• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.22 no.6
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• pp.541-548
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• 2009

In this study, Charpy impact test and numerical studies were performed to examine the effects of failure behavior and energy absorption on the notch position. For this purpose, carbon steel plate(SA-516 Gr. 70) with thickness of 25mm usually used for pressure vessel was welded by SMAW(Shielded Metal-Arc Welding)method and specimens were fabricated from the welded plate. The Charpy impact tests were then performed with specimens having different notch positions varying within HAZ. A series of three-dimensional FE analysis which simulates the Charpy test and crack propagation are carried out as well. We divided HAZ into two, three and four regions to apply mechanical properties of HAZ to FE-analys. Results reveal that the absorbed energies during impact test depend significantly on the notch position. To obtain the results of reliability, HAZ should be divided into at least three regions.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.117-117
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• 2010

나노입자 제조 기술이 점차 발전하면서 금속산화물, 반도체용 및 태양전지용, 신소재 등 다양한 응용분야에 사용하고 있다. 따라서 이와 같은 나노입자 제조방법으로는 펄스 레이저 용사법(pulsed laser ablation), 플라즈마 아크 합성법(plasma arc synthesis), 열분해법(pyrolysis), plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD)법 등과 같은 기상공정이 많이 사용되고 있다. 기상공정은 기존의 공정에 비해 고순도 입자의 대량 생산, 다성분 입자의 화학적 균질성 유지, 비교적 간단하고 깨끗한 공정 등의 장점을 가지고 있다. 기상공정에서 일반적인 입자 형성 메커니즘은 기체 상태의 화학 물질이 물리적 공정 혹은 화학 반응에 의해 과포화상태에 도달하게 되며, 이 때 동질 핵생성(homogeneous nucleation)이 일어나고 생성된 핵(nuclei)에 기체가 응축되고 충돌, 응집하면서 입자는 성장하게 된다. 열분해법은 실리콘 나노입자를 생산하는 기상공정 중 하나이다. 일반적으로 열분해 공정은 지속적으로 열이 가해지는 반응기 내에 반응기체인 $SiH_4$을 주입하고, 운반기체는 He, $H_2$, Ar, $N_2$ 등을 사용하였을 때, 높은 열로 인해 $SiH_4$가 분해되며, 이 때 가스-입자 전환 현상(gas to particle conversion)이 일어나 실리콘 입자가 형성된다. 그러나 입자 형성과정은 $SiH_4$ 농도, 유량, 작동 압력, 온도 등 매우 다양한 요소에 영향을 받는다. 고, 복잡한 화학반응 메커니즘에 의해 명확히 규명되지는 못하고 있다. 이에 본 연구에서는 복잡한 화학반응을 해석하는 상용코드 CHEMKIN 4.1.1을 이용하여 열분해 반응기 내에서의 실리콘 입자 형성, 성장, 응집, 전송 모델을 만들고 이를 수치해석하였다. 표면 반응, 응집, 전송에 의한 입자 성장 메커니즘을 포함하고 있는 aerosol dynamics model을 method of moment법으로 해를 구하였으며, 이를 실험 결과와 비교하여 모델링을 검증하였다. 또한 반응기의 온도, 압력, 가스 농도, 유량 등의 요소를 고려하여 실리콘 나노입자를 형성하는 최적의 조건을 연구하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2002.07b
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• pp.814-816
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• 2002

Because there is a strong interaction between the arc discharge and their surroundings, it is not easy to predict the characteristics of industrial arc plasma systems such as gas circuit breakers. The design procedure of these systems is still largely based on trial and error, although the situation is rapidly improving because of the available computational power at a cost in which is still coming down. The desire to predict the behavior of arc plasma systems, thus optimizing and reducing the develpment cost, has been the motivation of these arc researches. In this paper. we have simulated the switching operation of a gas circuit breaker during high current area using a computational fluid dynamics considered the electric field analysis, the radiation model and the effeects of turbulence.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.302.2-302.2
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• 2016

알루미늄 산화막 스퍼터링 공정 중 타겟이 반응성이 있는 산소와 결합하여 산화되는 타겟 오염은 증착 효율의 감소[1]와 방전기 내 아크 발생을 촉진[2]하여 이를 억제하는 방법이 연구되어 왔다. 본 연구에서는 알루미늄 산화막 증착 공정 중 타겟 오염 현상이 기판에 증착된 알루미늄 산화막 특성이 미치는 영향을 분석하였다. 실험에는 알루미늄 타겟이 설치된 6 인치 웨이퍼용 직류 마그네트론 스퍼터링 장치를 활용하였다. 위 장치에서 공정 변수 제어를 통해 타겟 오염 현상의 진행 속도를 제어하였다. 공정 중 타겟 오염 현상을 타겟 표면 알루미나 형성에 따른 전압 강하로 관찰하였고 타겟 오염에 의한 플라즈마 변화를 원자방출분광법을 통해 관찰하였다. 이 때 기판에 증착 된 알루미나 박막의 화학적 결합 특성을 XPS depth로 측정하였으며, 알루미나 박막의 두께를 TEM을 통해 측정하였다. 측정 결과 타겟 오염 발생에 의해 공정 중 인가 전압 감소와 타겟 오염에 소모된 산소 신호의 감소가 타겟 오염 정도에 따라 변동되었다. 또한 공정 중 타겟 오염 정도가 클수록 기판에 증착한 막과 실리콘 웨이퍼 사이에 산소와 실로콘 웨이퍼의 화합물인 산화규소 계면의 형성 증가됨을 확인했다. 위 현상은 타겟 오염 과정 중 발생하는 방전기 내 산소 분압 변화와 막 증착 속도 변화가 산소의 실리콘 웨이퍼로의 확산에 영향을 준 것으로 해석되었다. 위 결과를 통해 스퍼터링 공정 중 타겟 오염 현상이 기판에 증착 된 알루미나 막 및 계면에 미치는 영향을 확인하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1536-1537
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• 2011

The high-voltage circuit breaker plays an important role in the electrical system because there has been a need for suitable switching devices capable of initiating and interrupting the flow of the electric fault current. It continues as the contacts recede from each other and as the newly created gap is bridged by a plasma. The arc plasma happens inside the insulation nozzle of SF6 self-blast interrupter which is newly developed as the next-generation switching principle. The ablation of PTFE nozzle is caused by this high temperature medium, the PTFE vapor from the nozzle surfaces flows toward the outlets and the pressure chamber. The vapor makes the pressure of the chamber increased by heat and mass transfer from the arcing zone. Because the rate of ablation depends on the magnitude of applied current, it decreases when the current goes to zero. The compressed gas inside the chamber flows reversely toward the arc plasma during this moment. According to this principle, the arc can be cooled down and the fault current can be interrupted successfully. In this study, we calculate arc plasmas and thermal-flow characteristics caused by fault current interruption inside a SF6 self-blast interrupter, and to investigate the effect of PTFE ablation on the whole arcing history.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.18 no.8
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• pp.71-78
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• 2001

In GMA(Gas Metal Arc)Welding, the weld size that is a locally melted area of a workpiece is one of the most important considerations in determining the strength of a welded structure. Variations in the weld power and the welding heat flux may affect the weld pool formation and ultimately the size of the weld. Therefore, an accurate prediction of the weld size requires a precise analysis of the weld thermal cycle. In this study, a model which can estimate the weld bead geometry and a method for thermal analysis, including the model, are suggested. In order to analyze the weld bead geometry, a mathematical model was developed with transformed coordinates to apply to the horizontal fillet joints. A heat flow analysis was performed with a two dimensional finite element model that was adopted for computing the base metal melting zone. The reliability of the proposed model and the thermal analysis was evaluated through experiments, and the results showed that the proposed model was very effective for predicting the weld bead shape and good correspondence in melting zone of the base metal.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.25 no.12
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• pp.74-81
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• 2011

A computational approach was developed to understand about the arc quenching process in a gas circuit breaker(GCB). This approach is a program to analyze the gas flow in the breaker. The arc is processed at the same time. The program was used the so-called FLIC method for gas analysis techniques. It was referenced that the arc is interpreted the 'a Simplified Enthalpy Flow Arc Model'. In order to validate about the results of the program, a Auto Puffer GCB was chosen as the test subject. Because, the breaker is the one that arc current is interrupted by using the arc heating. And also, the current interrupting capability can be obtained only owing to the positive utilization(auto puffer) of the clogging phenomenon, without other puffer actions. In this paper, it has been realized that the entire arc quenching process is computerized, which is based on the self-flow current interruption by the auto puffer action. This program, which was verified through experiments, produced good results.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.21 no.8
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• pp.20-26
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• 2007

A high ignition voltage is required to turn on the metal halide discharge(MHD) lamp. The igniter with high frequency resonance circuit needs more devices, such as sidac, arc-gab, SCR(silicon control rectifier), DIAC and so of which increase the complexity and decrease the reliability of the ignitor. This paper analyzes and designs a simple LC resonance type igniter without any extra switch devices. Moreover, the igniter will not influence the steady-state operation of the lamp. Through the mathematical analysis, the computer simulation and experiment results of a prototype ballast for 1[kW] metal halide lamp(MHL) lamp, the proposed igniter was verified to be effective.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.8 no.1
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• pp.45-51
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• 1998

Ti-45at%AI-1.6at%Mn 조성을 갖는 금속간화합물의 장시간 및 반복산화 거동을조사하기 위하여 반응소결법 및 플라즈마 아크 용해법으로 제조한 시편에 대하여 80$0^{\circ}C$에서는 반응소결재와 용제재 모두 등온 및 반복산화에 대하여 우수한 저항성을 나타내었다. 90$0^{\circ}C$에서는 반응소결재의 경우에는 등온 및 반복산화에 대하여 우수한 저항성을 보였으며, 중량변화와 산화피막의 박리는 극히 적었다. 이에 비해 용제재의 경우에는 등온 및 반복산화에 의해 중향이 크게 변하였으며 피막의 박리도 극심하였다. 90$0^{\circ}C$에 있어서 두 재료간의 이러한 산화거동 차이는 기지/산화물 계면 부근에 형성된 산화층의 차이에 기인하는 것으로 간주하였다. 반응소결재의 경우에는 계면 부근에 연속적인 AO$_{3}$O$_{3}$층이 형성되며, 이러한 층이 산화에 대한 보호막으로 작용하는데 비하여 용제재에 있어서는 계면 부근에 AO$_{3}$O$_{3}$와 TiO$_{2}$의 혼합층이 형성되었다. 용제재의 반복산화시에 보여진 피막의 박리는 냉각시에 TiO$_{2}$와 기지간의 열팽창계수 차이에 기인하여 발생하는 열응력을 TiO$_{2}$가 견디지 못하고 박리를 초래한 것으로 해석하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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• pp.45-45
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• 2010

This paper discusses the simulation and LI(light impulse) test of the shieldless vacuum interrupter concept. The shields of vacuum interrupter play an important role in absorbing the metal vapor. But shield distort the electric field distribution of inner vacuum interrupter. Therefore, the insulation efficiency will improve. if shield of vacuum interrupter inside does not exist. As a result, FEM simulation show that improve distribution of electrical field and equi-potential line. But LI test result dissimilar to FEM simulation result. Shieldless vacuum interrupter model lower BIL(breakdown impulse light) than vacuum interrupter have installed shield. Because conditioning process occurred metal vapor. This paper compared that FEM analysis and LI test of installed shield model and shieldless model.