• Title/Summary/Keyword: 성형 공정

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Thermoelectric Properties of Rapidly Solidified and extruded N-type $Bi_2Te_{2.85}Se_{0.15}$ alloy with extrusion die angle (급속응고법에 의한 $Bi_2Te_3$계 N형반도체 열전재료의 압출 다이각 변화에 따른 열전특성)

  • 권동진;홍순직;손현택;천병선;이윤석
    • Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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    • 2001.11a
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    • pp.29-29
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    • 2001
  • 열전재료는 열전현상을 가지고 있어 열전발전과 열선냉각이 가능하기 때분에 해저용, 우주용, 군사용의 특수 전원으로 이미 실용화되어있고, 반도체, 레이저 다이오드, 적외선 검출소자 등의 냉각기로 쓰여지고 있어 많은 연구자들이 이들 재료에 대한 연구에 관을 갖고 열전특성을 향상시키기 위하여 많은 연구를 진행하고 있다 이들 열전재료는 사용 온도구역에 따라 3종류로 구분하고 있으며, 실온부근의 저온 영역(20$0^{\circ}C$)이하에서는 $Bi_2Te_3$계 재료, 중온영역(20$0^{\circ}C$~50$0^{\circ}C$)에서sms (Pb,Ge) Te계 재료, 고온영역(50$0^{\circ}C$~lOoo$^{\circ}C$)에서는 Si-Ge계 Fe Si계 재료가 이용되고 있다. 본 연구에서는 실온에서 성능지수가 높은 Bi_2(Te,Se)_3$에 대한 연구를 진행하였다. Bi_2(Te,Se)_3$계 열전재료는 기존의 공법인 Zone melting법을 이용하는 경우 성능지수가 높으나, 단위정이 Rhombohedral 구조파 기저면(basal plane)에 벽개성이 있는 관계로 재료의 적지 않은 손실과 가공상의 어려움이 있다. 또한 사료전체에 걸쳐 화학적으로 균질한 고용체를 얻는 것도 어려운 문제점으보 부각되고 있디 따라서 이와같은 문제점을 보완하기 위하여 용질원자의 편석감소, 고용도의 증가, 균일 고용체 형성, 결정립의 미세화등의 장점이 있는 급속응고법을 본 연구에 응용하였다. 본 연구에서는 위에서와 같은 급속응고의 장점과 대량 가공이 능늪한 연간압출공정을 이용하여 제조된 분말을 성형화 하였다. 특히 열간압출 가공에 있어서 압축다이 각 변화는 재료의 소성유동에 매우 중요한 역하을 하게되며, 이와 갇은 소성유동은 본 재료의 열전특성에 중요한 영향을 미치는 C 면 배양에 중요한 역할을 한 것으 로 기대된다. 이에 본 연구에서는 압출다이 각도 변화에 따른 미세조직변화와 이들 조직이 강도와 열전특성에 미치는 영향을 석하고자 한다. 압출재의 미세조직은 XRD(X Ray Diffraction), SEM(Scanning Electron Microscopy)으로 분석하였으며, 열전특성인 Seebeck계수($\alpha$)와 전기비저항( $\rho$ )은 열전측정장치로, 기계적 강도는 MTS장비를 이용하여 이루어졌다. 또한 압축다이각도 변화에 따른 결정방위 해석은 모노크로미터가 장착된 X RD장비감 이용하여 분석되었다.

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The Influence of Extrusion Ratio on Microstructure and Thermoelectric Properties of Rapidly Solidified N-type $Bi_2Te_{2.75}Se_{0.15}$ (급속응고된 N-type $Bi_2Te_{2.75}Se_{0.15}$ 열전재료의 미세조직과 열전특성에 미치는 압출비의 영향)

  • 이상일;홍순직;손현택;천병선;이윤석
    • Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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    • 2001.11a
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    • pp.30-30
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    • 2001
  • $Bi_2Te_3$계 열전재료는 200~400K 정도의 저온에서 네어지 변환효율이 가장 높은 재료로써 열전냉각, 바런재로 등에 응요하기 위하여ㅠ 제조법 및 특서에 관한 많은 연구가 진행되어 왔다. $Bi_2Te_3$계 화합물은 rhombohedral의 결정 구조를 가지는 층상 화 ;물로 결정대칭성으로 인해 연전기적으로 큰 이방성을 나타낸다. 현재는 일반향용고법에 의해서 입자를 a축 방향으로 성장시켜 큰 결정립을 가진 다결정재료를 사용하고 있으나, c면이 매우 취약하기 때문에 가공서이 나쁘다. 따라서 이와같은 단점을 개선하기 위하여 기계적 강도를 높일 수 있는 가공공정 및 합금설계에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 측히 열간 압출법으로 제조된 열전재료는 결정립의 미세화와 높은 이방성으로 성능지수와 기계적 강도를 향상시킬 수 있다는 연구결과가 보고되고 있다 또한 Schultz드의 연구결과에 의하면 $Bi_2Te_3$ 계 열전재료는 소성변형에 의하여 발생한 점결함에 의하여 캐리어 농도가 변화되며 이로 인하여 재료의 전기적 성질이 결정된다고 하였다. 따라서 상당히 큰 소성가공량과 열전측성과의 관계를 규명하는 것은 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 압출변수 중 소성가공량에 중요한 변수로 작요아는 압출비를 변화시켜 최적의 열간 소성가공량을 검토하고, 이에 따른 열전측성과 압출비와의 상관관계에 대하여 연구하는 것을 목적으로 하였다. 연구에 사용된 N형의 조성은$Bi_2Te_{2.75}Se_{0.15}$로서 순도 99.99를 사용하였고, dopant로 0.1wt%의 $SbI_3$를 사용하였다. $Bi_2Te_{2.75}Se_{0.15}$ 분말은 가스분사법(Gas atomization Process)를 이용하여, 용탕제조시 아르곤가스로 산화를 방지하였고, 냉매로는 질소가스를 이용하였다. 제조된 분말을 기ㅖ적 분급법을 이용하여 분급하였고, 냉매로는 질소가스를 이용하였다. 제조된 분말을 기계적 분급ㅂ법을 이용하여 분급하였고, 압출에 이용된 분말은 250$\mu\textrm{m}$이하의 크기를 사용하였다. 또한 분말제조과정 중 형성되는 표면산화층을 제거하기 위하여 36$0^{\circ}C$에서 4시간동안 수소 환원처리를 행하였다. 제조된 분말은 열간 압출을 위하여 Aㅣcan에 넣고 냉간성형체를 만들고, 진공처리를 한 후 밀봉하여 탈가스처리를 하였다. 압출다이는 압출비가 각각 28:1과 16:1인 평다이(9$0^{\circ}C$)를 사용하여 각각 내경이 9, 12cm이고, 길이가 50, 30cm인 압출재를 제조하였다. 열간압출한 후의 미세조직을 광학현미경으로 압출방향에 평행한 방향과 수직방향으로 관찰하였고, 열간 압출재 이방성을 검토하기 위하여 X선 회절분석을 실실하여 결정방위를 확인하였다. 전기 비저항 및 Seebeck 계수 측정을 위하여 각각 2$\times$2$\times$10$mm^3$ 그리고 5$\times$5$\times$10$mm^3$ 크기의 시편을 준비하였다.준비하였다.

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Processing and quality stability of precooked frozen fish foods : (III) Processing of mackerel based burger (조리냉동식품의 가공 및 저장중 품질안정성 : (III) 고등어버어거의 가공)

  • Lee, Eung-Ho;Kim, Jin-Soo;Ahn, Chang-Bum;Joo, Dong-Sik;Lee, Chung-Suk;Son, Kwang-Tae
    • Applied Biological Chemistry
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    • v.36 no.1
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    • pp.51-57
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    • 1993
  • For the effective untilization of mackerel as a food source, the most desirable processing conditions of mackerel based burger were investigated. The mackerel was beheaded, gutted, washed with tap water and deboned with the meat seperator. Then it was substituted with 15% pig meat and mixed with additives such as 18.3% emulsion curd, 3.0% soybean protein, 2.0% sodium chloride, 2.0% sugar, 0.1% monosodium glutamate, 0.2% polyphosphate, 0.4% sodium bicarbonate, 0.5% beef extract powder, 0.3% onion powder, 0.1% ginger powder and 0.1% garlic powder to a mixed meat. The seasoned mackerel based meat was molded to a thickness of 10 mm and a diameter of 80 mm, fried for 2 min. The examined mackerel based burger was superior to mackerel based burger by another processing conditions.

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Identification of the Volatile Compounds in Polyethylene Terephthalate Bottles and Determination of Their Migration Content into Mineral Water (PET 생수병 내 휘발성 물질의 동정 및 이행량 분석)

  • Jung, Eui Min;Kim, Dong Joo;Lee, Keun Taik
    • Korean Journal of Food Science and Technology
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    • v.46 no.1
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    • pp.19-24
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    • 2014
  • This study was carried out to identify the volatile organic compounds (VOCs) in polyethylene terephthalate (PET) bottles and to determine the extent to which VOCs migrate into mineral water during the bottling process and storage. A greater amount of nonanal and decanal was generated from the PET bottles than from the PET preforms. Benzene, ethylbenzene, nonanal, and vinyl benzoate were identified from the PET bottles when the incubation temperature of the headspace solid-phase microextraction (HS-SPME) sampler was set to 60, 80, and $100^{\circ}C$. As the incubation temperature increased, the concentrations of nonanal, vinyl benzoate, and decanal increased significantly. When the high-density polyethylene (HDPE) PET bottle caps were extracted with dichloromethane, the level of Irgafos 168 was found to be $206{\pm}20.1\mu}g/g$. The concentration of 2,4-di-tert-butylphenol in water was $4.80{\pm}0.2{\mu}g/L$. Therefore, it is necessary to avoid exposing PET and HDPE resins to high temperatures during the manufacturing process and storage of bottled water.

Effect of Pressing Process on the High-Temperature Stability of Yttria-Stabilized Zirconia Ceramic Material in Molten Salt of CaCl2-CaF2-CaO (CaCl2-CaF2-CaO 용융염에서 YSZ 세라믹의 고온 안정성에 미치는 성형공정의 영향)

  • Kim, Wan-Bae;Kwon, Suk-Cheol;Cho, Soo-Haeng;Lee, Jong-Hyeon
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.30 no.4
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    • pp.176-183
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    • 2020
  • The high-temperature stability of YSZ specimens fabricated by die pressure and cold isostatic press (CIP) is investigated in CaCl2-CaF2-CaO molten salt at 1,150 ℃. The experimental results are as follows: green density 46.7 % and 50.9 %; sintering density 93.3 % and 99.3 % for die press and CIP, respectively. YSZ foremd by CIP exhibits higher stability than YSZ formed by die press due to denseness dependency after high-temperature stability test. YSZ shows peaks mainly attributed to CaZrO3, with a small t-ZrO2 peak, unlike the high-intensity tetragonal-ZrO2 (t-ZrO2) peak observed for the asreceived specimen. The t-ZrO2 phase of YSZ is likely stabilized by Y2O3, and the leaching of Y2O3 results in phase transformation from t-ZrO2 to m-ZrO2. CaZrO3 likely forms from the reaction between CaO and m-ZrO2. As the exposure time increases, more CaZrO3 is observed in the internal region of YSZ, which could be attributed to the inward diffusion of molten salt and outward diffusion of the stabilizer (Y2O3) through the pores. This results in greater susceptibility to phase transformation and CaZrO3 formation. To use SOM anodes for the electroreduction of various metals, YSZ stability must be improved by adjusting the high-density in the forming process.

Group Delay Time Matched CMOS Microwave Frequency Doubler (군지연 시간 정합 CMOS 마이크로파 주파수 체배기)

  • Song, Kyung-Ju;Kim, Seung-Gyun;Choi, Heung-Jae;Jeong, Yong-Chae
    • The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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    • v.19 no.7
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    • pp.771-777
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    • 2008
  • In this paper, a frequency doubler using modified time-delay technique is proposed. A voltage controlled delay line (VCDL) in the proposed frequency doubler compensates the group delay time mismatching between input and delayed signal. With the group delay time matching and waveform shaping using the adjustable Schmitt triggers, the unwanted fundamental component($f_0$) and the higher order harmonics such as third and fourth are diminished excellently. In result, only the doubled frequency component($2f_0$) appears dominantly at the output port. The frequency doubler is designed at 1.15 GHz of $f_0$ and fabricated with TSMC $0.18\;{\mu}m$ CMOS process. The measured output power at $2f_0$ is 2.67 dBm when the input power is 0 dBm. The obtained suppression ratio of $f_0,\;3f_0$, and $4f_0$ to $2f_0$ are 43.65, 38.65 and 35.59 dB, respectively.

Development of Hydroponic Media Using Fly Ash and Clay System Cultures (양액재배용 석탄회-점토계 배지 개발)

  • 김일섭;강위수;신대용;류근창
    • Journal of Bio-Environment Control
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    • v.9 no.1
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    • pp.47-59
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    • 2000
  • In order to investigate the physical and chemical properties of artificial culture media, the specimens were substituted with 5~20% clay, 10~30%(w) quick lime, 5~l5%(w) burnt plaster and 10%(w) sawdust. Fly ash-clay bodies were sintered at 1,050~1,20$0^{\circ}C$ and then their properties were determined. It was found that 90FA10JC(fly ash +clay(90:10, %(w)) specimen sintered at 1,15$0^{\circ}C$ for 10 min. had good physical and chemical properties. When this composition was supplement with 10%(w) sawdust, bulk density water absorption, apparent porosity, compressive strength and pH after 240 hrs curing time were 1.14, 54.4%, 39.5%, 54 kgf.cm$^{-2}$ and 7.1 respectively. The physical properties of fly ash-quick lime-burnt plaster system specimens were superior to FAJC systems. However, this composition we not suitable as a artificial culture media because of its high pH. In this study, it was shown that 90FA10JC10SD(90FA10JC +10%(w) sawdust) system exhibited the best physical properties.

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Effects of the Powder Preparation Method on the Magnetic Properties of Fe-based Amorphous Alloy Powder Cores (철계 비정질 합금 분말코아의 자기적 특성에 미치는 분말 제조방식의 영향)

  • Noh, T.H.;Choi, H.Y.
    • Journal of the Korean Magnetics Society
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    • v.15 no.3
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    • pp.191-197
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    • 2005
  • In the fabrication process of Fe-based amorphous alloy powder cores by pulverization of the melt-spun ribbons and cold compaction, the effects of powder preparation method on the magnetic & electric properties, powder shapes and microstructure of cores have been investigated. The powder cores made by using rotor mill showed low effective permeability as compared to the cores prepared by ball milling. However the frequency dependence and quality factor properties were superior in the case of rotor-milling. Further the powders prepared by rotor mill had homogeneous and round shapes through strong shearing in the sieve ring, while the ball milled powders were inhomogeneous and relatively small. The lower permeability of the powder cores fabricated with rotor mill was considered to be due to the high internal stress occurred by very intensive shearing. Moreover the powder cores produced by rotor-milling showed lower core loss and good frequency dependence of effective permeability possibly due to the higher electrical insulation between magnetic particles. The dc bias property of the powder cores made by rotor-milling was better than the one by ball-milling.

고출력 LED 패키지용 고밀도 W-20wt%Cu 나노복합체 제조에 관한 연구

  • Ryu, Seong-Su;Park, Hae-Ryong;Kim, Hyeong-Tae;Lee, Byeong-Ho;Lee, Hyeok;Kim, Jin-U;Kim, Yeong-Do
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.26.2-26.2
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    • 2010
  • 최근에는 차세대 조명용 후보광원인 고출력 백색 LED를 개발하기 위한 경쟁이 치열하며, 이를 위해 업체가 고심하고 있는 가장 큰 문제 중의 하나가 칩에서 발생하는 열을 어떻게 관리하는가 하는 방열의 문제이다. 따라서, LED의 가장 큰 특징인 장수명을 손해보지 않기 위해서는 칩에서 발생되고 있는 열을 외부에 확산시키기 위한 기술 개발이 필수적이다. 다양한 방열소재 중 W-Cu 복합재는 W의 낮은 열팽창계수와 Cu의 높은 열전도도로 인해 방열소재로써 유망한 소재로 주목받고 있으나, 우수한 열적 특성을 발현하기 위해서는 고치밀화를 갖는 W-Cu 복합재 제조가 우선적으로 필요하다. W-Cu 복합체는 일반적으로 액상소결법을 통해 균일한 미세조직을 얻을 수 있으나, 열팽창계수를 낮추기 위해 Cu 함량이 적어지게 되면 치밀화가 어려우며 이를 해결하기 위해 나노입자를 갖는 분말을 이용하고자 하는 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 W과 Cu 산화물을 이용하는 것이 구성성분끼리의 편석이 발생하지 않으며, 소결성도 우수하여 양산화에 가장 접근한 방법으로 알려져 있다. 그러나, 지금까지의 얻어진 W-Cu 복합체의 경우, 분말상태에서의 얻어진 나노입자가 승온시에 마이크로 크기로 과도한 입자성장이 일어나기 때문에 소결 후에도 나노크기를 유지하기 어려울 뿐만 아니라, 구성상끼리의 응집체가 형성된다. 본 연구에서는 액상소결후에 W 입자가 Cu 기지내에 균일하게 분산되는 동시에 나노크기의 입자를 가지는 고분산 W-Cu 소결체를 얻고자 하였다. 이를 위해 금속산화물 분말의 분쇄를 위해 효과적인 방법으로 알려진 습식상태에서의 고에너지 볼밀링을 통하여 혼합된 텅스텐과 구리 산화물 분말의 수소환원공정을 통해 얻어진 100nm 이하의 입자를 가지는 W-20wt%Cu 나노복합분말을 출발분말로 사용하였다. W-20wt%Cu 나노복합분말의 성형체를 $1050^{\circ}C-1250^{\circ}C$의 온도범위에서 소결거동을 조사하였다. 그 결과, $1100^{\circ}C$ 온도에서 이론밀도에 가까운 소결밀도를 나타내었으며, 이는 기존에 비해 $100^{\circ}C$ 정도 치밀화 온도를 낮추는 결과이다. 소결체의 미세구조 관찰결과, 소결 후 약 200nm의 텅스텐 입자가 Cu내에 균일하게 분산되어 있었다. 제조된 W-Cu 시편에 대해서는 LED 응용성을 조사하기 위해 열전도도와 열팽창계수 등을 평가하였다.

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Influence of Activation Temperature on Surface and Adsorption Properties of PAN-based Activated Carbon Fibers/Phenolic Resin Matrix Composites (활성화 온도에 의한 PAN계 활성탄소섬유/페놀수지 복합재료의 표면 및 흡착특성)

  • 박수진;김기동;이재락
    • Polymer(Korea)
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    • v.24 no.1
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    • pp.97-104
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    • 2000
  • PAN-based activated carbon fibers/phenolic resin matrix composites (ACFCs) were manufactured via molding process with oxidized carbon fabrics (plain-type) and phenolic resin (resole-type) compounded by 70 : 30 wt%. The green body (as molded) was submitted to carbonization (at 100$0^{\circ}C$) in an inert environment and activation (at 700, 800, 900 and 100$0^{\circ}C$) in a $CO_2$ environment. In this work, the influence of activation temperatures was investigated in surface properties, such as pH, acid- and base-values by titration method, and in adsorption properties, i.e., specific surface area and pore structures by BET-method of the composites. Also, the pressure drops of the specimens were calibrated by ASTM. As a result, the activation temperature influenced the surface property of ACFCs. When the activation temperature was higher than 90$0^{\circ}C$, the surface was gradually developed in basic nature. And, the evolutions of specific surface area, total pore volume and pore size distribution of ACFCs could be easily confirmed the dependence on the activation temperature. Among them, well-developed pore structure from adsorption characteristics was changed of the ACFCs activated at 90$0^{\circ}C$. Also, the pressure drop was slightly decreased with increasing the temperature due to increasing the burn-off with heat treatment temperature of ACFCs.

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