• Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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• v.10 no.3
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• pp.195-203
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• 2022

In this paper, the effects of the bottom ash aggregate sizes and compaction levels on the thermal conductivity of porous concrete were investigated. In this experimental study, bottom ash was used as aggregates after identifying the aggregate characteristics. SA mixtures included hybrid aggregates, and DA contained only one particle size. The water-binder ratio was fixed at 0.30, and the compaction levels were applied to the concrete specimens at 0.5, 1.5, and 3.0 MPa. Unit weight, total void ratio, and thermal conductivity were measured and analyzed. As the compaction level increased, the unit weight and thermal conductivity increased in the SA mixtures, but the total void ratio decreased. In addition, the thermal conductivity of the specimens under oven-dried condition were lower than that of the specimens under air-dried condition. The correlation between the unit weight, total porosity, and thermal conductivity of porous concrete was analyzed. The thermal conductivity-unit weight correlation was proportional, while the thermal conductivity-total void ratio correlation was inversely proportional.

• Journal of the Korean Geosynthetics Society
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• v.23 no.2
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• pp.53-62
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• 2024

Recently, development of non-traditional energy such as oil sands has been actively conducted in the cold region such as Canada. Frozen soil has different thermal and mechanical characteristics from general soil due to its high organic contents. This study evaluated the impact of organic matter content on the thermal and mechanical behavior of frozen soil samples collected from Alberta, Canada, and Gangwon Province, South Korea. As the organic content increases, the maximum dry unit weight decreases and the optimum moisture content increases in compaction tests. In uniaxial compression tests under frozen conditions, the strength of the frozen specimens increased as the temperature decreased. The strength of Canada soil sample increased with higher organic matter content at low temperatures. However, the strength of frozen soil was not significantly affected by organic matter content due to the complex behavior and unfrozen water content. Thermal conductivity tests showed higher thermal conductivity in frozen conditions compared to unfrozen conditions, due to the higher thermal conductivity of ice compared to water. These findings provide essential data for geotechnical design and construction in large-scale projects such as oil sands development in cold regions. Further research is needed to explore the impact of organic matter content on different types of frozen soils.

• Journal of Energy Engineering
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• v.20 no.4
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• pp.303-308
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• 2011

The present study has been carried out to predict the heat transfer characteristics of reverse heat loss method for a residential refrigerator by using numerical analysis and corresponding experiment. From the measured values of temperature and heat input, one can conclude that, the temperature inside the refrigerator has a nearly linear relationship with heat input. The effect of gasket heat loss was examined with the change of thermal conductivity of gasket region. The appropriate thermal conductivity of gasket region was acquired from the comparison of heat losses with the experimental result and numerical analysis. The result of calculated heat losses had accuracy within 1.8% error with the experimental result. With the selected thermal conductivity of gasket region, the effectiveness of reverse heat loss method was examined with the change of thermal conductivity of vacuum insulation panel.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.655-655
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• 2013

그래핀은 높은 전자 이동도, 열전도도, 기계적 강도, 유연성 등의 고유한 특성으로 다양한 분야에 응용하기 위한 연구가 수행되고 있으며, 특히 전자 소자에의 적용에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 전자 소자에 적용하기 위해서는 성장 및 물성에 관한 규명, 응용 소자에 따른 특성 평가가 필요하다. 이러한 소자 특성은 그래핀 물성에 의한 영향이 기본적이지만 에칭, 전사 등의 공정 중 발생하는 오염, 표면 특성, 잔여물 등에 의한 물성 변화 또한 분석 및 제어에 관한 연구가 필요하다. 열화학증착법(thermal chemical vapor deposition)을 이용한 그래핀 합성은 구리 기판을 사용하며, 합성된 그래핀의 에칭, 박리 및 전사 공정이 있다. 이러한 공정 중 발생하는 오염 입자가 그래핀 표면에 흡착되거나, 제거되지 않은 PMMA 잔여물이 그래핀의 특성에 영향을 미치게 된다. 따라서 본 연구에서는 $CO_2$ 클러스터의 표면 충돌을 이용하여 이러한 오염 물질 및 잔여물을 제거하고 그래핀 표면을 평탄화하는 것에 관한 연구를 수행하였다. 가스 클러스터란 작동기체의 분자가 수십에서 수백 개 뭉쳐 있는 형태를 뜻하며 이렇게 형성된 클러스터는 수 nm 크기를 형성하게 된다. 그리고 짧은 시간의 응축에 의해 수십 nm 크기 까지 성장 하게 된다. 클러스터를 이용한 표면 처리는 충돌에 의한 제거에 기반 한다. 따라서 생성 및 가속되는 클러스터로부터 대상으로 전달되는 운동량의 정도가 세정 특성에 영향을 미치며 이는 생성되는 클러스터의 크기에 종속적이다. 생성 클러스터의 크기 분포는 분사거리, 유량, 분사 각도, 노즐 냉각 온도 등의 변수에 관한 함수이다. 본 연구에서는 이러한 변수들을 제어하여 클러스터를 이용한 그래핀 표면 처리 실험을 수행하였다. 평가는 클러스터 표면 처리 전과 후의 특성 비교에 기반 하였으며, 광학 현미경을 이용한 표면 형상 측정, 라만분광 분석, AFM을 이용한 표면 조도 측정, 그래핀 면저항 측정 결과를 비교하였다. 평가 결과를 통하여 표면 처리를 하지 않은 그래핀에 비하여 면저항과 표면 조도가 낮아지는 것을 확인 할 수 있었다. 또한 클러스터 세정은 300 mm 웨이퍼 크기 이상의 대면적을 짧은 시간에 건식으로 세정할 수 있다는 장점이 있어 향후 최적화를 통해 그래핀 양산 시 특성 향상을 위한 후처리 방법으로 사용될 수 있음을 확인하였다.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.26 no.7
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• pp.107-115
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• 2010

In this paper, the applicability of cement grout bas been studied as an alternative to bentontite grout to backfill ground heat exchangers. To provide an optimal mixture design, the groutabilty and thermal conductivity of cement grouts with various mixture ratios were experimentally evaluated and compared. The unconfined compression strength of cement grout specimen was measured, which was exposed to cyclic temperature variation ranging from $50^{\circ}C$ to $-5^{\circ}C$. In addition, the integrity of the interface between circulating HDPE pipes and cement grout was evaluated by performing equivalent hydraulic conductivity tests, on the specimen. in which a pipe locates at the center of the specimen.

• Journal of Venture Innovation
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• v.5 no.2
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• pp.85-99
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• 2022

Dryers becoming commercially available for experimental and industrial use are classified to general drying oven, hot-air dryer, vacuum dryer, freezing dryer, etc. and kinds of them are various from the function, size and volume, etc. But the moisture measurement is not applied although it is important factor for the quality control and the performance improvement of products, and then now is very passive because the weight is weighed arbitrarily after dry-end. Generally the method for measuring moisture is divided by a direct measurement method and a indirect measurement method, and the former such as the change of weight or volume on the front and rear of separation of moisture, etc. is mainly used. Relatively a indirect measurement is very limited to apply due to utilize measurement apparatuses using temperature conductivity and micro-wave etc. In this research, we easily designed the moisture measurement system using the open-source based Arduino, and monitored moisture fluctuations and weight profiles in the real-time without the effect of external environment. Concretely the temperature-humidity and load cell sensors were packaged into a drying oven and the various change values were measured, and their sensors capable to operate 60℃ and 80℃ were selected to suitable for the moisture sensitive materials and the food dry. And also the performance safety using the organic samples of banana, pear, sawdust could be secured because the changes of evaporation rate as the dry time and temperature, and the measurement values of load cell appeared stable response characteristics through repeated experiments. Hereafter we judge that the reliability can be improved increasingly through the expansion of temperature-humidity range and the comparative analysis with CFD(Computational Fluid Dynamics) program.

• Journal of Korean Society of Disaster and Security
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• v.17 no.4
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• pp.13-22
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• 2024

The electrical impedance of engineered cementitious composite (ECC) was measured over the frequency range 20 Hz-1 MHz at different temperatures 7-60 ℃. From the results, electrical properties of ECC were presented by thermally activated ions. The main finding is that conductivity of ECC increases with increasing temperature and it was observed that dynamic process of relaxation is independent of a change in temperature due to the presence of unburnt carbon in fly ash. This phenomenon was also confirmed that a characteristic plateau region emerges at low frequency in Nyquist plot. AC conductivity which is dependent of frequency in ECC was apparently formed with decreasing temperature. This is because of the presence of conductive material, i.e. unburnt carbon. Finally, activation energy of ECC was investigated to exclude temperature effect on the conductivity of ECC. There are two distinct features in frequency-depended activation energy; one is that the energy is independent of frequency (<20 kHZ) and the other is that the energy decreases with an increase in frequency.

• 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.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.62-62
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• 2000

비접촉식 온도센서는 물체에서 방출하는 적외선 등의 복사신호를 열에너지로 전환하고 이를 다시 전기신호로 2차 에너지 변환하여 온도를 감지하는 센서로 인체 검지를 응용한 다양한 상품 및 교통, 방재, 빌딩 시스템 등의 분야에 널리 응용되고 있다. 비접촉식 적외선 센서는 열에너지를 전기에너지로 변환하는 방법에 따라 양자형과 열형으로 구분되며, 이중 양자형은 광전도나 광기전력 효과 등을 이용하여 감도 및 응답성이 우수하다는 장점을 지니고 있지만, 소자부를 80K 이하 온도로 유지시키는 냉각을 필요로 하므로 대형 제작이 불가피하고 그 용도가 제한적이다. 열형은 냉각이 필요 없고 소형으로 제작가능한 장점을 지니고 있어 써모 파일이나 초전체를 이용한 번용 센서가 보급되고 있다. 그러나 써모파일의 경우 출력되는 전기 신호가 미약하여 감도 및 응답성을 향상하기 위해 구조가 복잡하고, 특히 모터초퍼나 저항을 전압으로 변환시키는 전력기 등이 필요로 하는 단점을 지니고 있다. 따라서 이러한 문제점을 보완하기 위해 열전재료 박막을 이용한 적외선 센서를 개발하려는 노력이 진행중에 있다. 열전박막을 이용한 적외선 센서는 열전재료의 Seebeck 현상을 이용하여 열에너지에서 전기에너지의 변환이 자가발전으로 이루어져 offset과 외부 바이어스를 필요로 하지 않는다. 또한 작은 온도 변화에도 그 감도와 응답성이 높고, 출력신호가 커서 증폭기 등이 불필요한 장점을 지니고 있다. 특히 초전형 센서가 상온에서도 기판에 대한 열 확산을 제어해야 하는 문제점을 갖는 반면, 열전박막형 적외선 센서는 고온에서도 안정된 출력 신호를 얻을 수 있어 그 활용 온도 범위가 크게 확대될 것으로 기대된다. 본 실험에서는 우수한 열전특성을 갖는 (Bi1-xSbx)2Te3 박막을 얻기 위해 열팽창계수가 작고 알칼리 원소가 0.3% 이하로 포함되어 있는 corning glass(# 7059)를 기판으로 사용하였다. 또한 최적의 열전특성을 나타내는 조성을 실험적으로 구하기 위해 (Bi0.2Sbx)2Te3 조성의 합금 타？ 위에 Bi2Te3 및 Sb2Te3 chip을 올려놓고 그 면적을 변화시켜 다양한 조성의 열전박막을 증착하였다. 열전박막의 증착시 산화와 오염에 의한 열전특성 변화를 최소화하기 위해 초기진공도를 1$\times$10-6 Torr로 하였으며, Ar 가스를 흘려주어 2$\times$102 Torr 의 증착진공도를 유지하였다. 열전박막을 증착하기 전에 기판을 10분간 200W의 출력으로 RF 처리하였으며, 30$0^{\circ}C$에서 33 /sec의 속도로 (Bi1-xSbx)2Te3 박막을 증착하였다. 이와 같이 제조된 (Bi1-xSbx)2Te3 박막의 미세구조를 SEM으로 관찰하고 EDS로 조성을 분석하였으며, XRD를 이용하여 결정성을 관찰하였다. 또한 (Bi1-xSbx)2Te3 박막의 Seebeeck 계수 및 전기비저항을 측정하고 증착된 박막조성, 결정상, 미세구조와 열전특성간의 상관관계를 고찰하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.17 no.9
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• pp.1-11
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• 2016

The effect of the migration of nanoparticles near the wall of a channel on the convective heat transfer in a laminar flow of $SiO_2$ nanoparticle suspensions (nanofluids) under constant wall heat flux boundary conditions was numerically and experimentally investigated in this study. The dynamic thermal conductivity of the aqueous $SiO_2$ nanofluids was measured using T-type thermocouples attached to the outer surface of a stainless steel circular tube (with a length of 1 m and diameter of 1.75 mm). The nanofluids used in this study were synthesized by dispersing $SiO_2$ spherical nanoparticles with a diameter of 24 nm in de-ionized water (DIW). The enhancement of the thermal conductivity of the nanofluids (e.g., an increase of up to 7.9 %) was demonstrated by comparing the temperature profiles in the flow of the nanofluids with that in the flow of the basefluids (i.e., DIW). However, this trend was not demonstrated in the computational analysis, because the numerical models were based on continuum assumptions and flow features involving nanoparticles in a stable colloidal solution. Thus, to explore the non-continuum effects, such as the modification of the morphology caused by nanoparticle-wall interactions on the heat exchanging surfaces (e.g., the isolated and dispersed precipitation of the nanoparticles), additional experiments were performed using DIW right after the measurements using the nanofluids.