using novel high-energy ball milling in a bead mill to obtain a W-Cu nanocomposite powder, and the effect of milling time on the structural characteristics of $WO_3-CuO$ powder mixtures is investigated. The results show that the ball-milled $WO_3-CuO$ powder mixture reaches at steady state after 10 h milling, characterized by the uniform and narrow particle size distribution with primary crystalline sizes below 50 nm, a specific surface area of $37m^2/g$, and powder mean particle size ($D_{50}$) of $0.57{\mu}m$. The $WO_3-CuO$ powder mixtures milled for 10 h are heat-treated at different temperatures in $H_2$ atmosphere to produce W-Cu powder. The XRD results shows that both the $WO_3$ and CuO phases can be reduced to W and Cu phases at temperatures over $700^{\circ}C$. The reduced W-Cu nanocomposite powder exhibits excellent sinterability, and the ultrafine W-Cu composite can be obtained by the Cu liquid phase sintering process.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.59 no.3
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• pp.417-428
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• 2021

The combustion characteristics of anthracite, which follow a complex process with low reactivity, must be considered through the dynamic behavior of circulating fluidized bed (CFB) boilers. In this study, computational fluid dynamics (CFD) simulation was performed to analyze the combustion characteristics of anthracite in a pilot scale 0.1 MW_th Oxy-fuel circulating fluidized bed (Oxy-CFB) boiler. The 0.1MW_th Oxy-CFB boiler is composed of combustor (0.15 m l.D., 10 m High), cyclone, return leg, and so on. To perform CFD analysis, a 3D simulation model reactor was designed and used. The anthracite used in the experiment has an average particle size of 1,070 ㎛ and a density of 2,326 kg/m³. The flow pattern of gas-solids inside the reactor according to the change of combustion environment from air combustion to oxygen combustion was investigated. At this time, it was found that the temperature distribution in air combustion and oxygen combustion showed a similar pattern, but the pressure distribution was lower in oxygen combustion. addition, since it has a higher CO₂ concentration in oxygen combustion than in air combustion, it can be expected that carbon dioxide capture will take place actively. As a result, it was confirmed that this study can contribute to the optimized design and operation of a circulating fluidized bed reactor using anthracite.

• Proceedings of the Korea Association of Crystal Growth Conference
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• 1996.06b
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• pp.311-352
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• 1996

Peltier 효과를 이용한 열전소자는 열응담 감도가 좋고 선택적 냉각이 가능하며 무소음, 무진동 및 소형화의 장점으로 각종 전자부품의 국부냉각소자로 응용되고 있다. 또한 최근 냉매의 사용없이 냉각이 가능한 열전재료를 이용한 자동차나 가정용 에어컨 및 냉장고 등의 각종 냉방시스템의 개발도 크게 주목을 받고 있다. 기존의 Bi2Te3계 단결정 열전재료는 성능지수는 우수하나, 기계적 취약성에 기인하여 소자가공시 수율 저하가 가장 큰 문제점으로 지적되고 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 최근 단결정에 비해 기계적 강도가 우수한 다결정 열전재료의 제조공정에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 그 일환으로 기계적 합금화법을 이용한 열전재료의 제조공정이 연구되고 있다. 원료금속이 고 에너지 볼-밀 내에서의 연쇄적인 파괴와 압접에 의해 합금분말로 변화되는 기계적 합금화 공정은 상온공정으로 이를 사용하여 다결정 열전재료를 제조시 기존의 다결정 열전재료의 제조공정인 "용해 및 분쇄법'과 비교하여 제조단가를 낮출 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 전자냉각소자용 열전재료로서 상온부근에서 성능지수가 가장 우수한 p형 (Bi,Sb)2Te3 및 n형 Bi2(Te,Se)3 합금분말을 기계적 합금화 공정으로 제조하여 분말 특성을 분석하였으며, 가압소결 후 열전특성의 변화거동을 연구하였다. 순도 99.99% 이상인 Bi, Sb, Te, Se granule을 (Bi1-xSbx)2Te3 및 Bi2(Te1-ySey)3 조성에 맞게 칭량하여 불과 분말의 무게비 5:1로 강구와 함께 공구강 vial에 장입 후, Spex mixer/mill을 이용하여 기계적 합금화 하였다. 기계적 합금화 공정으로 제조한 분말에 대한 X-선 회절분석과 시차 열분석으로 합금화 정도를 분석하였다. (Bi1-xSbx)2Te3 및 Bi2(Te1-ySey)3 합금분말을 10-5 torr의 진공중에서 300℃∼550℃의 온도로 30분간 가압소결하였다. 가압소결체의 파단면에서의 미세구조를 주사전자현미경으로 관찰하였으며, 상온에서 가압소결체의 열전특성을 측정하였다. (Bi1-xSbx)2Te3의 기계적 합금화에 요구되는 공정시간은 Sb2Te3 함량에 따라 증가하여 x=0.5 조성에서는 4 시간 45분, x=0.75 조성에서는 5 시간, x=1 조성에서는 6 시간 45분의 vibro 밀링이 요구되었다. n형 Bi2(Te1-ySey)3 합금분말의 제조에 요구되는 밀링시간 역시 Bi2Se3 함량 증가에 따라 증가하였으며 Bi2(Te0.95Se0.05)3 합금분말의 제조에는 2시간, Bi2(Te0.9Se0.1)3 및 Bi2(Te0.85Se0.15)3 합금분말의 형성에는 3시간의 bivro 밀링이 요구되었다. 기계적 합금화로 제조한 p형 (Bi0.2Sb0.8)2Te3 및 n형 Bi2(Te0.9Se0.1)3 가압 소결체는 각기 2.9x10-3/K 및 2.1x10-3/K 의 우수한 성능지수를 나타내었다.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.32 no.3
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• pp.201-211
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• 2019

The particle size and crystallinity of fault gouge generally decreases with slip. Phyllosilicates including talc are known to be present in fault gouge and play an important role in fault weakening. In particular, the coefficient of friction varies depending on the presence of a water molecule on the surface of mineral. The purpose of this study is to investigate the effect of talc on fault weakening by changing the water content and dehydration behavior of talc before and after grinding, which systematically varied particle size and crystallinity using high energy ball mill. Infrared spectroscopy and thermal analysis show that the as-received talc is hydrophobic before grinding and the water molecule is rarely present. After grinding up to 720 minutes, the particle size decreased to around 100 ~300 nm, and in talc, where amorphization proceeded, the water content increased by about 8 wt.% and water molecule would be attached on the surface of talc. As a result, the amount of vaporized water by heating increased after grinding. The dihydroxylation temperature also decreased by ${\sim}750^{\circ}C$ after 720 minutes of grinding at ${\sim}950^{\circ}C$ before grinding due to the decrease of particle size and crystallinity. These results indicate that the hydrophobicity of talc is changed to hydrophilic by grinding, and water molecules attached on the surface, which is thought to lower the coefficient of friction of phyllosilicates. The repeated slip throughout the seismic cycle would consistently lower the coefficient of friction of talc present in fault gouge, which could provide the clue to the weakening of matured fault.