• 연구논문집
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• s.27
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• pp.201-208
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• 1997

To improve the joining characteristics of metallic converter substrate for exhaust gas cleaning, high temperature brazing process has been studied. In this study, the effect of chemical composition of brazing filler metal on the oxidation behavior of brazed joints was investigated closely. Brazing was carried out at $1200^\circC$ in vacuum furnace using nickel-based filler metals : BNi-5 powder(Ni-Cr-Si base alloy) and MBF-50 foil(Ni-Cr-Si-B). The MBF-50 containing 1-1.5 wt%B showed relatively poor oxidation resistance of the brazed joints compared to BNi-5, because of the faster invasion of oxygen through the Kirkendal voids along the interface of mother alloy/filler metal.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.290.2-290.2
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• 2013

X-선 튜브는 의료 영상 및 치료, 산업용 제전 장치, 비파괴 X-선 영상 장치 등에서 사용되는데 기존의 열전자원을 이용한 X-선 튜브와는 달리, 냉음극형 X-선 튜브는 빠른 속도의 디지털 구동이 가능하며 전력 소비가 낮은 장점이 있다. 따라서, 최근 많은 연구자들에 의해서 냉음극형 X-선 튜브에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 냉음극형 X-선 튜브는 전계 방출을 이용한 전자원을 사용하며, 탄소나노튜브 (CNT), Si, 다양한 종류의 나노선 등이 대표적이다. 그 중에서 CNT는 높은 종횡비로 인해 전계 방출 특성이 우수하여 가장 대표적인 물질이다. CNT를 이용한 전자원을 제작하기 위해서는 직접 성장법, 전기영동법, 스크린 프린팅법, 디핑법 등 다양한 방법이 존재한다. 직접 성장법을 제외한 방법들은 모재료인 CNT와 용매, 금속재료들을 섞어 페이스트나 수용액의 상태를 제작하여야 한다. 이 때, 금속 재료는 기판과 CNT간의 접착 및 전자 전도 통로의 역할을 하는 무기 충전제이며 일반적으로 나노 혹은 수 마이크로미터 크기의 상태로 존재하는 것을 주로 사용한다. X-선 튜브 제작은 일반적으로 외벽을 유리 혹은 세라믹을 주로 사용하는데 아노드 전극 및 캐소드 전극 등과 결합하여 진공 밀봉된 형태가 되어야 한다. 브레이징 방법은 금속과 세라믹을 결합하는데 매우 유용한 방법이며, 그 중에서도 진공 브레이징 방법은 다량의 부품을 한 번에 결합시킬 수 있다. 하지만 진공 브레이징 공정의 온도는 약 $700{\sim}1,000^{\circ}C$이며 이는 금속 재료가 충분히 증발할 수 있는 온도가 된다. 본 발표에서는 고온 진공 상태에서의 무기 충전제의 증발에 대한 현상을 관찰하고 고온진공 상태에서 증발없이 무기 충전제로의 역할을 할 수 있도록 다양한 금속 및 합금에 대한 연구를 수행하였다. 또한, 이 연구를 통해 선택된 무기 충전제를 포함하여 CNT 페이스트를 볼밀링 방법을 이용하여 제작하였으며, 이를 이용한 CNT 에미터가 X-선 튜브의 전자원으로 사용될 수 있는지 확인하기 위해 전계 방출 실험을 함께 실시하였다. 제작된 CNT 에미터가 우수한 전계 방출 특성을 가지고 있음을 확인하였으며, 이는 본 연구를 통해 선택된 금속 및 합금 재료가 무기 충전제로의 역할을 잘 수행하고 있음을 보여준다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.48-48
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• 2010

소형 공조장치용 냉매 압축기 부품인 기계식 제어 밸브는 에어컨 컴프레서의 핵심부품이고 년간 수백만 개가 국내에 수입된다. 이를 국산화 하기 위하여 진공로 속에서의 브레이징 공정이 수반되는 외국제품의 제조공정을 탈피하여 진공 속에서 DC 프로젝션 용접을 수행하는 기법을 개발하였다. 실린더 형상의 캡과 케이스를 맞대고 그 사이에 박판을 삽입한 상태에서 butt welding 방식으로 진행되는 본 공정에서는, 생산성이 높고 서보가압 장치를 사용하여 soft touch 를 구현하므로 프로젝션이 손상되지 않은 상태에서 통전이 시작되고 2 단 가압 및 프로파일 가압이 가능하므로 링(ring)형상의 너깃이 축대칭으로 안정적으로 형성되기 때문에 실린더 내부의 밀봉성능이 우수함을 확인하였다. 진공로 속에서 본 가압장치를 설치하여 간편한 방법으로 실린더 내부의 진공상태를 유지할 수 있기 때문에 진공로 속에서의 브레이징 공정이 적용되는 외국제품보다 생산성이 월등함을 알 수 있다. 본 연구에서 개발된 링 프로젝션(ring projection) 용접기법은 초소형 및 소형 실린더 형상의 부품 내부를 진공으로 유지해야 하는 산업현장에서 당장 적용될 수 있는 혁신적인 용접공정이라 판단된다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.15 no.2
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• pp.50-55
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• 2011

A preburner for the high performance, staged combustion cycle liquid rocket engine is being developed. For the structural design processes, strength experiments and finite element analyses on specimens simulating the brazing joints of the preburner, were performed and compared. Total two kinds of the specimen were manufactured for the tests. One simulated the joints between the oxygen injectors and the head junctioned by the conventional vacuum brazing. The another was made to test the brazing surfaces by vacuum compression between the combustion chamber cooling channel and the outer wall. During the burst experiments, it was observed that the fractures were occurred not at the brazed joining but in the middle of the face plate and the cooling wall. In addition, the analysis showed that the predicted fracture locations and the strains were well matched with the experiment results.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.16 no.4
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• pp.350-355
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• 2005

소형 PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell)는 전기를 만들기 위해서 고순도의 수소를 필요로 한다. 각각의 마이크로 성형된 금속박판(스테인레스 스틸, 알루미늄)을 진공 브레이징법으로 접합하여 수소공급용 소형 개질기를 제작하였다. 마이크로 채널의 내부는 졸-겔법(스테인레스 스틸)과 양극산화법(알루미늄)으로 촉매를 지지하기 위한 다공성 $Al_2O_3$ 층을 형성시켰다. 스테인레스 스틸 박판은 에칭과 브레이징에 유리하였으나, 표면산화층 코팅을 균일하게 하여 안정적인 촉매반응을 유도하기 위한 균일한 표면 산화층 형성이 힘들었다. 반면 알루미늄 박판은 표면 산화층 형성이 상대적으로 용이했으며, 촉매를 상하지 않는 낮은 온도에서의 적층이 가능했다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.11a
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• pp.636-641
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• 2010

A preburner for the staged combustion in the high performance liquid rocket engine is being developed and strength experiments and finite element analyses on specimens, which simulate the brazing joint of the preburner, were performed and the results were compared. One specimen simulate the joints near oxygen injectors of head by the funance brazing and two specimens the joints of the combustion chamber cooling channel by vacuum brazing. The experiments were burst ones with strain gauges.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 1999.10a
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• pp.19-22
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• 1999

• Proceedings of the KWS Conference
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• 1998.05a
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• pp.108-111
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• 1998

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2001.10a
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• pp.149-152
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• 2001

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2000.04a
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• pp.36-36
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• 2000

액체로켓엔진에 사용되는 2000psi이상의 고압 연소실(Combustion Chamber)의 냉각은 내피(Inner Shell)에 기계 가공된 냉각통로(Cooling Channel)로 냉각제를 흘려보내는 재생냉각방식이 널리 사용되며 기계 가공된 냉각 통로는 외피(Outer Shell)에 의해서 지지 밀봉된다. 일반적으로 내피 재료는 순수한 구리보다 강도가 우수하고 열전도도는 유사한 구리합금을 사용하고, 외피는 강도가 우수한 스테인레스 강을 사용하여 브레이징 접합된 구조를 형성한다. 브레이징 공정은 조립품을 약 $450^{\cire}C$ 이상의 액상선을 갖는 삽입금속(Filler Metal)을 사용하여 적당한 온도($450^{\cire}C$ ~ 모재의 고상선)에서 가열하여 접합시키는 방법으로, 용융 금속의 젖음 현상(Wetting Phenomena), 접합 틈새(Joint Clearance)로의 용융 삽입금속의 유입(Capillary Phenomena)과 접합 계면의 반응을 통해서 접합이 이루어진다. 이는 일반적인 접합 공정과 비교하여 모재의 변형이 적고, 이종 금속 간의 접합이 용이하며, 복잡한 부품을 정밀하게 접합할 수 있는 장점이 있으나, 접합될 제품의 표면 상태 및 분위기(Atmosphere), 접합될 부품간의 조립 틈새, 가열 싸이클(Heating Cycle) 등에 대한 공정 확립 및 관리가 매우 중요하다. 재생냉각 구조를 갖는 연소실은 우선 접합면의 형상이 매우 복잡하여 균일한 접합 틈새를 유지하면서 접합시키기가 매우 어려우며, 고온, 고압의 환경에서 작동하므로 일부 접합면이 접합되지 않을 경우 내피의 변형 및 파괴가 발생하고, 브레이징 시 용융된 삽입금속이 냉각통로 내로 유입될 경우 연소 시 이부근에서 재료의 용융이 발생될 수 있다. 따라서, 이러한 현상을 방지하기 위해서는 진공 분위기 하에서 적절한 접합 틈새를 유지할 수 있는 공정 및 장비의 개발이 필요하다.