• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.89.2-89.2
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• 2012

$150^{\circ}$ 이상의 접촉각을 가지는 초소수성 표면은 self-cleaning, anti-fingerprint, anti-contamination 등의 특성을 가지므로 전자, 도료, 자동차 등 다양한 산업에서 활용될 수 있다. 재료 표면의 친/소수성은 물리적 요인과 화학적 요인 두 가지 요인을 조절함으로써 제어할 수 있다. 즉, 표면의 거칠기를 크게 하거나 표면에너지를 낮춰줌으로써 초소수성 표면을 구현할 수 있다. 실리카는 자연계에 매우 풍부하게 존재하고 있으며, 생체무해하며 내구성과 내마모성, 화학적 안정성, 고온 안정성 등을 지니고 있어 박막소재로 이용하기에 우수한 특징을 지니고 있다. 이러한 실리카 초소수성 코팅층을 형성하는 방법으로 본 연구에서는 전기분무법으로 마이크로 크기의 실리카 입자로 형성된 코팅층을 형성하였다. 이러한 마이크로 구조의 표면거칠기를 더욱 높이기 위하여 금 나노입자를 부가적으로 형성시켜 마이크로-나노구조 혼성의 계층구조를 만들고자 하였다. 금 나노입자는 자외선 조사 광환원법을 사용하였고, 이러한 계층구조에 플루오린 처리를 하여 계층구조 초소수성 코팅층을 형성하였다. 계층구조를 가지는 실리카 코팅층은 물 이외에 표면장력이 낮은 용액에서도 높은 접촉각을 보였고, 이러한 코팅층의 고온 안정성과 내구성, UV 저항성 등을 조사하여 실제 응용 가능성을 검토하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.352-352
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• 2015

PVD(Physical Vapor Deposition)법은 제작 조건에 따라 그 특성이 변하므로 원하는 재료 특성을 얻기 위해서는 모폴로지, 결정배향성 등에 따른 코팅막의 특성을 이해하는 것이 중요하다. 따라서 본 연구에서는 친환경 프로세스 방법인 PVD법 중 하나인 스퍼터링(Sputtering)을 이용하여 Al-Mg 막을 제작하였고, 제작된 막들에 대한 형성 메커니즘과 내식성 상관관계 해명을 위해 막의 조성분포, 표면 및 단면의 모폴로지 관찰 및 결정구조 분석을 진행하였다. 또한 염수분무 및 전기화학적 양극분극 시험을 통해 Al-Mg 막의 표면 및 단면 모폴로지가 내식특성에 미치는 영향을 고찰하였다. Al-Mg 막의 모폴로지 관찰결과 Mg 함량 및 열처리 조건에 의해 단면의 주상정 형태는 입상정 또는 무형태로 변화하였고, 표면의 모폴로지는 미세하고 치밀해지는 것으로 나타났다. 결과적으로 무형태의 단면 모폴로지와 미세하고 치밀한 표면 모폴로지를 갖는 막이 우수한 내식성을 나타내었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1991년도 하계학술대회 논문집
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• pp.174-177
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• 1991

Fluorine-doped $SnO_2\;(SnO_2:F)$ films were prepared in ordinary atmosphere on borosilicate glass substrates using pyrosol deposition method starting from the solutions composed of $SnCl_4-5H_2O-NH_4F-CH_3OH-H_2O-HCl$ in an attempt to develop transparent conductors for use in amorphous silicon (a-Si) solar cello. The deposition rate of films increased with the increase in the content of $H_2O$, whereas it decreased with increasing the content of $CH_3OH$. When air was used as the carrier gas, the lowest electrical resistivity was obtained from a solution having $CH_3OH/H_2O$ mol ratio of about $2{\sim}3$ in the solution. The use of $N_2$ of the same flow rate as the carrier gab resulted always in the high resistive films, but the resistivity of the films decreased continuously with the increase in the content of $H_2O$. The surface morphology and preferred orientation of films were also affected by the solvent composition and the content of HCl in the solution. The room-temperature resistance of the films were fairly stable after heat-treatments up to $600^{\circ}C$.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.732-739
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• 2016

여름철이 무더운 대한민국에서는 냉방에 많은 전력을 소비한다. 이 경우 간접증발냉각을 동시에 적용하면 전기 사용을 줄일 수 있다. 본 연구에서는 플라스틱/종이 재질의 U형 직교대향류 간접증발소자를 개발하고 그 성능을 기존의 직교류소자와 비교하였다. 시료의 크기는 $500mm{\times}500mm{\times}1000mm$이었다. 직교대향류 소자의 간접증발효율은 직교류 소자의 간접증발효율보다 6~21% 크고 그 차이는 전방 풍속이 증가할수록 증가하였다. 이는 직교대향류 소자의 크기가 크고 (대향류의 2배) 직교 대향류의 유용도가 직교류의 유용도보다 크기 때문이다. 직교대향류 소자의 압력손실은 직교류 소자의 압력손실보다 2배 가량 컸다. 습채널의 압력손실도 건채널보다 51~66% 컸다. ${\epsilon}$-NTU 방식의 해석 모델은 실험 데이터를 ${\pm}10%$ 이내에서 예측하였다. 직교대향류 소자를 사용하였을 때 절약되는 전기에너지는 직교류 소자의 값보다 크고 그 차이는 풍속이 증가할수록 증가하였다. 하지만 직교대향류 소자의 크기가 직교류 소자에 비하여 2배 크므로 원가의 상승과 분무수 사용량의 증가가 예상된다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.48.2-48.2
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• 2011

열전재료는 열과 전기에너지의 상호 변환이 가능한 재료로 이를 이용한 응용제품의 개발이 크게 주목을 받고 있으며, 특히 $Bi_2Te_3$계 합금의 경우 상온에서 가장 우수한 성능지수를 가지는 재료로 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 기존의 $Bi_2Te_3$계 합금은 일방향응고법으로 제조되어 많은 시간과 비용을 필요로 하고, 특히 C축의 Van der Waals 결합으로 인해 기계적 강도가 약하다는 단점이 있었다. 최근 분말야금법을 이용하여 기계적강도를 높이고, 격자산란에 의한 열전도도의 감소로 성능지수를 높일수 있는 방법들이 제시되고 있다. 본 연구에서는 급속응고공정인 가스분무법을 이용하여 n-type의 $95%Bi_2Te_3-5%Bi_2Se_3$분말을 제조하였고, 이 재료의 경우 성형조건에 따라 조직이 쉽게 변하기 때문에 이를 제어하기 위해 단시간동안 고압으로 성형가능한 자기펄스압축성형법(Magnetic Pulsed Compaction)을 이용하여 성형체를 제조하였다. 제조된 성형체는 밀도를 증가시키고 결정립성장을 억제시킬수 있는 방전플라즈마소결법(Spark Plasma Sintering)을 이용하여 소결체로 제조되었으며, 각각의 공정이 열전성능에 미치는 영향을 고찰하였다. OM (Optical Microscope) 및 SEM (Scaning Electric Microscope)을 이용하여 미세구조를 관찰하였고 XRD (X-Ray Diffraction)를 이용하여 상의 변화를 분석하였으며, 상온에서 경도를 측정함으로서 공정조건에 따른 기계적강도를 비교하였다. Seebeck계수는 시편의 양단에 온도차를 주어 발생하는 기전압을 측정하여 계산하였고, 전기비저항은 4point probe방법으로 측정하였다. 전하이동도 및 전하농도는 Hall측정으로부터 구하였고 열전도도를 측정하여 종합적인 열전성능을 평가하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.161-167
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• 2015

본 논문에서는 응축수를 활용하는 새로운 열전 냉각장치를 소개하고 이 냉각장치에 대한 전기적 등가회로 모델을 제안한다. 소개된 냉각장치는 수집된 응축수를 히트싱크로 분무함으로써 응축수를 처리함과 동시에 냉각 효율을 향상시킬 수 있다. 기존의 열전 냉각장치에 대한 회로 모델과 열전소자-응축수 간의 열교환 방정식을 결합함으로써 소개된 냉각장치의 전기적 등가회로 모델을 유도한다. 유도된 모델의 파라미터는 별도의 실험을 통한 데이터 측정 없이 열전소자의 데이터시트 정보만으로 결정되기 때문에 소개된 냉각장치의 제어기를 설계하는 단계에서 해당 모델이 유용하게 사용될 수 있다. 제안된 모델의 타당성을 모의실험을 통해 확인하고 기존의 열전 냉각장치와 성능을 비교함으로써 응축수를 활용한 열전 냉각장치의 우수성 또한 검증한다.

• 한국자기학회지
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• 제26권1호
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• pp.7-12
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• 2016

전기비저항이 높아 1 MHz 이상 고주파용 코어재료로 적합한 Fe-9%Si-2%Cr 합금분말의 열처리 온도에 따른 투자율 거동과 규칙-비규칙 전이에 대해 연구하였다. 분무과정에서 B2 규칙상의 생성이 억제되지 않았으며, $550^{\circ}C$ 이상에서 열처리 했을 경우 $DO_3$ 상의 회절선을 검출할 수 있었다. 열처리 온도가 증가할수록 격자상수와 보자력은 감소하였으나 $450^{\circ}C$에서 보자력의 갑작스런 큰 증가가 있었다. $150^{\circ}C$의 비교적 낮은 열처리 온도에서 가장 높은 투자율을 나타내었고, 이후 열처리 온도가 증가할수록 투자율은 감소하였다. 이상의 거동은 $DO_3$ 규칙상의 생성과 이에 따른 비저항의 변화로 설명할 수 있었다.

• 전기화학회지
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• 제9권2호
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• pp.64-69
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• 2006

초음파분무열분해법과 한 단계의 후열처리로 이차상이 없는 Al이 첨가된 $Li(Ni_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3-x}Al_x)O_2$ (x=0.0, 0.005, 0.01. 0.05) 리튬이차전지용 양극활물질을 합성하였다. 합성된 분말은 Al의 첨가량이 많아짐에 따라서 $I_{003}/I_{104}$ 비는 감소하고 입자가 커지는 경향을 보였다. 상온에서 전류밀도 1C의 rate로 $3.0\sim4.5V$ 범위에서 충방전 시험한 결과, Al 치환량이 0.5와 1.0 at%에서는 초기용량이 180과 $184mAhg^{-1}$으로 치환하지 않았을 때의 $182mAhg^{-1}$과 차이가 없었으며, 싸이클 특성도 치환하지 않은 것과 0.5, 1.0 at% 치환한 조성에서 각각 81, 77, 81%의 방전용량이 유지되었다. 그러나 $3.0\sim4.6V$에서는 치환효과가 확실하게 나타나서, 50 싸이클 후의 치환하지 않은 것의 방전용량은 초기용량의 30%가지 감소한데 비하여 Al을 0.5 at% 치환한 것은 70%를 유지하였다. 치환에 의한 싸이클 특성 향상은 XPS 분석 결과 Al 치환이 $Mn^{3+}$의 양을 감소시켰기 때문인 것으로 사료되었다.

• 한국재료학회지
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• 제24권11호
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• pp.639-643
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• 2014

Hydrophilic $SiO_2$ layers were obtained by the atmospheric-pressure plasma treatment. Superhydrophobic $SiO_2$ layers were first deposited by the electrospray deposition method. The electrospunable solution that was prepared based on the solgel method was sprayed on Si (100) substrates. The surface of the electrosprayed $SiO_2$ layers consisted of the agglomeration of nano-sized grains, which led to a very high roughness and revealed a very high contact angle to water droplets over $162^{\circ}$. After having been exposed to the atmospheric $Ar/O_2$ plasma, the observed superhydrophobicity of the $SiO_2$ layers were greatly changed: a dramatic variation of the water contact angle from $162^{\circ}$ to $3^{\circ}$, namely realization of superhydrophillicity. Interestingly, the surface microstructure was almost preserved. According to the XPS analysis, it is more likely that thanks to the plasma exposure, the surface of $SiO_2$ layers will be cleaned in terms of organic species that are hydrophobic-inducing, consequently leading to the hydrophilic nature observed for the plasma-exposed $SiO_2$ layers.

• 한국재료학회지
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• 제26권5호
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• pp.258-265
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• 2016

Fluorine-doped tin oxide (FTO) nanoparticles have been successfully synthesized using ultrasonic spray pyrolysis. The morphologies, crystal structures, chemical bonding states, and electrochemical properties of the nanoparticles are investigated. The FTO nanoparticles show uniform morphology and size distribution in the range of 6-10 nm. The FTO nanoparticles exhibit excellent electrochemical performance with high discharge specific capacity and good cycling stability ($620mAhg^{-1}$ capacity retention up to 50 cycles), as well as excellent high-rate performance ($250mAhg^{-1}$ at $700mAg^{-1}$) compared to that of commercial $SnO_2$. The improved electrochemical performance can be explained by two main effects. First, the excellent cycling stability with high discharge capacity is attributed to the nano-sized FTO particles, which are related to the increased electrochemical active area between the electrode and electrolyte. Second, the superb high-rate performance and the excellent cycling stability are ascribed to the increased electrical conductivity, which results from the introduction of fluorine doping in $SnO_2$. This noble electrode structure can provide powerful potential anode materials for high-performance lithiumion batteries.