상용급 재가열로 내부 소재 온도 측정을 위하여 특수 제작된 시험용 시편을 사용하고, 실시간 온도 예측을 위하여 선형화 된 열모델이 적용되었다. 적용된 로는 Walking Beam Type이고 소재의 형상은 폭 160mm, 높이 160mm, 길이 8100mm의 STS302 재질이며 온도 측정을 위해 폭, 높이와 길이 방향으로 총 6개의 열전대를 설치하였다. 로내의 분위기 온도는 섭씨 1265도까지 상승시켰으며 소재의 장입부터 토출까지 약 2.5시간이 소요되었다. 시험결과, 토출 시 소재의 온도는 섭씨 1256~1259도 범위에서 평균적으로 1257도 였으며, 열모델을 통한 예측된 평균 온도는 1251도로 나타났다. 따라서 해석과 시험결과의 편차는 6도 정도로서, 이는 산업계에서 요구되는 10도 이내의 범위에 있다.
본 논문에서는 TV 브라운관 유리용해로의 온도 제어를 위한 고전 고급 제어 (Conventional Advanced Control) 알고리듬을 제시한다. 용해로의 특성에 맞도록 중요한 입출력 변수를 선정한 후, 공정 실험을 통하여 얻어진 데이터를 바탕으로 입출력 변수들간의 초보적인 FOPDT (First Order Plus Dead Time) 모델들의 조합으로 용해로를 모델링하였다. 수립된 모델을 바탕으로 주요 입출력을 PI (Proportional - Integral) 형태의 cascade 및 단일 궤환 루프(Single feedback loop)들의 조합으로 제어기를 구성하였다. 제시된 알고리듬은 기존 용해로에 설치되어 있는 DCS를 이용하여 구현되었고, 일 150톤 생산 규모의 용해로에 성공적으로 실적용되었다.
본 연구에서는 Ti/Al/Ti 금속 배선의 Electro-Migration(EM) 현상을 분석했다. Van der Pauw, Greek Cross bridge, Straight line linear line bridge를 결합한 패턴을 제작하여, 온도 변화에 따른 EM의 발생 시간(Failure Time)을 측정했다. 측정 조건은 W/L=3.5/300 um 소자에 전류 밀도(current density)를 $J=10^4A/cm^2$로 고정하고, 온도를 300 K, 350 K, 400 K로 가변 시켰다. 측정된 Cumulative Failure의 50 % 되는 지점(Median Time To Failure; MTTF)은 각각 22.3시간, 18.46시간, 15.4시간으로 온도가 300 K에서 400 K로 증가함에 따라 MTTF가 6.9시간 감소했다. 이 결과를 통해 Black방정식에서 온도 변수가 $t_{50}$에 영향을 주는 것을 확인했다. 온도가 증가함에 따라 더 많은 전자들이 원자에 충돌하면서 운동량을 전달하고, 더 많은 원자들이 이주되면서 EM 발생 시간이 감소했다.
본 논문에서는 CMOS를 이용한 온도 제어회로를 MOSIS의 0.25um-3.3V CMOS 설계규칙에 따라 설계하고 SPICE 시뮬레이션과 실험을 통하여 성능을 검토하였다. 설계된 회로는 $0^{\circ}C{\sim}150^{\circ}C$의 온도 범위에 대하여 출력 전압이 약 $13mV/^{\circ}C$로 변화하며 좋은 온도 선형성을 나타내었다. 또한, 바이어스 전압을 변화시키면 온도변화에 대한 출력전압의 변화량을 조정할 수 있다. 제안된 회로는 온 칩 수정발진회로의 설계 등에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.
UV 발광소자 재료로서 유망한 ZnO film을 ALE법으로 증착하고 photoluminescence특성을 조사하였다. Zn소스로서 DEZn(Diethylzinc)를, 산소 소스로서 DI water를 사용하였고 $N_2$ gas로서 챔버내에 주입된 소스물질을 purge하였다. ALE 공정온도 범위인 17$0^{\circ}C$와 CVD 반응온도 범위인 40$0^{\circ}C$로 ZnO 박막을 증착하고 이 시편을 산소 분위기에서 600-100$0^{\circ}C$의 온도로 1시간 동안 열처리하였다. 그리고 He-Cd laser를 사용하여 photoluminescence를 측정하였다. 17$0^{\circ}C$와 40$0^{\circ}C$ 에서 증착된 시편 모두 as-grown 상태에서는 거의 발광특성을 나타내지 못하였으나 후열처리를 거치면서 발광특성을 나타내었고 열처리 온도가 높을수록 발광강도가 증가하였다. 40$0^{\circ}C$에서의 증착된 시편의 경우는CVD반응이 발생하여 Zn-Zn결합이 많이 생성되어 열처리 온도가 증가하여도 발광강도가 약하였고 가시광 영역의 발광 또한 크게 증가하였으며 17$0^{\circ}C$에서 증착된 시편의 경우는 열처리 온도가 증가할수록 UV영역의 발광강도만이 크게 증가하였으며 가시광 영역의 발광은 거의 증가하지 않았다.
기존 LED의 접합온도 및 열저항은 PKG 단계에서 측정 가능 하였다. PKG에서의 접합온도 측정방식과 같은 방법으로 C사의 1W High Power LED XP2 20개를 직렬 연결하여 모듈을 구성한 20W 가로등 모듈에 대하여 접합온도를 측정 하였다. 측정결과 20W 가로등 모듈의 접합온도는 약 $61^{\circ}C$로 나타났다.
본 연구는 Zn-Al혼합물 분진의 화재폭발사고예방을 위한 안전자료 확보를 목적으로 최소발화온도를 실험적으로 조사하였다. Zn-Al혼합물의 최소발화온도 측정은 퇴적두께 10 mm, 직경 100 mm의 원형 형태로 퇴적된 시료를 대상으로 가열판의 승온속도 $20^{\circ}C/min$의 조건에서 실시하였다. 그 결과, $280^{\circ}C$에서 Zn-Al혼합물 분체는 가열 후 1000 s부터 발열을 통하여 급격히 온도가 상승하여 발화 여부 판단기준이 되는 $450^{\circ}C$를 넘어 $600^{\circ}C$에 다다르며 시간과 함께 감소하였으며 임계 최소발화온도는 $280^{\circ}C$로 나타났다. 퇴적Zn-Al혼합물 분체의 최소발화온도는 문헌에 제시된 Al에 비하여는 낮은 것으로 나타났다.
실험실 규모의 유동층 반응기(0.8 m H $\times$ 0.08 m I.D.) 에서 반응온도(700 -80$0^{\circ}C$), 유동화속도(1.5 - 3 Umf)의 영향에 따른 생성물의 수율, 생성가스의 조성, 생성가스의 발열량의 변화를 질소 분위기하에서 조사하였다. 반응온도를 700 에서 850 $^{\circ}C$로 증가시킬 때 촤의 수율은 36% 정도로 온도에 따라 큰 차이를 보이지 않은 반면 가스의 수율은 온도가 증가함에 따라 22 %에서 800 $^{\circ}C$까지 30%가량 증가하다 그 이상의 온도에서는 증가하지 않았다. 또한 수소와 메탄은 온도가 증가함에 따라 그 생성량이 증가하는 반면 에탄과 프로펜은 감소하였으며 단위 부피당 가스의 발열량은 감소하였다.
본 논문은 리툼이온 배터리의 화재로 이어질 수 있는 전기적 위협(Electrical abuse) 상황 중 외부단락 상황을 재현하였다. 배터리의 초기 온도상태(60℃, 50℃, 25℃, 15℃)와 외부단락 상황에서 배터리의 최대 발열량과의 상관관계를 분석하였다. 초기온도 60℃ 보다 50℃에서 가장 큰 발열량을 보였다. 초기온도 60℃에서 더 큰 단락전류가 측정되었으나 전류가 인가되는 시간은 50℃에서 더 길어 단락실험간 최대 발열은 온도상태 50℃에서 최대 온도 117℃로 가장 크게 측정되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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