• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.59.2-59.2
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• 2010

결정형 태양 전지의 보급화를 위하여 고순도 실리콘을 저렴하게 제조할 수 있는 기술 개발이 필요하다. 본 연구에서는 고순도 실리콘을 경제적으로 제조하기 위하여 대역 정제에 의한 일방향성 응고법을 이용한 정련 연구를 진행하였으며, 응고 속도와 고 액상의 온도 구배가 정련도에 미치는 영향을 분석 하였다. 본 실험에 사용된 일방향 응고장치는 실리콘 용탕이 장입된 도가니 하부의 열 교환기를 통한 냉각에 의해 용탕 하부에서 상부 방향으로의 일방향성 응고가 진행되며, 응고 진행시 용탕의 흔들림에 의한 정련능의 감소를 방지하기 위해 가열 영역이 이동하는 Stober 공정을 채택하였다. 가열 영역은 실리콘 용융을 위한 상부 가열 영역과 응고 진행시 응고부의 온도 제어를 위한 하부 가열 영역으로 구성되어 있으며, 두 가열 영역의 온도 제어를 통해 응고중인 실리콘의 고 액상의 온도 구배를 조절하였다. 일방향 응고에 의한 정련법에서 고 액상의 온도 구배가 증가할수록 2차 수지상의 발달이 감소하고, 주상정의 수지상 형태를 유지하게 되어 고 액 공존영역에서 액상 영역으로의 확산이 원활하게 이루어져 분배계수를 이용한 정련도가 좋아지게 되며, ICP 분석을 통해 온도 구배의 증가에 따라 정련능이 증가하는 양상을 확인 할 수 있었다. 고 액상의 온도 구배의 조절을 통한 공정 시간 대비 정련도의 향상을 통해 결정형 태양전지의 생산성의 증가를 통한 저가화를 이룰 수 있을 것이다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.14 no.4
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• pp.1033-1041
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• 1990

본 연구에서는 금속의 응고과정에 수반되는 고체와 액체의 밀도차에 의한 체 적수축을 고려하여 원봉내에서의 일방향 응고과정에 대한 수치해석을 하였다. 상변 화면에서 체적수축에 의한 중력방향으로의 액상 전체운동(bulk motion)과 원봉의 인출 속도 및 주형벽면에서의 경계조건이 금속내부의 온도분포와 상경계면의 이동속도에 미 치는 영향에 대해 연구하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.10 no.1
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• pp.3-6
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• 2000

Liquid-liquid phase separation due to the very different density and composition occurs when the hypermonotectic alloys are solidified on the ground. Besides this, other factors such as preferential wetting and coalescence make it difficult to get uniform microstructures during the directional solidification of hypermonotectic alloys. Therefore a few novel solidification methods to get rid of such a nonuniformity have been reviewed and the recent experimental work using ultrasonic energy in conjunction with directional solidification has been presented. The uniformly solidified structures have been obtained when the ultrasonic of 20kHz applied to transparent organic system, Succinonitrile-Glycerol, varying ultrasonic amplitude and composition etc.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.40 no.7
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• pp.653-658
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• 2016

High pressure components of a gas turbine engine are generally made of nickel-base superalloys, using precision casting process due to complicated geometries with intricate channels and cooling holes. Turbine components manufactured from directionally solidified and single crystal materials have columnar grains; however, it is found that the crystals do not grow in its preferred direction, although the orientation can be controlled. This anisotropy can lead to the variations of elastic and Hill's parameters in constitutive equations, and they alter stress distributions and the low cycle fatigue life. We aims to evaluate the effects of perturbed crystal orientations on the structural integrity of a directionally solidified nozzle using low cycle fatigue life. We also attempt to show the necessity for the control of allowed manufacturing errors and stochastic analysis. Our approaches included conjugate heat transfer and structural analysis, along with low cycle fatigue life assessment.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.4 no.2
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• pp.177-186
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• 1994

The effect of solidification condition and vibration on structure refinement was investigatedfor unidirectionally solidified $AI-CuAI_{2}$ eutectic composites. Eutectic composites were unidirectionally solidifiedunder vibration with variation of growth rates (R) and thermal gradient((G), $32^{\circ}C$/cm, and 35$^{\circ}C$/cm. The lamellar structure was varied according to growth condition(G/R ratio). For the structure refinementthe effect of G/R was found out to be greater rather than that of vibration. The interlamellarspacing(l) in this materials was varied with the growth rates(R) by "$\lambda^{2}R$=Constant" relationshipquot; relationship

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 1999.11a
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• pp.41-41
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• 1999

• Journal of Korea Foundry Society
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• v.14 no.6
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• pp.514-519
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• 1994

일방향 응고법을 이용하여 텔루리움(Te)이 Fe-C-Si 합금 즉 주철의 응고시 흑연의 형태에 미치는 영향을 관찰하였다. Te이 산소와의 반응성향이 큼을 감안하여 수소 및 아르곤으로 응고분위기를 조절함으로써 각각의 분위기에서 나타나는 Te의 영향을 비교 분석하였다. 그 결과 아르곤 분위기에 비하여 수소분위기에서 Te의 효과가 현저하였으며, 이것은 수소가 산소의 영향력을 억제하여 Te의 산화를 방지함에 기인하는 것으로 판단되었다. 수소 분위기 하에서 Te의 효과가 극대화되었을 경우 희주철 조직은 응고속도가 극히 낮은 때에만 얻어졌으며, 미세한 편상(片狀)흑연이 평면형 응고선단을 형성하며 열전달이 일어나는 반대 방향을 따라 성장함으로써 지금까지 볼 수 없었던 독특한 조직이 관찰되었다.

• Journal of Korea Foundry Society
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• v.12 no.5
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• pp.412-422
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• 1992

일방향 응고법으로 주조된 아공정 회주철의 파단면을 주사전자현미경을 이용하여 분석하였다. 회주철에서는 흑연의 형태변화로 인하여 파단면의 형상에 큰 차이점이 유발되었으며, 이와 같이 다양한 파단면의 특성분석을 위하여는 주사전자현미경의 이차전자(secondary electron)를 이용한 입체사진(stereopair micrograph)을 촬영하여 입체전인 관찰을 수행하는 것이 효과적이었다. 일방향으로 응고된 D형 흑연을 갖는 회주철이 A형 회주철에 비하여 열등한 기계적 성질을 갖는 것은 극히 미세한 망장(網狀)의 혹연조직과 오스테나이트의 이차 수지상 조직(secondary dendrite arms)의 형성에 기인하는 것으로 확인되었다. 이들 조직은 고 강도의 철상을 거치지 않고 주로 흑연상 주위의 취약한 부분을 통하여만 파괴가 전파되도록 유도함으로써 D형 주철의 파괴강도를 저하시킴이 발견되었다. A형 회주철에서는 조직의 조대함으로 인하여 고 강도의 철조직이 파괴에 참여하게 되어 파괴강도를 높여주는 것으로 확인되었다.

• Journal of Korea Foundry Society
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• v.11 no.5
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• pp.354-361
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• 1991

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.18 no.6
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• pp.232-236
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• 2008

Recently the shortage of silicon resources especially for poly-silicon of purity higher than 99.9999% leads to search for the more cheap and quick synthesizing routes for silicon feedstock. In order to solve this situation, we investigated the purification process of metallurgical grade (MG) silicon of purity around 99% by the acid leaching and following the unidirectional solidification. MG-Si lumps are pulverized with a planetary mill, and then leached with HCl/$HNO_3$/HF acid solution. As a result, the concentration of metal impurities including Al, Fe, Ca, Mn, etc. decreased dramatically. This process led to silicon content higher than 99.99%. The purified silicon powders were compacted and have been melted and uni-directionally solidified with heat exchange method (HEM) furnace. The properties of multicrystalline silicon ingots were specific resistance of $0.3{\Omega}{\cdot}cm$ and minority carrier life time (MCLT) of $3.8{\mu}{\cdot}sec$.