• 접착 및 계면
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• 제17권1호
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• pp.15-20
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• 2016

열가소성 섬유강화 복합재료를 위해 사출성형법이 사용되며, 사출품 내부의 섬유 배열이 열가소성 복합재료의 기계적 물성에 영향을 미친다. 본 연구에서는 탄소섬유/폴리프로필렌(CF/PP, carbon fiber/polypropylene) 복합재료를 사출성형할 때, 금형에 구리선을 붙여 사출품의 상태에 따라 확인되는 전기저항 변화도를 감지하여 사출품 내부의 섬유 배열 상태를 분석하였다. 사출될 때 발생되는 전기저항 변화도를 3가지의 종류로 구분할 수 있었다. 사출될 때 발생되는 금형의 전기저항 변화도 크기가 클수록 인장강도가 높은 CF/PP 성형품을 제조할 수 있었다. 이러한 이유는 CF/PP 성형품 내부의 섬유 배열에 의한 영향임을 접촉각 평가 및 시편의 표면 분석, 인장시편의 파단면 관찰 결과로 확인하였다. 균일한 섬유 배열을 가질 경우 사출 용융액 내부의 섬유가 열을 고르게 가지고 있으며, 금형에 일정한 열을 사출기간 동안 전달하게 되어 금형의 전기저항 변화도가 증가됨을 감지할 수 있었다. 궁극적으로 전기저항 평가방법을 이용하여 CF/PP 복합재료 성형품의 상태를 예측할 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.44-48
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• 2008

본 논문은 몰드변압기용 에폭시수지의 열 열화특성을 고찰하기 위하여, 접촉각, 표면저항률 및 XPS를 측정하였다. 실험결과, 표면에서 재가교를 일으킴에 따라 접촉각은 $200^{\circ}C$까지는 증가하다가 $250^{\circ}C$에서는 열응축이 발생되어 접촉각이 감소하는 경향을 나타내었다. XPS분석을 통하여 산소/탄소 피크치를 조사한 결과, 최초 미처리의 시료에서는 탄소에 대한 산소의 피크치가 더 높게 나타났으나, 열처리 후에는 그와 반대되는 경향을 나타내었다. 이러한 탄소피크의 증가는 $200^{\circ}C$까지 나타났고 그 이상의 온도에서는 다시 감소하였다. 이것은 $200^{\circ}C$까지는 안정된 표면구조를 형성하다가 $250^{\circ}C$에서는 급격한 산화가 발생됨으로써 탄소결합이 파괴되었기 때문이다. 이는 급격한 표면활성화에 따른 친수화로 도전로가 쉽게 형성되었기 때문이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.69-69
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• 2011

태양열 발전 플랜트에 사용되는 중고온 범위의 축열조에 고체-액체간 상변화를 수행하는 용융염을 축열물질로 사용하면 액체상 또는 고체상만으로 된 열저장 매체에 비해 축열조의 규모를 축소함과 동시에 축열온도의 균일성 향상에 기여할 수 있다. 중온인 $250{\sim}400^{\circ}C$ 범위에서 이용 가능한 용융염으로는 질산칼륨($KNO_3$), 질산리튬($LiNO_3$)등이 있다. 그러나 이러한 용융염의 가장 큰 단점은 열전도율이 매우 낮다는 것이며, 이로 인해 요구되는 열전달률을 성취하기 위해서는 많은 열접촉면적이 필요하다는 것이다. 이러한 단점을 극복하는 방법을 도입하지 않고서는 축열시스템의 소규화를 성취하는데 큰 효과를 가져올 수 없다. 한편 열수송 성능이 탁월한 히트파이프를 사용하면 열원 및 열침과 축열물질 사이의 열전달 효율을 증가시켜 시스템의 성능 향상과 동시에 소규모화에 기여할 수 있다. 중온 범위 히트파이프의 작동유체로서 다우섬-A(Dowtherm-A)는 $150^{\circ}C$이상 $400^{\circ}C$까지의 범위에서 소수에 불과한 선택적 대안 중 하나이다. 따라서 본 연구에서는 용융염을 사용하는 중온 태양열축열조에 적용 가능한 다우섬-A 히트파이프의 성능을 파악하여 기술적 자료를 제시하고자 하였다. 열원으로는 고온 고압의 과열증기, 그리고 열침으로는 중온의 포화증기를 고려하였다. 용융염 축열조를 수직으로 관통하는 히트파이프는 하단부에서 열원 증기와 열교환 가능하며, 중앙부에서 축열물질과 열교환하고, 상단부에서는 중온 증기와 접촉할 수 있도록 배치하였다. 축열모드에서는 히트파이프의 하단부가 증발부로 작동하고, 중앙부가 응축부로 작동하여 용융염으로 열을 방출하면 용융염의 온도가 상승하고 용융점에 도달하면 액상으로의 상변화가 진행되면서 축열이 활성화된다. 축열모드에서 히트파이프의 상단부는 단열부로 작동한다. 방열과정에서는 히트파이프의 하단부가 단열된 상태이고, 중앙부는 용융염으로부터 열을 받아 증발부로 작동하며, 상단부는 중온 증기로 열을 방출하므로 응축부로 작동한다. 즉, 축열시스템의 작동모드에 따라 하나의 히트파이프에서 증발부, 응축부, 단열부의 위치가 변하게 된다. 특히, 히트파이프의 중앙 부분이 응축부에서 증발부로 전환될 때에도 작동이 보장되려면 내부 작동유체의 연속적인 재순환이 가능해야 하므로, 일반 히트파이프에서와는 달리 초기 작동액체의 충전량을 증발부 전체의 체적보다 더 많이 과충전해야 한다. 이러한 히트파이프의 성능 파악을 위한 실험에서 고려한 변수들은 열부하, 작동액체의 충전률, 작동온도 등이며, 열수송 성능의 지표로서는 유효열전도율과 열저항을 이용하였다. 중온범위에서 적정한 작동온도를 성취하기 위해 실험에서는 전압 조절기로 열부하를 조절하는 동시에 항온조로 응축부의 냉각수 입구 온도를 제어하였다. 하나의 히트파이프에 대해서 최대 1 kW까지의 열부하에서 냉각수 입구 온도를 $40^{\circ}C$에서 $80^{\circ}C$ 범위로 변화시키면 히트파이프 작동온도를 약 $250^{\circ}C$ 내외로 조절 가능하였다. 히트파이프 작동액체 충전률은 윅구조물의 공극 체적을 기준으로 372%에서 420%까지 변화 시켰다. 실험 결과를 토대로 열저항과 유효 열전도율을 각각 입력 열유속, 작동온도, 작동액체 충전률 등의 함수로 제시했다. 동일한 냉각수 온도에서는 충전률이 높을수록 히트파이프의 작동온도가 감소하였다. 열저항 값의 범위는 최소 $0.12^{\circ}C/W$에서 최대 $0.15^{\circ}C/W$까지로 나타났으며 유효 열전도율의 값은 최소 $7,703W/m{\cdot}K$에서 최대 $8,890W/m{\cdot}K$까지 변화했다. 최소 열저항은 충전률 420%인 경우에 나타났는데 이때의 작동온도는 약 $262^{\circ}C$이었다. 히트파이프의 작동한계로서 드라이아웃(dry-out)은 충전률 372%의 경우에 열부하 950 W에서 발생하였으나, 그 이상의 충전률에서는 열부하 1060 W까지 작동한계 발생이 관찰되지 않았다. 실험 결과 본 연구에서의 히트파이프는 중온 태양열 축열조에 적용되어 개당 약 1 kW의 열부하를 이송하면서 축열물질 및 축방열 대상 유동매체와 열교환을 하는데 사용하는데 충분할 것이라 판단된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.53.1-53.1
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• 2010

결정질 실리콘 태양전지의 효율을 향상시키기 위하여 수광면에 서로 다른 도핑농도를 가지는 고농도 도핑영역과 저농도 도핑영역으로 이루어진 emitter를 형성하는 것이 요구되며 이를 selective emitter라 칭한다. Selective emitter를 형성하면 고농도 도핑영역에서 금속전극과 저항 접촉이 잘 형성되기 때문에 직렬 저항이 최소화되고 저농도 도핑영역에서는 전하 재결합의 감소로 인하여 태양전지의 변환효율이 상승하는 이점이 있다. Selective emitter의 형성방법은 이미 다양한 방법이 제안되고 있으나, 본 연구에서는 기존에 제시된 방법과는 다르게 열산화 시 dopant redistribution에 의한 Boron depletion 현상을 이용하여 selective emitter를 형성하는 방법을 제안하였고, 이를 Simulation을 통하여 검증하였다. 초기 emitter 확산 후 junction depth는 0.478um, 면저항은 $104.2{\Omega}/sq.$ 이었으며, nitride masking layer 두께는 0.3um로 설정하였다. $1100^{\circ}C$에서 30분간 습식산화 공정을 거친 후 nitride mask가 있는 부분의 junction depth는 1.48um, 면저항은 $89.1{\Omega}/sq$의 값을 보였고, 산화막이 형성된 부분의 junction depth는 1.16um, 면저항은 $261.8{\Omega}/sq$의 값을 보였다. 위 조건의 구조를 가진 태양전지의 변환 효율은 19.28%의 값을 나타내었고 Voc, Jsc 및 fill factor는 각각 645.08mV, $36.26mA/cm^2$, 82.42%의 값을 보였다. 한편 일반적인 구조로 설정한 태양전지의 변환 효율, Voc, Isc 및 fill factor는 각각 18.73%, 644.86mV, $36.26mA/cm^2$, 80.09%의 값을 보였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.57-63
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• 2004

본 연구에서는 저압용 누전차단기 접속단자에서의 접촉압력에 따른 발열특성을 조사하고 차단기 단자와 전선에 접촉 불량이 발생했을 때의 전압, 전류파형과 산화물 증식 등을 분석하였다. 차단기 단자와 전선에 접촉압력이 가해지지 않았을 때는 접촉저항증가로 열이 발생하고 금속표면에 산화 막이 형성되었다. 이때 단자 외부 절연물의 온도는 접촉 불량에 의해 급격하게 상승하며 단자내부에서 미세한 불꽃과 연속적인 방전음이 발생하였다. 단자내부도체와 접속전선 접촉면에서 기계적 진동에 의한 접촉 불량이 발생했을 때, 접촉면에서 산화물이 증식되고 발열온도는 869℃이상으로 상승하여 전기재해의 위험이 높음을 알 수 있었다.

• 동력기계공학회지
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• 제11권2호
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• pp.26-31
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• 2007

통신용 전자기기에서 대부분의 열은 증폭기에서 발생한다. 일반적으로 증폭기를 냉각하기 위하여 공랭식을 사용하여 발생하는 많은 열을 냉각하였다. 그러나 전통적인 방법은 고성능 콤팩트화 되어가는 추세에서 발열되는 열을 충분히 냉각하기는 부족하다. 본 논문은 고발열 전자부품 냉각을 위해서 수냉식 방법을 사용하였다. 열전달 효율을 높이기 위하여 냉각판에 직접 냉각수를 흐르게하여 접촉저항을 줄였다. 그리고 냉각판의 유로에 대한 배열과 유량의 비의 효과를 조사하였다. 연구를 수행한 결과, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 냉각수 순환량이 $3{\iota}/min$인 경우, 유로 직경이 8 mm일 때의 냉각 성능이 10 mm일 때보다 우수한 것으로 나타났다. 냉각수 순환량이 $3{\iota}/min$인 경우, 유로 직경이 8 mm일 때의 발열 소자 표면 온도 분포가 더욱 안정적으로 나타났으며, 상하부에 설치된 발열 소자 표면 온도가 더 낮게 나타났다. 동일한 유로 직경의 냉각판에서, 열유속 증가에 따른 냉각수의 전열 성능 증가로 인해 전체 발열량의 증가율보다 발열 소자의 온도 증가율이 낮게 나타났다.

• 한국재료학회지
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• 제5권5호
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• pp.611-619
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• 1995

PAN계 탄소섬유와 페놀수지를 이용하여 rod를 인발성형 한 후, 다른 섬유분율을 갖는 두종류의 hexagonal type 4D 프리폼을 제작하였다. 석탄계 핏치를 가압함침 탄화공정을 통하여 함침한 후 탄화와 고온열처리를 하였다. 이와 같은 공정을 반복하여 고밀도화된 4D CRFC를 제조하였다. 열충결 시험 후 새로운 크랙이 생성되었을 뿐만 아니라 기존의 크랙이 확장되었으며 이와 같은 크랙들은 공기와의 접촉면을 제공하여 중량감소를 보였다. 공기 산화 저항성을 고온열처리 공정을 거친 것이 약 20% 우수하게 나타났다. 4D CFRC의 밀도와 섬유의 분율이 높을 수록 삭마 저항성이 커지고, 삭마량은 시간에 따라 선형적으로 증가하였으며 type II가 type I보다 삭마저항성이 우수하였다. 삭마 메카니즘을 관찰한 결과 1차적으 기질의탈리가 먼저 일어난 다음 섬유가 삭마되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제6권3호
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• pp.270-272
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• 2005

코발트 실리사이드는 낮은 전기 저항성 때문에 고효율 소자를 제조하는데 적합한 물질이다. 이는 전자소재가 소형화되면서 접촉저항과 혼합을 줄이기 위해 더욱 필요하게 되었다. 본 연구에서는 티타늄의 표면산화에 미치는 영향과, RTO 조건에서 온도에 따른 코발트 실리사이드 박막의 산화정도를 측정했다. 기질로서 p-형 실리콘웨이퍼를 사용하였고, 고속 열 가공을 통하여 박막을 가공하였다. 티타늄 층을 입혔을 때 산화충의 두께는 $500{\AA}$정도 성장하였다. 고속 열산화의 온도변화에 따라 산화막은 $550^{\circ}C\~700^{\circ}C$까지는 성장을 보였으나 $700^{\circ}C$이상에는 산화막 성장이 포화상태를 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권3호
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• pp.77-86
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• 2002

위성은 일단 한 번 발사하고 나면 운용궤도상에서 수리 및 회수가 거의 불가능하기 때문에 위성에 들어가는 모든 개발 부품들은 완벽한 설계, 충분한 해석, 고 작업도의 제작, 그리고 다양한 시험이 반드시 수반되어야 한다. 위성시스템에서 전자 소자의 신뢰성에 영향을 주는 인자는 다양하다. 과도한 열은 전자소자의 실패를 유발해서 결과적으로는 전체 위성의 실패를 유도할 수 있다. 이 논문에서는 다목적 실용위성 2호의 고전력 소산 전장품의 열부하 완화를 위한 방안을 경우별로 연구 비교하였다. 고전력 소산 전장품의 열부하를 완화하기 위해서는 하우징 두께의 증가가 필요하며, 전력조절기의 다이오드나 트랜지스터처럼 전력소산이 큰 소자에 대해서는 장착위치를 변경하거나 장착 부분의 열전도율을 증가시키는 방법이 필요하다. 또한 전력조절기처럼 장착면이 좁은 경우에는 복사의 영향이 크며, 이러한 전장품의 열부하를 완화하기 위해서는 주위 벽면의 온도를 낮추거나 하우징 표면 방사율을 증가시키는 방법이 효과적임이 알 수 있다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집D
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• pp.214-219
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• 2001

In this study, numerical investigation has been performed on the spreading and solidification of a droplet impacting onto a solid substrate in the thermal spray process. The finite difference method with volume-of-fluid approach is used to analyze the free surface flow and the source-based enthalpy method is employed to model the latent heat release during the solidification. In this work, the numerical model is validated through the comparison of the present numerical result with experimental data available for the flat substrate.