• Journal of the Korea Institute of Building Construction
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• v.16 no.3
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• pp.247-255
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• 2016

The exothermic property of electrical conductivity concrete would allow the heating system of house or snow melting system of tunnel, road or bridge deck. This study was performed on electric resistance, exothermic property and mechanical property of the mortar with graphite of carbon-based conductive material as a fundamental research for the heat conductive concrete development. As the results of this experiment, the increasement on the amorphous graphite substitution rate was found to decrease in the compressive strength, however, the electric resistance was found to be significantly lower. And, in order to demonstrate the exothermic property, the graphite was found to be included more than 15% of the total mortar volume. When low electric resistance obtained with a certain level of the graphite inclusion, exothermic value and applied voltage has a higher correlation, and the exothermic value and the square of the voltage appeared to be in a proportional relationship.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.252-252
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• 2016

최근 학계나 산업계에서 indium tin oxide (ITO)의 높은 전기 전도도 및 광투과율을 이용하여 줄 발열을 기초로 하는 투명 면상 발열체에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있다. 하지만 단일 ITO 박막으로 제작한 투명 면상 발열체는 온도가 상승함에 따라 균일하게 발열 되지 않으며, 글라스의 곡면 부분에서 유연성이 부족하여 크랙이 발생하는 다양한 문제점들을 가지고 있다. 이를 해결하기 위해 ITO의 결정화 온도 $160^{\circ}C$ 이상의 고온공정 또는 증착 후 열처리가 필요 하는 추가적인 공정이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 단일 ITO 박막의 단점을 개선하는 ITO/Ag/ITO 하이브리드 구조의 투명 면상 발열체를 제작하여 전기적, 광학적 특성을 비교하고 발열량, 온도 균일성, 발열 유지 안정도를 조사하였다. 본 연구에서는 $50{\times}50mm$ 크기의 non-alkali glass (Corning E-2000) 기판 상에 마그네트론 스퍼터링 공정으로 상온에서 ITO/Ag/ITO 박막을 연속적으로 증착 하여 다층구조의 하이브리드 형 투명 면상 발열체를 제조하였다. 박막 증착 파워는 DC (Ag) power 100 W, RF (ITO) power 200 W로 하였으며 ITO박막두께는 40 nm로 고정 시키고 Ag박막 두께는 10 ~ 20 nm로 변화를 주었다. 증착원은 3인치 ITO 단일 타깃(SnO2, 10 wt.%)과 Ag 금속 타깃 (순도 99.99%)을 사용하였으며, 고순도 Ar을 이용하여 방전하였으며 총 주입량은 20 sccm, working pressure는 1.0 Pa을 유지하였다. 증착전 타깃 표면의 불순물 제거와 방전의 안정성을 유지하기 위해 10분간 pre-sputtering을 진행하고 증착하였다. 증착한 박막의 전기적, 광학적 특성은 각각 Hall-effect measurements system (ECOPIA, HMS3000), UV-Vis spectrophotometer (UV-1800, SHIMADZU)으로 측정하였으며, 하이브리드 표면의 구조 및 형상은 field emission-scanning electron microscopy (FE-SEM, Hitachi S-4800)으로 관찰하였다. 또한 투명 면상 발열체의 성능은 0.5 ~ 3 V/cm의 다양한 전압을 power supply (Keithly 2400, USA)를 통해서 시편 양 끝단에 인가한 후 시간에 따른 투명면상 발열체의 표면 온도변화를 infrared thermal imager (IR camera, Nikon)를 이용하여 관찰하였다. 하이브리드 구조를 가진 ITO박막의 두께는 40 nm로 고정 시키고 Ag박막의 두께는 10, 15, 20 nm로 변화를 주었다. 이들 박막의 면저항 값은 각각 5.3, 3.2, $2.1{\Omega}/{\Box}$였으며, 투과도는 각각 86.9, 81.7, 66.5 %였다. 이에 비해 두께 95 nm의 단일 ITO박막의 면저항 값은 $59.5{\Omega}/{\Box}$였으며, 투과도는 89.1 %였다. 하이브리드 구조의 전기적특성은 금속층의 두께가 증가할수록 캐리어 농도 값이 증가함에 따라 비저항 값이 감소되어 면저항 값도 감소된 것이며, 금속 삽입층의 전도특성이 비저항에 큰 영향을 주고 있음을 보여준다. 하지만 금속 층의 두께가 증가할수록 Ag층이 연속적인 막을 형성하여 반사율이 증가함에 따라 투과도가 감소하였다. 따라서 하이브리드 구조를 가진 투명 면상 발열체에 금속 삽입층의 두께 조절은 매우 중요한 인자임을 확인 할 수 있었다. 또한 발열성능을 평가 하기 위해 시편 양 끝단에 3 V전압을 인가한 결과, 금속 삽입층의 두께가 10 nm에서 5 nm씩 증가한 하이브리드 구조를 가진 투명면상 발열체의 최고 온도는 각각 98, 150, $167^{\circ}C$ 였으며, 단일 ITO의 최고 온도는 $32^{\circ}C$였다. 이 것은 동일한 두께 (95 nm)의 단일 ITO 박막과 비교하여 면저항이 낮은 하이브리드 박막의 발열량은 약 $120^{\circ}C$로 발열효율이 매우 우수한 것을 확인 할 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
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• 2011.04a
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• pp.112-115
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• 2011

본 연구는 고체가연물의 초기 점화 및 화재성장과정에서의 발열량을 대형화재발열량계(large scale fire calorimeter)를 이용하여 정량적으로 측정하고 화재발생 초기에 화재성장특성 파악하고자 한다. 실험에 적용된 고체가연물 화재는 단일/이중 목재화재, 폴리프로필렌 소재의 쿠션화재, 목재 및 폴리프로필렌 소재의 카페트 화재이며 화재발달 단계에서의 화재성장특성을 시간 제곱 화재성장 시나리오와 비교분석하고 고체 기본가연물의 화재성장과정을 이해한다. 구획조건이 화재발열량에 미치는 영향을 파악하기 위하여 자유연소상태와 ISO-9705 화재실 내부에서 화재실험이 수행되었으며 화재성장특성과 최대발열량등을 비교하였다. 본 연구는 설계화재와 화재시나리오를 설정하는데 있어서 고체가연물의 발열량 데이터 및 화재성장에 대한 정보를 제공하고 공간조건에 따른 발열량 측정데이터의 신뢰성 분석을 위한 기초연구로 활용될 수 있다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.10 no.3
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• pp.1-7
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• 2003

The crystallized stable cobalt silicide$(CoSi_2)$ films were prepared on $poly-Si/SiO_2/Si$substrates for the application of inkjet printing head as a heating element with omega shape. The structural images and temperature resistance coefficient were investigated. The value of temperature resistance coefficient of the heating element was found to be about $0.0014/^{\circ}C$. The maximum power of the heating element was 2 W at the applied voltage of 2 V, 10 kHz in frequency and $1{\mu}s$ in pulse width. From the investigation of fatigue property according to the repeated applied voltages, there was no drastic changes in the resistances of heating element under the condition of $10^8$ pulsed cycles at below 15 V biased voltage. In contrast, the resistance of heating element was greatly increased at $10^6$ pulsed cycles when the heating element was operated at 17 V.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1995.04b
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• pp.215-219
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• 1995

요사이 공작기계는 고생산성을 위해 고속절삭과 강력 절삭이 가능하도록 설계되고, 고성능의 Controller를 부착하여 이송과 공구착탈에 필요한 비절삭 시간을 급격히 단축시켜 나가고 있다. 본 연구에서는 공작기계 주축 베어링의 비대칭 벌열의 원인과 발열형태를 이론적으로 예측하고, 실험에 의해 비대칭 발열과 냉각특성 을 운전조건 별로 확인하였다. 또한 비대칭 발열이 주축대의 열변형에 어떤 영향을 미치는지 알기 위해 유 한요소법에 의해 열변위 특성을 분석하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.283-284
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• 2019

본 논문에서는 기존 철도, 차량의 급가속 및 언덕주행에서의 배터리의 낮은 전력밀도특성을 극복하기 위한 배터리-슈퍼커패시터 하이브리드 시스템의 연구를 발열 시에 유사한 특성을 가지는 무선발열가전에 적용한다. 또한, 기존의 토폴로지와 제어기법에 대하여 분석하고 무선발열가전에 적합한 제어 알고리즘에 대하여 고찰한다.

• Proceedings of the International Microelectronics And Packaging Society Conference
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• 2001.11a
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• pp.217-221
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• 2001

Poly-Si/SiO$_2$/Si의 하부기판구조 위에 Co금속을 E-beam evaporation 방식으로 증착하고 급속 열처리 방식을 통해 inkjet 프린터헤드의 heater로 사용 할 수 있는 코발트실리사이드를 형성하였다. RTA로 열처리 온도와 시간을 변수로하여 코발트실리사이드의 가장 안정적 결정상 및 성분분포를 찾고 이렇게 제작된 박막의 면저항과 표면특성을 통해 고온에서 사용 할 수 있는지를 연구하였다. 박막을 발열체(400~$600^{\circ}C$)로 사용하기 위해서는 발열체가 외부배선과의 접촉 저항보다 커야하고 저항이 고온에서 크게 변하면 안 된다. 코발트 실리사이드는 80$0^{\circ}C$ 20sec에서 발열체로 사용하기에 적당한 특성을 보였다. 그러나 실리사이드반응이 RTA에서 40$0^{\circ}C$ 20sec에서 형성되기 시작하지만 열처리 온도를 높일수록 박막의 면저항과 상변화가 일어남으로 발열체로 사용 할 수 없고, 90$0^{\circ}C$ 20sec 이상에서는 표면의 거칠어짐으로 인해 면저항이 증가하는 현상을 보여 역시 발열체로 사용 할 수 없음을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.168.2-168.2
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• 2017

발열체는 전기 에너지를 열 에너지로 변환시키는 전기 저항체인데, Ni-Cr계 합금이 발열 가능 온도가 범위가 크고 열 효율 및 내 산화성, 내 부식성이 우수하여 발열체로 많이 사용되고 있다. 그리고 기존의 선형 발열체의 효율성을 개선한 면상 발열체가 개발되었고, 최근 나노 기술의 발달로 나노크기의 ITO(Indium Tin Oxide) 입자나 탄소나노튜브가 코팅된 형태의 투명 면상 발열체가 개발되어 주목을 받고 있다. 투명 면상 발열체는 발열체의 형태를 거시적으로 확인할 수 없기 때문에 자동차의 전면 유리 히터 및 건축용 기능성 창호 등의 심미적 효과를 요구하는 제품에 사용될 수 있다. 본 연구에서는 PVP(Poly vinyl Pirrolidone)을 이용하여 Ni-Cr Nanofiber 제조를 위한 효율적인 전기 방사 조건을 도출한다. PVP 질량에 따라서 Ethanol과 Methanol, 물을 이용하여 viscosity와 ion conduciviy를 조절하였고, 전기방사 조건으로 bead를 최소화 하는 나노섬유를 얻었다. 이어서 Ni-Cr/PVP 용액은 Metal Precursor wt.% 조절 및 방사조건으로 100~300nm의 직경을 가진 나노 섬유를 얻을 수 있었다. 산화/환원 열처리 후 PVP와 Oxide가 제거된 Ni-Cr nanofiber를 합성하였다. Nanofiber 형상은 FE-SEM으로 측정하였으며, XRD, FT-IR 분석을 통해 제작된 나노 섬유의 구조적 특성을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.160-160
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• 2016

최근 indium tin oxide (ITO)의 높은 전기 전도도 및 광투과율을 이용하여 줄 발열을 기초하는 투명 면상 발열체에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있다. 하지만 단일 ITO박막으로 제작한 투명 면상 발열체는 다양한 문제점들을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 단일 ITO박막을 이용한 투명 면상 발열체의 단점을 보완하는 하이브리드 구조 투명 면상 발열체를 제작하여 금속 삽입층의 두께에 따른 전기전도도, 광투과율을 관찰 하였다. 그 결과 하이브리드 구조의 투명 면상발열체의 발열량, 온도 균일성등이 기존의 단일 ITO 박막의 투명 면상 발열체보다 효율이 크게 향상 된 것을 확일 할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.49-49
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• 2010

본 논문은 진공챔버 내부에서 위성 표면의 온도를 제어하기 위한 할로겐램프를 이용한 적외선 발열장치의 개발에 관한 것으로, 인공위성이 우주궤도에서 받게 되는 복사에너지를 지상의 진공챔버 내에서 모사하기 위한 비접촉 적외선 발열장치에 관한 것이다. 진공챔버 내에서의 비접촉식 발열 방법 중, 진공환경에서의 오염을 발생시키지 않고, 발열 시간 및 냉각 시간이 가장 짧으며, 높은 열효율로 태양복사에너지를 가장 근사하게 모사할 수 있는 할로겐 램프를 이용한 발열 방법을 적용하였으며, 램프에서 방사되는 열에너지가 위성표면에 균일하게 분포될 수 있도록 위성 표면으로부터의 거리와 램프의 개수, 램프의 배열에 따른 에너지 분포 계산식을 도출하여 적용하였다. 공급 전압에 따른 램프의 저항특성을 파악하여, 원격으로 제어되는 150 VDC, 5 A의 직류전원공급기를 이용해 램프의 발열량을 조절하였으며, 발열량에 따른 위성 표면온도에 대한 해석을 수행하였다. 램프를 이용한 비접촉식 적외선 발열장치 개발을 통해 진공환경에서의 시험대상에 대한 효율적인 열에너지 부과방법 수립이 가능하였다.