• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2009.05a
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• pp.67-70
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• 2009

Because many research using rocket grade peroxide is studied, distillation method for domestic production of rocket grade hydrogen peroxide is required. Distillation methods are very various and divided by feeding method, distillation time, distillation pressure, and so on. Among these, vacuum distillation is a suitable method for hydrogen peroxide. This method can reduce thermal decomposition and reaction with impurities. Distillation condition is determined by Raoult's law. Low vacuum level and vacuum level control are appeared as important problems of the experiment equipment, which are solved by using less leakage vacuum chamber and metering valve.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.17 no.4
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• pp.302-310
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• 2008

Heat transfer between substrate and substrate-heater in low vacuum was investigated. The convection related with gas flow and pressure, the heat conduction considering surface roughness and contact pressure, and the heat loss by radiation depending on the surface emissivity were considered. The coefficient of heat conduction $h_c$ in the Fourier's law were determined experimentally from the temperature difference between the substrate and the substrate-heater in the range of substrate-heater temperature $100\;-\;500^{\circ}C$, in the pressures of 300 mTorr - 1 Torr. The temperature difference was then calculated in the reverse way for the purpose of verification, using the heat flow and the experimentally determined coefficients. The verified temperature differences were thus obtained within 0.33 % error.

• The Optical Journal
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• s.102
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• pp.52-55
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• 2006

본 고의 내용은 가공부의 분위기를 제어하고 가공장치 전체를 벨자(챔버)로 씌워 밀폐하고 그 안에서 가공하는 새로운 벨자형의 폴리싱 장치에 관한 것이다. 필자들이 고안, 시작한 밀폐 벨자형 폴리싱 장치는 벨자내에 각종 가스를 투입함과 동시에 일정 압력 하에서 또는 벨자내를 감압(진공)함으로서 가공부 전체의 분위기를 일정 조건으로 제어하는 것이 가능하다. 이 장치를 적용하여 다양한 가공환경 분위기 하에서 SiC와 사파이어 등의 어려운 가공 재료를 포함하는 각종 기능성 재료의 가공을 시험한 가공 특성을 소개함과 동시에 가공 메커니즘에 대해서 고찰하기로 한다. 한편, 본 원고의 번역에는 (주)그린광학의 김동균 부장이 도움을 주셨다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.191-191
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• 2011

반도체 공정은 매우 복잡한 가스를 사용하기 때문에 여러가지 물질이 생성될 수 있다. 특히 플루오르계열 가스는 응축되어 부식성 물질로 변하여 펌프에 영향을 줄 수 있다. 이렇게 좋지 않은 조건을 만들지 않기 위해서 모든 가스들은 원래 상태로 이동하여 나오는 것이 가장 이상적이다. 그러나 챔버에서 반응하지않은 가스는 펌프로 오게 되면 온도와 압력이 달라져서 응축과 화학반응에 의해서 다른 부가물을 만들고, 이것들은 이러한 반도체 공정을 가능하게 하는 진공펌프에 영향을 주어서 고장을 일으킨다. 이러한 펌프에서 부가물을 채취하였다. 그리고 각 공정에서 생성되는 부가물을 분석하기 위하여 FT-IR, XRD, SEM(EDS), XRF분석법을 사용하였다. 이러한 분석법으로 부가물을 규명하고, 생성 원인을 규명하여 펌프의 성능 향상과 개선을 해보고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.548-548
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• 2013

태양전지 제작에서 도핑 공정은 실리콘 웨이퍼에 불순물 원자를 주입시켜 p-n 접합을 형성시키는 과정이다. 도핑 공정은 주로 3족 혹은 5족 원소를 사용한다. 기존의 도핑 공정 장치는 소성로 및 레이저 장비를 사용하여 생산단가가 높고, 웨이퍼의 전면 도핑이 힘들다는 단점이 있다. 하지만 플라즈마 제트를 사용한 도핑장치는 저가의 장비를 개발할 수 있고, 전면 도핑이 쉽다는 장점을 가진다. 또한 도핑 농도 및 깊이 조절, 높은 농도의 도핑이 가능하다는 기존 장비의 장점을 유지한다. 플라즈마 제트를 솔라셀 웨이퍼 위에 도포된 dopant material layer에 조사하면 주로 플라즈마와 dopant간의 열적인 반응에 의하여 doping이 된다. 도핑을 위한 플라즈마 제트는 전류량의 조절 및 조사하는 양에 따라서 도핑 온도를 쉽게 조절 가능하다. 본 연구에서는 챔버 내 Ar 가스를 채운 후 플라즈마를 생성시켜 방전 특성을 조사한다. 챔버 내 가스의 압력, 전극과의 거리, 전극의 형태 등 장치의 조건을 변화시켜 특성을 확인하고, 안정적인 플라즈마의 물성을 유지하기 위한 조건을 찾는다. 또한 일반 대기압에서 가스 유량변화, 전극과의 거리, 전극의 형태 등 조건에 따른 방전 특성 및 플라즈마 방출 특성을 조사한다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.14 no.6
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• pp.53-59
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• 2010

This research aims in finding a more optimal ejector size for evacuating engine exhaust gasses and 20% of the cell cooling air. The remaining 80% of cell cooling air pumped into the test chamber is separately exhausted from the test chamber via a discharge port fitted with flow control valves and vacuum pump. Unlike its predecessor this configuration utilizes a smaller capture area to improve pressure recovery. The modified ejector size has a diameter of 1100mm enough to evacuate 66kg/s jet engine exhaust in addition to about 20%, 24kg/s of the cell cooling air tapped from the sterling chamber. This configurations has an area ratio of the engine exit and ejector inlet of about 1.2. Simulation results of the proposed ejector configuration, indicates improved pressure recovery.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.384-384
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• 2013

본 연구에서는 e-beam 증착을 이용하여 Al, Mg 단일 금속으로 다층형 Al-Mg 코팅층을 제조하여 특성 분석 및 내식성을 평가하였다. Al-Mg 코팅층은 99.99%의 Al, 99.9%의 Mg grain을 사용하여 E-Beam 가열을 통해 냉연강판 위에 코팅하였다. 증발물질과 기판과의 거리는 48 cm이며, 기판은 세척을 실시한 후 진공 챔버에 장착하고 ~10-5 Torr 까지 진공배기를 실시하였다. 진공챔버가 기본 압력까지 배기되면 아르곤 가스를 주입하고 기판홀더에 800 V의 직류 전압을 인가하여 약 30분간 글로우 방전 청정을 실시하였다. 기판의 청정이 끝나면 아르곤 가스를 차단하고 코팅층의 구성형태에 따라 Al 또는 Mg을 코팅하였다. 다층형 Al-Mg 코팅층은 2층에서 최대 6층까지 제조하였으며 $3{\mu}m$의 두께를 기준으로 Al과 Mg 코팅층의 두께비가 각각 1:1 과 2:1이 되도록 코팅하였다. 6층 이상에서는 코팅층의 두께 제어가 쉽지 않기 때문에 층수는 6층으로 제한하였다.다층형 Al-Mg 코팅층을 주사전자현미경으로 관찰한 결과, Al-Mg 코팅층간의 계면을 관찰할 수 있었다. 또한 글로우방전분광기로 Al-Mg 코팅층을 관찰한 결과, Al과 Mg 코팅층이 균일한 다층 구조를 형성하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 다층의 Al-Mg가 코팅된 강판을 염수분무시험을 통해서 내부식 특성을 확인하였다. Al-Mg 코팅 강판의 염수분무시험 결과, Al-Mg 코팅층의 층수가 증가할 수록 내부식 특성이 향상되는 것을 확인할 수 있었으며, 이러한 현상은 Al-Mg 코팅층이 다층으로 형성되어 있어 부식 생성물을 효과적으로 차단하여 강판의 부식을 방지한 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.524-524
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• 2012

Thermal Barrier Coating (TBC)은 미사일, 로켓발사체와 같이 고온에 노출되는 장비를 열로부터 보호하기 위한 코팅이다. 일반적인 Thermal Barrier Coating (TBC)은 모재와 코팅층간의 낮은 접합력과 높은 열충격으로 인한 박리가 많이 나타난다. 그래서 접합력을 높이고, 열충격을 줄이기 위해 모재와 코팅층 사이에 본드코팅층을 만든 Duplex - Thermal Barrier Coating (Duplex-TBC)이 개발되었다. 그러나 Duplex - Thermal Barrier Coating (Duplex-TBC)은 금속재료인 본드코팅층과 세라믹재료인 탑코팅층 사이에서 박리가 많이 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 두 가지 분말을 동시에 코팅하여 본드코팅과 탑코팅의 경계가 없는 Functional Gradient Material - Thermal Barrier Coating (FGM-TBC)의 연구가 필요하다. 본 연구에서는 Functional Gradient Material - Thermal Barrier Coating (FGM-TBC)의 열충격 특성에 미치는 진공 플라즈마 용사 조건의 영향을 조사하였다. Functional Gradient Material - Thermal Barrier Coating (FGM-TBC)는 진공 플라즈마 용사장치를 사용하여 Cu-Cr 합금위에 코팅하였다. 거리, Carrier gas flow, 그리고 챔버 내부의 압력을 달리하여 제조하였다. 사용한 분말은 본드코팅용으로 Amdry 962와 내열 세라믹코팅을 위해 204NS를 사용하였고, 각각 분말 공급조건을 조절하여 두 분말의 비율을 달리하였다. 제조한 Functional Gradient Material - Thermal Barrier Coating (FGM-TBC) 코팅은 전기로에서 50분간 가열한 후, 수조에서 10분간 냉각하는 열충격 실험을 통해 열차폐 성능을 평가 하였다. 이러한 과정에서 진공 플라즈마 용사 조건 및 FGM 조성과 비율이 내열충격 특성에 미치는 영향을 미세조직학적 관점에서 고찰하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.40-40
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• 2010

사중극 질량 분석기(Quadrupole Mass Spectrometer, QMS)는 높은 정확도와 사용이 쉬운 장점으로 인해 반도체 및 디스플레이 산업 등의 진공공정에서 잔류가스를 측정하고 분석하는 기기로써 반도체 및 디스플레이 소자제조를 위한 공정 진단에서 많이 사용되고 있다. 특히 고진공으로 내려가면서 리크 디텍션(leak detection)과 미세 량의 잔류기체 감지가 더욱더 요구되며 특히 $H_2$ 및 CO의 경우 측정에 많은 어려움이 있다. 따라서 $H_2$ 및 CO의 미세 량을 감지하기 위하여 QMS의 성능을 평가할 수 있는 parameter 중 하나가 될 수 있는 minimum detectable partial pressure(MDPP)를 측정하였다. 실제 고진공에 도달하여 MDPP를 계산하기 위해서는 bake out이 필요하며 또한 가스가 주입되지 않은 상태에서 잔류기체의 조성을 정확히 알 수 없기 때문에 정량적 분석이 어렵다는 단점이 있다. 본 실험에서는 측정하고자 하는 물질의 소량 포함된 표준가스를 사용하여 부피확장방법으로 가스 챔버로 희석하여 이동시키고 핀홀에서 가스유량을 더 줄여서 QMS가 기체를 감지하는 압력범위를 유지하면서 가스를 인가하여 주어 그때의 MDPP를 계산하였다. 또한 tuning을 통해 이온전류를 증폭시켜 더 향상된 MDPP를 측정하였다. 이 방법을 사용하면 bake out을 통한 고진공에 도달하지 않고서도 MDPP를 측정할 수 있으며, 정확한 조성 및 부분압을 알 수 있고 또한 희석된 가스를 사용하여 MDPP를 더욱 더 향상시킬 수 있다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.40 no.2
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• pp.93-102
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• 2016

An experimental study has been conducted to verify the startup characteristic of a Center Body Diffuser (CBD) for simulating a low pressure environment when at high altitudes. Vacuum chamber pressure and startup characteristics of the CBD were investigated according to various geometries of the center body structure by a cold gas flow test. The test results show that the startup pressure is lowest when the center body contraction angle is approximately $15^{\circ}$. The startup characteristic of the CBDs significantly improves when the diffuser inlet length ($L_d/D_d$) is decreasing and the divergence length ($L_s$) is increasing. Additionally, it is possible to simulate various high altitude, low pressure conditions for various rocket engines that have different nozzle expansion ratios by adjusting the center body's position inside the diffuser.