• Title/Summary/Keyword: 승온

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기판후면 온도 모니터링을 이용한 CIGS박막 하향 증착시스템 개발 및 그 소자로서의 특성 연구

  • Kim, Eun-Do;Cha, Su-Yeong;Mun, Il-Gwon;Hwang, Do-Won;Jo, Seong-Jin;Kim, Chung-Gi;Kim, Jong-Pil;Yun, Jae-Ho
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2014.02a
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    • pp.443-443
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    • 2014
  • CIS 박막을 제조하기 위한 방법으로 셀렌화(selenization)방식, MOCVD방식, 동시진공증발(co-evaporation)방식, 전착(electrodeposition)방식 등이 있으나, 이러한 방식을 이용하여 CuInSe2 박막을 제조하는 경우 어떤 방법으로든 다원화합물의 조성 및 결정성을 조절하기가 매우 어려운 단점이 있었다. 기판의 온도를 일정 온도로 유지하도록 하고, 증발원을 가열하여 이에 내포된 물질(이원화합물 또는 단일원소)을 증발시켜 기판에 증착이 이루어지도록 하거나, 기판의 온도를 승온시키고 구리 이원화합물을 내포한 증발원을 가열해 물질을 증발시켜 기판에 증착이 이루어지도록 하는 방법으로 기판에 박막이 형성되도록 한다. 기판의 대면적화로 인해 균일한 박막의 형성이 어려워지고 있으며, 이중 15% 이상의 고효율을 보인 방법은 3-stage process를 이용한 동시진공증발방식으로, Cu, In, Ga, Se 등의 각 원소를 동시에 진공 증발시키면서 조성을 조절하여 태양전지에 적절한 전기적, 광학적 특성을 가지는 Cu(In,Ga)Se2 (CIGS)박막을 증착시키는 방법이다. 일반적으로, 실험실에서 연구되고 있는 장비의 구조는 증발원이 아래에 장착되어서 상향 증착되는 방식이다. 본 연구에서 사용된 장비는 하향 증발원이 측면에 장착되어서 하향 증착되는 방식으로 구성하였다. 증착되는 면방향으로, 적외선온도계(pyrometer)가 설치된 시창(viewport)의 오염 등으로 인하여, 지속적인 공정이 이루어지기 힘든 점을 개선하여 증착기판의 후면에 적외선 온도계를 설치하여 기판의 온도변화를 감지하여 공정에 반영할 수 있도록 하였다. 본 연구에서는 하향식 진공 증발원, 기판후면 온도모니터링모듈 등을 개발 장착하여, CIGS 박막을 제조하였으며, 버퍼층은 moving 스퍼터링법으로 ZnS를 증착하였고, 투명전극층은 PLD(Pulsed Laser Deposition)를 이용하여 제조하였다. 가장 높은 광변환효율을 보인 Al/ZnO/CdS/Mo/SLG박막시료는 유효면적 $0.45cm^2$에 광변환효율 15.65 %, Jsc : $33.59mA/cm^2$, Voc : 0.64 V, FF : 73.09 %를 얻을 수 있었으며, CdS를 ZnS로 대체한 Al/ZnO/ZnS/Mo/SLG박막시료는 유효면적 $0.45cm^2$에 광변환효율 12.45 %, Jsc : $33.62mA/cm^2$, Voc : 0.59 V, FF : 62.35 %를 얻을 수 있었다.

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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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Preparation of Silica Films by Surface Tension Control (표면장력 제어를 이용한 실리카 박막의 제조)

  • Lee, Jae-Jun;Kim, Yeong-Ung;Jo, Un-Jo;Kim, In-Tae;Je, Hae-Jun;Park, Jae-Gwan
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.9 no.8
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    • pp.804-809
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    • 1999
  • Silica films were prepared on Si single crystal substrates by a sol-gel process without DMF using TEOS as a starting material. Films were fabricated by spin coating technique. For films having a composition of TEOS : HCI(1:0.05mol), gelation time, the thickness of films, the formation of cracks and the microstructure of the films were investigated as a function of the molar ratio of $CH_3OH and H_2O$. With 8mol $CH_3OH$, the longest gelation time was measured to be 640hr. The thickness of the coated films was decreased with increasing content of $CH_3OH$. The films were sintered at $500^{\circ}C$ for 1hr with a heating rate of $0.6^{\circ}C$/min. The coated films showed worm-like grains and partially cracked microstructures at an amount of $CH_3OH$ 2mol and 4mol. The addition of more than 8 mole of $CH_2OH$ resulted in crack-free silica films. This suggests that crack-free films can be fabricated by controlling the surface tension energy of the sol solutions without DMF.

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Kinetic Studies of Pyrolysis and Char-$CO_2$ Gasification on Low Rank Coals (저급탄의 열분해 및 촤-$CO_2$ 가스화 반응의 속도론적 연구)

  • Kang, Suk-Hwan;Ryu, Jae-Hong;Park, Soo-Nam;Byun, Yong-Soo;Seo, Seok-Jung;Yun, Yong-Seung;Lee, Jin-Wook;Kim, Yong-Jeon;Kim, Joo-Hoe;Park, Sam-Ryong
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.49 no.1
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    • pp.114-119
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    • 2011
  • Thermogravimetric analysis(TGA) was carried out for pyrolysis and char-$CO_2$ gasification of low rank Indonesian ABK coal and China lignite. The pyrolysis rate was successfully described by a two-step model adopting the modified Kissinger method. The shrinking core model, when applied to char-$CO_2$ gasification gave initial activation energy of 189.1 kJ/mol and 260.5 kJ/mol for the ABK coal and China lignite, respectively. Thus, the char-$CO_2$ gasification has been successfully simulated by the shrinking core model. In particular, the activation energy of char-$CO_2$ gasification calculated in this work is similar to the results on the anthracite coal, but considerable difference exists when other models or coal types are used.

Effects of Substrate Type, Soil Depth, and Drainage Type on the Growth of Sedum kamtschaticum in Extensive Green Roof Systems (저토심 옥상녹화 시스템에서 기린초의 생육에 대한 인공배지 종류, 토심, 그리고 배수 형태의 효과)

  • Huh, Keun-Young;Kim, In-Hye;Ryu, Nam-Hyong
    • Journal of the Korean Institute of Landscape Architecture
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    • v.31 no.4
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    • pp.90-100
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    • 2003
  • 본 연구는 기존 건축물 옥상녹화에 이용 가능한 저토심 옥상녹화 시스템 을 연구하고 개발하고자 수행되었다. 연구목적을 달성하기위해서 시스템의 개념적 모델이 선행 연구로부터 유추되었고 개념적 모델로부터 실험을 위한 시스템들이 제안되었다. 건축물 옥상 위에 설치된 이 시스템들에서 기린초의 생육에 대하여 인공배지 종류, 토심, 그리고 배수 형태의 효과들이 2002년 4월 3일부터 10월 18일까지 연구되었다. 인공배지 종류는 단용과 혼용이고, 토심은 5cm, l0cm,그리고 15cm이며, 배수 형태는 저수$.$배수형과 배수형으로 하였다. 여기서, 인공배지 단용은 폐유리 미분 100에 발포제를 1∼2정도 첨가하고, 착색제를 1정도 첨가한 후, 6∼8$^{\circ}C$/min로 승온하여 750∼85$0^{\circ}C$의 온도에서 발포시킨 다공질 유리를 수냉식으로 급랭하고, 분쇄기로 이송하여 l0mm이하로 분쇄하고 입도를 조절하여 얻어진 다공질 유리 파쇄물과 수피를 부피 비 6:4로 혼합하여 조성된 것이며 인공배지 혼용은 인공배 지 단용에 양토(모래 46%, 미사 40%, 점토 14%)를 부피비 5:5로 혼합하여 조성된 것이다. 피복면적, 지상부와 지하부의 생체중과 건물중, 그리고 시각적 질을 조사하였다. 각 변수들은 던칸의 다중범위 검정으로 통계처리 하였으며 처리들간의 유의수준은 5%였다. 그리고 기존 건축물 옥상에 대한 과부하의 위험을 피하기 위해서 각 시스템의 중량이 평가되었다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 실험기간 중에 피복면적에 대한 배수 형태의 효과는 유의성 있는 차이를 나타내지 않았다. 인공배지 혼용의 피복면적은 인공배지 단용의 것보다 통계적으로 유의성 있게 높았다. 토심 5cm처리의 피복면적은 나머지 처리들의 피복면적보다 통계적으로 유의성 있게 낮았다. 토심 l0cm처리와 토심 15cm처리는 통계적으로 유의성이 없는 것으로 나타났다. 지상부와 뿌리의 생체중 및 건물중과 시각적 질에 대한 처리들의 효과는 피복면적에 대한 것과 유사하거나 동일하였다. 결과적으로, 기린초의 생육은 인공배지 단용보다 인공배지 혼용에서 더 높았고, 토심 10∼15cm에서 더 높았으며, 배수 형태에서는 뚜렷한 차이를 나타내지 않았다. 이 결과를 토대로, 기존 건축물 옥상에 적용 가능한 시스템의 허용하중과 기린초의 생육을 동시에 고려해볼 때, 저토심 옥상녹화 시스템 은 인공배지 종류에서는 혼용이, 토심은 10cm, 그리고 배수형태는 배수형이 적합하다고 보았다. 제안된 조건으로 조성된 시스템은 인공배지가 포장용수량상태일 때 그 중량이 약 115kg/$m^2$정도로 나타났다.

The Study of annealing condition and press method of glass for making glasses lens (안경렌즈 제작을 위한 유리의 열처리조건과 성형방법에 관한 연구)

  • Cha, Jung Won;Ha, Tae Wook
    • Journal of Korean Ophthalmic Optics Society
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    • v.6 no.1
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    • pp.133-137
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    • 2001
  • The method to make glass is tried first thing in domestic study for glasses lens. Tg of glass KzFSl was measured by DSC experiment and press method of glass of meniscus shape was studied for minimize the cost. Tg was increased $483^{\circ}C$ to $501^{\circ}C$ with increasing heating rate $2^{\circ}C/min$ to $20^{\circ}C/min$. It shows Arrhenius temperature dependence and the activation energy of Tg is ${\Delta}E$=409 kJ/mole(4.25eV) by using Ozawa method and Tg is near $480^{\circ}C$. The melt of KzFSl powder was poured to concave cast stainless and pressed convex cast stainless. The quenched glass was slow cooled with cooling rate $0.25^{\circ}C/min$ in temperature range $520{\sim}430^{\circ}C$. The glass was made without strain. It has meniscus shape and same size to commercial glasses lens.

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Study of the Curing Reaction Rate of a Glass Fiber Reinforced Bisphenol-A (BPA) Epoxy Prepreg by Differential Scanning Calorimetry (DSC) (Differential Scanning Calorimetry (DSC)를 이용한 유리섬유 Bisphenol-A(BPA)계 에폭시 프리프레그의 경화 반응 속도 연구)

  • Kwon, Hyeon-Jin;Park, Hee-Jung;Lee, Eun-Ju;Ku, Sang-Min;Kim, Seon-Hong;Lee, Kee-Yoon
    • Composites Research
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    • v.31 no.1
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    • pp.30-36
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    • 2018
  • The curing behavior of glass fiber reinforced epoxy prepregs based on Bisphenol-A (BPA) was studied by differential scanning calorimetry (DSC). The total heat of reaction(${\Delta}H_{total}=280.3J/g$) was determined based on the results of the dynamic heating scanning experiments. Isothermal experiments were carried out at $110{\sim}130^{\circ}C$, and it was observed that the maximum conversion and the maximum reaction rate were increased as temperature increased. Also Kamal equation was applied to analyze autocatalytic reaction of epoxy prepregs. The higher temperatures, the greater reaction rate constants ($k_1$, $k_2$). Theoretical values were calculated by these reaction rate constants and compared with experimental values. And it was confirmed that they were in reasonable agreement. At the beginning of the reaction, the experimental data and theoretical prediction were shown the same tendency, but at the end of reaction, the experimental data were smaller than theoretical predicted values due to reaction rates controlled by diffusion.

Potential of HAZ Property Improvement through Control of Grain Boundary Character in a Wrought Ni-based Superalloy (단련용 Ni기 초내열합금의 입계구조 제어를 통한 HAZ 특성 향상 가능성 고찰)

  • Hong, H.U.;Kim, I.S.;Choi, B.G.;Jeong, H.W.;Yoo, Y.S.;Jo, C.Y.
    • Proceedings of the KWS Conference
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    • 2009.11a
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    • pp.43-43
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    • 2009
  • 단련용 다결정 Ni기 초내열합금은 우수한 가공성, 내산화성, 고온특성 등으로 가스터빈 연소기, 디스크, 증기발생기 전열관 등 발전용 고온부품 소재에 널리 적용되고 있다. 최근 발전설비의 고효율화를 꾀하기 위해 작동 온도를 현격히 증가시키는 기술방향으로 발전하고 있고, 소재측면에서는 기존의 초내열합금 대비 고기능성을 확보할 수 있는 차세대 Ni기 초내열합금 개발이 유럽, 미국, 일본, 중국 등을 중심으로 활발히 이루어지고 있다. 이러한 소재의 고온강도 (온도수용성)를 향상시키기 위해서는 통상 규칙격자 금속간화합물인 $Ni_3(Al,Ti)-{\gamma}'$상의 분율을 증가시킬 수 있지만, ${\gamma}'$상분율이 증가할 경우 용접 및 후열처리 동안 용접열영향부 (HAZ)에서 액화균열이 발생할 가능성이 높아진다. 결정립계를 따라 발생하는 HAZ 액화균열은 입계특성에 의해 크게 영향을 받을 것으로 판단된다. 한편, 본 연구자들은 최근 입계 serration 현상을 단련용 합금에 도입시키는 특별한 열처리를 이론적 접근법을 통해 개발하였다. 형성된 파형입계는 결정학적인 관점에서 조밀 {111} 입계면을 갖도록 분해 (dissociation)되어 낮은 계면에너지를 갖게 됨을 확인하였으며, 입계형상 변화뿐만 아니라 탄화물 특성변화까지 유도하여 크리프 수명을 기존대비 약 40% 정도 향상시킴을 확인하였다. 이러한 직선형 입계 대비 'special boundary'로 간주되는 파형입계가 도입될 경우, HAZ 결정립크기 변화 및 액화거동에 미치는 영향을 고찰하고, 아울러 입계특성 제어가 용접성/용접부 품질 향상에 기여할 수 있는 가능성도 토의하고자 하였다. 본 연구에서는 재현 HAZ 열사이클 시험을 통해 미세구조를 정량적으로 비교하였다. 상대적으로 입계구조가 안정된 파형입계의 이동속도가 高계면 에너지를 갖는 직선형 입계보다 느려 HAZ 결정립 성장이 효과적으로 억제됨을 확인할 수 있었다. 입계 액화거동을 살펴보면, 두 시편 모두 $M_{23}C_6$, MC 등 입계탄화물 계면이 빠른 승온중 액화반응 (constitutional liquation)에 의해 입계가 액화되었으며, 이후 급냉에 의해 입계에 액상막이 존재한 흔적이 발견되었다. 최고온도별로 입계액화 폭/비율을 정량적으로 비교한 결과, 파형입계가 직선입계 대비 대체로 낮음을 확인할 수 있었으며, 때때로 액화되지 않고 잔존하는 입계 탄화물이 관찰되었다. 재현 HAZ 미세조직을 통해 Hot ductility 시험 결과를 유추하자면, 파형입계가 직선입계 보다 좁은 취성온도영역 (Brittle Temperature Range)을 나타낼 것으로 예상되어, 입계특성제어에 의해 Ni기 초내열합금의 용접성을 향상 가능성을 확인하였다.

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Studies on the Thermal Processing of Cooked Rice Packed in Retort Pouch (레토르트 파우치 미반(米飯)의 가열살균에 관한 연구)

  • Lee, Shin-Young;Lee, Sang-Kyu;Pyun, Yu-Ryang;Yu, Ju-Hyun;Han, Byung-Kon
    • Korean Journal of Food Science and Technology
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    • v.13 no.2
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    • pp.153-159
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    • 1981
  • A study was carried out to determine the optimal sterilization conditions of cooked rice packed in retort pouch and processed in a steam-air system retort. The cooked rice packed in retort pouch in various thickness (15, 20 and 25 mm) was processed at various heating temperature (110, 115 and $120^{\circ}C$) with $F_0$-value 6.0. In order to evaluate quality change during the thermal prosessing, C-values, based on z-value $33^{\circ}C$ and $F_0$ value 6.0, were also calculated at surface, center and mass average temperatures. Subsequent storage study revealed that the cooked rice packed in 15 mm thickness and processed at $120^{\circ}C$ with$F_0$-value 6.0 could be held without any spoilage and color change, when stored for 6 months at $38{\pm}1^{\circ}C$ under saturation humidity.

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Thermal Stability and Critical Ignition Temperature of RPF (RPF의 열적 안정성과 한계발화온도)

  • Lim, Woo-Sub;Choi, Jae-Wook
    • Fire Science and Engineering
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    • v.22 no.1
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    • pp.99-104
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    • 2008
  • It is important to understand thermal characteristic as a method to estimate the new materials, because spontaneous ignition characterized by causing combustion in the low temperature without ignition source. If can not find out the thermal characteristics of materials, it is frequent that causes of fires could not be found. The danger level of spontaneous ignition material should be estimated and by closely studying its thermal characteristic. However, RPF(Refuse Paper & Plastic Fuel) is a solid matter and getting increasesa year by year because it is an economy profit as alternative energy for limited fossil fuels. Some time RPF occur a fire in the cases of its production process and conservation. Therefore study for thermal stability and critical ignition temperature of RPF was so imperative that the experiment by means of Bombe Calorimeter, TG-DTA, MS80, SIT-II, and Wire Basket Test was implemented. As a result, RPF had a caloric value 26.4-28.3 MJ/kg, and its initial pyrolysis temperature was $192^{\circ}C$ at heating rate 2 K/min. With the result of analysis by MS 80 which is an instrument measuring microscopic calory, pure RPF not containing water has higher caloric value than RPF containing 20% water. Also, SIT-II which is an instrument of insulated auto-ignition was ignited by $118.5^{\circ}C$. This temperature is lower than that of Wire Basket Test. The critical ignition temperature was calculated by Frank-Kamenetskii equation can cause ignition at $80^{\circ}C$ when conserved in the height of 10 m by the standard of infinity slab.