• 제목/요약/키워드: Cell size and density

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The intrinsic instabilities of fluid flow occured in the melt of Czochralski crystal growth system

  • Yi, Kyung-Woo;Koichi Kakimoto;Minoru Eguchi;Taketoshi Hibiya
    • 한국결정성장학회:학술대회논문집
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    • 한국결정성장학회 1996년도 The 9th KACG Technical Annual Meeting and the 3rd Korea-Japan EMGS (Electronic Materials Growth Symposium)
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    • pp.179-200
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    • 1996
  • The intrinsic instabilities of fluid flow occurred in the melt of the Czochralski crystal growth system Czochralski method, asymmetric flow patterns and temperature profiles in the melt have been studied by many researchers. The idea that the non-symmetric structure of the growing equipment is responsible for the asymmetric profiles is usually accepted at the first time. However further researches revealed that some intrinsic instabilities not related to the non-symmetric equipment structure in the melt could also appear. Ristorcelli had pointed out that there are many possible causes of instabilities in the melt. The instabilities appears because of the coupling effects of fluid flow and temperature profiles in the melt. Among the instabilities, the B nard type instabilities with no or low crucible rotation rates are analyzed by the visualizing experiments using X-ray radiography and the 3-D numerical simulation in this study. The velocity profiles in the Silicon melt at different crucible rotation rates were measured using X-ray radiography method using tungsten tracers in the melt. The results showed that there exits two types of fluid flow mode. One is axisymmetric flow, the other is asymmetric flow. In the axisymmetric flow, the trajectory of the tracers show torus pattern. However, more exact measurement of the axisymmetrc case shows that this flow field has small non-axisymmetric components of the velocity. When fluid flow is asymmetric, the tracers show random motion from the fixed view point. On the other hand, when the observer rotates to the same velocity of the crucible, the trajectory of the tracer show a rotating motion, the center of the motion is not same the center of the melt. The temperature of a point in the melt were measured using thermocouples with different rotating rates. Measured temperatures oscillated. Such kind of oscillations are also measured by the other researchers. The behavior of temperature oscillations were quite different between at low rotations and at high rotations. Above experimental results means that the fluid flow and temperature profiles in the melt is not symmetric, and then the mode of the asymmetric is changed when rotation rates are changed. To compare with these experimental results, the fluid flow and temperature profiles at no rotation and 8 rpm of crucible rotation rates on the same size of crucible is calculated using a 3-dimensional numerical simulation. A finite different method is adopted for this simulation. 50×30×30 grids are used. The numerical simulation also showed that the velocity and flow profiles are changed when rotation rates change. Futhermore, the flow patterns and temperature profiles of both cases are not axisymmetric even though axisymmetric boundary conditions are used. Several cells appear at no rotation. The cells are formed by the unstable vertical temperature profiles (upper region is colder than lower part) beneath the free surface of the melt. When the temperature profile is combined with density difference (Rayleigh-B nard instability) or surface tension difference (Marangoni-B nard instability) on temperature, cell structures are naturally formed. Both sources of instabilities are coupled to the cell structures in the melt of the Czochralski process. With high rotation rates, the shape of the fluid field is changed to another type of asymmetric profile. Because of the velocity profile, isothermal lines on the plane vertical to the centerline change to elliptic. When the velocity profiles are plotted at the rotating view point, two vortices appear at the both sides of centerline. These vortices seem to be the main reason of the tracer behavior shown in the asymmetric velocity experiment. This profile is quite similar to the profiles created by the baroclinic instability on the rotating annulus. The temperature profiles obtained from the numerical calculations and Fourier transforms of it are quite similar to the results of the experiment. bove esults intend that at least two types of intrinsic instabilities can occur in the melt of Czochralski growing systems. Because the instabilities cause temperature fluctuations in the melt and near the crystal-melt interface, some defects may be generated by them. When the crucible size becomes large, the intensity of the instabilities should increase. Therefore, to produce large single crystals with good quality, the behavior of the intrinsic instabilities in the melt as well as the effects of the instabilities on the defects in the ingot should be studied. As one of the cause of the defects in the large diameter Silicon single crystal grown by the

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Filament, the Universal Nersery of Stars: Progress Report on TRAO Survery of Nearby Filamentary Filamentary Molecular Clouds

  • Kim, ShinYoung;Chung, Eun Jung;Lee, Chang Won;Myers, Philip C.;Caselli, Paola;Tafalla, Mario;Kim, Gwanjeong;Kim, Miryang;Soam, Archana;Gophinathan, Maheswar;Liu, Tie;Kim, Kyounghee;Kwon, Woojin;Kim, Jongsoo
    • 천문학회보
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    • 제42권2호
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    • pp.79.2-79.2
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    • 2017
  • To dynamically and chemically understand how filaments, dense cores, and stars form under different environments, we are conducting a systematic mapping survey of nearby molecular clouds using the TRAO 14 m telescope with high ($N_2H^+$ 1-0, $HCO^+$ 1-0, SO 32-21, and $NH_2D$ v=1-0) and low ($^{13}CO$ 1-0, $C^{18}O$ 1-0) density tracers. The goals of this survey are to obtain the velocity distribution of low dense filaments and their dense cores for the study of their origin of the formation, to understand whether the dense cores form from any radial accretion or inward motions toward dense cores from their surrounding filaments, and to study the chemical differentiation of the filaments and the dense cores. Until the 2017A season, the real OTF observation time is ~760 hours. We have almost completed mapping observation with four molecular lines ($^{13}CO$ 1-0, $C^{18}O$ 1-0, $N_2H^+$ 1-0, and $HCO^+$ 1-0) on the six regions of molecular clouds (L1251 of Cepheus, Perseus West, Polaris South, BISTRO region of Serpens, California, and Orion B). The cube data for $^3CO$ and $C^{18}O$ lines were obtained for a total of 6 targets, 57 tiles, 676 maps, and $7.1deg^2$. And $N_2H^+$ and $HCO^+$ data were added for $2.2deg^2$ of dense regions. All OTF data were regridded to a cell size of 44 by 44 arcseconds. The $^{13}CO$ and $C^{18}O$ data show the RMS noise level of about (0.1-0.2) K and $N_2H^+$ and $HCO^+$ data show about (0.07-0.2) K at the velocity resolution of 0.06 km/s. Additional observations will be made on some regions that have not reached the noise level for analysis. To identify filaments, we are using and testing programs (DisPerSE, Dendrogram, FIVE) and visual inspection for 3D image of cube data. A basic analysis of the physical and chemical properties of each filament is underway.

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TRAO Multi-beam Legacy Survey of Nearby Filamentary Molecular Clouds : Progress Report

  • Kim, ShinYoung;Chung, Eun Jung;Lee, Chang Won;Myers, Philip C.;Caselli, Paola;Tafalla, Mario;Kim, Gwanjeong;Kim, Miryang;Soam, Archana;Gophinathan, Maheswar;Liu, Tie;Kim, Kyounghee;Kwon, Woojin;Kim, Jongsoo
    • 천문학회보
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    • 제42권1호
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    • pp.32.1-32.1
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    • 2017
  • To dynamically and chemically understand how filaments, dense cores, and stars form under different environments, we are conducting a systematic mapping survey of nearby molecular clouds using the TRAO 14 m telescope with high ($N_2H^+$ 1-0, $HCO^+$ 1-0, SO 32-21, and $NH_2D$ v=1-0) and low ($^{13}CO$ 1-0, $C^{18}O$ 1-0) density tracers. The goals of this survey are to obtain the velocity distribution of low dense filaments and their dense cores for the study of their origin of the formation, to understand whether the dense cores form from any radial accretion or inward motions toward dense cores from their surrounding filaments, and to study the chemical differentiation of the filaments and the dense cores. Until Feb. 2017, the real OTF observation time is 460 hours. We have almost completed mapping observation with four molecular lines ($^{13}CO$ 1-0, $C^{18}O$ 1-0, $N_2H^+$ 1-0, and $HCO^+$ 1-0) on the five regions of molecular clouds (L1251 of Cepheus, Perseus west, Polaris south, BISTRO region of Serpense, California, and Orion B). The maps of a total area of $7.38deg^2$ for both $^{13}CO$ and $C^{18}O$ lines and $2.19deg^2$ for both $N_2H^+$ and $HCO^+$ lines were obtained. All OTF data were regridded to a cell size of 22 by 22 arcseconds. The $^{13}CO$ and $C^{18}O$ data show the RMS noise level of about 0.22 K and $N_2H^+$ and $HCO^+$ data show about 0.14 K at the velocity resolution of 0.06 km/s. Additional observations will be made on some regions that have not reached the noise level for analysis. We are refining the process for a massive amount of data and the data reduction and analysis are underway. This presentation introduces the overall progress from observations to data processing and the initial analysis results to date.

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Menadione Sodium Bisulfite-Protected Tomato Leaves against Grey Mould via Antifungal Activity and Enhanced Plant Immunity

  • Jo, Youn Sook;Park, Hye Bin;Kim, Ji Yun;Choi, Seong Min;Lee, Da Sol;Kim, Do Hoon;Lee, Young Hee;Park, Chang-Jin;Jeun, Yong-Chull;Hong, Jeum Kyu
    • The Plant Pathology Journal
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    • 제36권4호
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    • pp.335-345
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    • 2020
  • Tomato grey mould has been one of the destructive fungal diseases during tomato production. Ten mM of menadione sodium bisulfite (MSB) was applied to tomato plants for eco-friendly control of the grey mould. MSB-reduced tomato grey mould in the 3rd true leaves was prolonged at least 7 days prior to the fungal inoculation of two inoculum densities (2 × 104 and 2 × 105 conidia/ml) of Botrytis cinerea. Protection efficacy was significantly higher in the leaves inoculated with the lower disease pressure of conidial suspension compared to the higher one. MSB-pretreatment was not effective to arrest oxalic acid-triggered necrosis on tomato leaves. Plant cell death and hydrogen peroxide accumulation were restricted in necrotic lesions of the B. cinereainoculated leaves by the MSB-pretreatment. Decreased conidia number and germ-tube elongation of B. cinerea were found at 10 h, and mycelial growth was also impeded at 24 h on the MSB-pretreated leaves. MSB-mediated disease suppressions were found in cotyledons and different positions (1st to 5th) of true leaves inoculated with the lower conidial suspension, but only 1st to 3rd true leaves showed decreases in lesion sizes by the higher inoculum density. Increasing MSB-pretreatment times more efficiently decreased the lesion size by the higher disease pressure. MSB led to inducible expressions of defence-related genes SlPR1a, SlPR1b, SlPIN2, SlACO1, SlChi3, and SlChi9 in tomato leaves prior to B. cinerea infection. These results suggest that MSB pretreatment can be a promising alternative to chemical fungicides for environment-friendly management of tomato grey mould.

미세구조학적 형질 및 핵 리보솜 DNA의 ITS 염기서열에 의한 긴병꽃풀속(꿀풀과)의 계통분류학적 연구 (A systematic study of Glechoma L. (Lamiaceae) based on micromorphological characters and nuclear ribosomal ITS sequences)

  • 장태수;이중구;홍석표
    • 식물분류학회지
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    • 제44권1호
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    • pp.22-32
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    • 2014
  • 꿀풀과에 속하는 긴병꽃풀속(Glechoma)내 5종에 대한 화판과 악편의 미세 구조를 관찰하여 기재하고 그 분류학적 유용성을 판단하였으며, 분자계통학적 유연관계를 확인하기 위하여 핵 리보솜 DNA의 ITS 염기서열에 기초한 연구를 수행하였다. 기공복합체는 조사된 모든 분류군의 악편에서 분포하였으며, 공변세포의 길이는 분류군마다 다소 차이를 보였다. 긴병꽃풀속 분류군들의 화판과 악에 분포하는 모용은 5 종류(단세포 비선모, 다세포 비선모, 짧은 자루 두상 선모, 긴 자루 두상 선모, 방패형 선모)로 나타났으며, 모용의 종류, 분포, 밀도가 분류군마다 다르게 나타났다. 핵 리보솜 DNA의 ITS 염기서열에 의한 분자계통학적 연구 결과 긴병꽃풀속은 분포지역에 따라 3개의 분계조(유럽-미국, 중국-한국, 일본)로 분리되었다. 한국과 중국에 분포하는 G. longituba는 단계통군을 이루었고, 이탈리아의 특산종인 G. sardoa와 미국 및 유럽에 분포하는 G. hederacea는 단계통군을 형성하였다. G. hirsuta는 유럽의 분계조와 자매군 관계를 이루었으나, 일본에 분포하는 G. grandis는 나머지 분류군들의 상호 유연관계에서 통계적 지지를 얻지 못하였다. 본 연구 결과에서 긴병꽃풀속내의 종간 한계 설정에 있어 화판 및 악의 미세형태형질의 연구보다 핵 리보솜 DNA의 ITS 염기서열에 기초한 분자 계통학적인 연구가 유용한 방법임이 판명되었다. 그러나 구체적인 본 속내 계통 분류학적인 논의를 위해서는 외부 형태학적 형질에 대한 분석을 동시에 수행할 필요가 있으며, 계통학적 유용성이 보다 높은 DNA 구간을 추가로 분석할 필요가 있다.

Astaxanthin 생합성을 위한 Phaffia rhodoxyma 변이주 B76의 발효공정 특성 (Fermentation Process Characteristics of Phaffia rhodozyma Mutant B76 for Astaxanthin Biosynthesis)

  • 임달택;이은규
    • KSBB Journal
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    • 제15권2호
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    • pp.125-133
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    • 2000
  • Astaxanthin의 산업적인 생합성을 위하여 wild type인 P.rhodozyma B30 효모를 UV, NTG 등으로 돌연변이 처리하여 0.5 mM $\beta$-ionone이 포함된 선별배지에서 carotenoids 합성능력이 우수한 변이주 B76을 분리하였다. 변이주 B76은 wild type과 비교시 균체 생성능력은 큰 차이가 없었으나 carot-enoids 합성능력은 40% 이상, astaxanthin 합성능력은 50% 이상 향상되었다. 선별된 변이주 B76의 최적 발효배지 및 배양 조건 선정을 위한 플라스크 배양실험 결과 최적 탄소원으로 glucoserk, 최적 질소원은 CSL : (NH4)2SO4 : yeast extract = 6 : 2 : 0.1이 혼합된 배지가 선정되었다. C/N ratio는 1.7~2.0 범위에서 유사한 발효성능을 보았으며(산업적인 생산성을 고려하여 2.0을 최적으로 선정), 배양온도는 $22^{\circ}C$가 최적이었다. 초기 pH는 가장 높은 세포농도를 나타낸 6.0을 최적으로 하였다. 종균 접종량은 전반적으로 균체량과 carotenoids 합성능력에는 영향을 미치지 않았으며 산업적인 생산성을 고려하여 3%(v/v) 수준이 적절한 것으로 사료되었다. 이와 같이 플라스크 배양을 통해 확립된 최적 배지 및 배양조건을 기초로 5 L 발효조를 이용한 회분식 배양실험을 통해 탄소원의 최적 농도는 18%임을 확인하였다. 특히 B76 변이주는 22%(w/v)까지의 고농도 glucose 존재하에서는 catabolite rep-ression을 받지 않는 것으로 나타났다. 용존산소가 부족한 경우에는 균체성장 및 색소합성이 저해되었고, 따라서 통기속도 1.0 v/v/m, 교반속도 400 rpm 이상을 유지함이 필요하였다. B76 세포는 배양 3일차에 exponential phase에 진입한 후(최대 Yx/s = 0.37) 배양 4일차에 stationary phase에 도달하였다. Carotenoids 및 astaxanthin 생합성은 세포성장이 정지한 후인 배양 5일차에 급격하게 증가하는(최대 Yp/s = 1.08) 전형적인 mixed-growth-associated 형태를 나타냈다. 이는 exp-onential phase 동안 급격한 균체성장으로 용존산소가 부족하여 NADH balance에 의해 astaxanthin 생합성 경로 중 탈수소화 단계가 저해되기 때문으로 사료되었다. 최종 세포농도는 43.3 g/L, 단위부피당 carotenoids 함량은 149.4 mg/L, astaxanthin 함량은 110.6 mg/L로서 산업적인 생산성이 있는 것으로 나타났다. 이번 연구를 통하여 개발된 변이주 B76 및 이의 대량 발효를 위한 최종조건의 정립은 향후 astaxanthin의 산업적 생산공정에 필요한 기초자료로 이용될 것으로 기대된다.

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제주 해안주변해역 표층퇴적물 중 와편모조류 시스트 군집의 분포특성 (Distribution of Dinoflagellate Cysts in Surface Sediments of the Coastal Areas around Jeju Island, Korea)

  • 박보경;김윤정;윤양호
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.310-321
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    • 2016
  • 제주 해안선 주변 항만 표층퇴적물의 와편모조류 시스트 군집구조를 파악하기 위하여, 제주 해안을 따라 위치하는 22곳의 항만을 대상으로 2012년에서 2016년까지 격년단위로 3회 조사하였다. 조사는 소형 에크만 채니기를 이용하여 0~2 cm 두께의 표층퇴적물 표본을 채집하였다. 분석결과 출현이 확인된 와편모조류 시스트는 6그룹 9속 29종으로 Protoperidinioid Group이 13종으로 44.8%의 점유율을, Gonyaulacoid Group이 9종으로 31.0%, Calciodineloid Group이 3종으로 10.3%, Gymnodinioid Group이 2종으로 6.9%, Tuberculodinoid Group과 Diplosalid Group이 각각 1종으로 3.5%의 점유율을 보였다. 또한 정점에 따른 변화는 1~6 종으로 매우 낮았다. 시스트의 세포밀도는 13~220 cysts/g dry의 범위로 낮지만, 퇴적물의 함수율과 유의적인 회귀식을 나타내었다. 또한 일부 세립퇴적물을 나타내는 항만 및 개발에 의해 인위적으로 형성된 조수웅덩이에서는 종속영양종 출현비가 높아, 오랜 시간 유기물이 퇴적되고 있음을 시사하였다. 우점종은 cyst of Gymnodinium sp 및 Protoperidinium 속 시스트가 최우점하였고, 이외 cyst of Pyrodinium bahamense, cyst of Scrippsiella trochoidea 등이 우점 출현하였다. 특히 열대 및 아열대성 유독와편모조인 P. bahamense 시스트는 제주연안에서 처음 기록되는 종으로 제주 해안주변해역의 인위적 조수웅덩이 등의 해역 수질환경 및 열대나 아열대에서 유입되는 새로운 유독와편모조류에 대한 모니터링 및 관리방안 수립이 시급한 것으로 판단되었다.

방전 플라즈마 소결법을 이용한 8YSZ-$Al_2O_3$ 고체 산화물 연료전지 전해질 제조 (Fabrication of 8YSZ-$Al_2O_3$ solid oxide full cell (SOFC) electrolyte by a spark plasma sintering method)

  • 김재광;최봉근;양재교;좌용호;심광보
    • 한국결정성장학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.16-20
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    • 2005
  • 고체 산화물 연료전지 전해질 재료인 8YSZ(yttria stabilized zirconia)세라믹 소재의 전기 전도도와 기계적 특성을 동시에 향상시키기 위하여 첨가제로서 Al₂O₃를 사용하고, 방전 플라즈마 소결법을 적용하였다. 제조된 소결체는 1200℃의 소결 온도에서 96% 이상의 밀도를 보이며, 1 ㎛ 이하의 균일한 크기의 결정립들로 구성된 미세구조를 보여주고 있다. 첨가된 Al₂O₃는 순수한 8YSZ의 결정립성장을 억제하여 파괴인성 및 굽힘강도 등 기계적 물성을 향상시키고, 또한 결정립 내부 전도도는 일정하게 유지한 채, 결정립계 전도도를 향상시켜 전체 이온 전도도를 증가시킴을 확인하였다. 이는 방전플라즈마 소결법이 비교적 낮은 온도에서 소결이 가능하여 기존의 소결 방법에서 문제시 되었던 8YSZ내로 Al₂O₃가 용해되는 것이 억제 되었을 뿐 아니라, 결정립계에 존재하는 SiO₂가 Al₂O₃와 반응하여 Al/sub 2-x/Si/sub l-y/O/sub 5/상으로 결정화되면서 결정립계 전도도를 향상시킨 결과로 사료된다.

렌즈프리 그림자 이미징 기술을 이용한 실시간 미세조류 응집현상 분석법 (Real-time Micro-algae Flocculation Analysis Method Based on Lens-free Shadow Imaging Technique (LSIT))

  • 서동민;오상우;동단단;이재우;서성규
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.341-348
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    • 2016
  • 미세조류는 대체에너지를 위한 생물자원 중 하나로 다양한 분야에서 관련된 연구가 활발히 진행되고 있다. 미세조류의 상태를 분석하기 위한 방법으로는 계수법, 스크리닝법, 응집법 등이 사용되고 있는데, 이 중 응집법은 적조 제거제 연구, 미세조류 자원화 연구 등에 효과적으로 이용되고 있다. 미세조류의 응집 상태 분석에는 현재 분광광도법이 주로 사용되고 있는데, 이는 미세조류의 응집 상태를 광학밀도 계측을 통해 분석하는 방법으로 미세조류 계수법에 비해 소요되는 분석 시간은 작지만, 측정 결과의 오차가 상대적으로 큰 단점을 갖고 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 개선하기 위해서 렌즈프리 그림자 이미징 기술을 이용하여 미세조류의 응집 현상을 실시간으로 분석하는 방법을 제안한다. 본 연구에서는 렌즈프리 그림자 이미지를 이용하여 단일 미세조류의 측정과 응집 미세조류 측정이 동시에 가능함을 현미경 이미지와의 비교를 통해 입증하였다. 또한, 해당 기술을 기반으로 미세조류의 응집 현상을 정량적으로 분석할 수 있는 세 가지의 그림자 파라미터(플록들의 개수, 플록들의 유효면적 및 최대크기 플록의 면적)를 제안하였다. 각 파라미터의 유효성은 응집 효율이 다른 응집제를 이용한 실험을 통해 시간에 따른 미세조류의 응집상태를 실시간으로 분석하여 입증할 수 있음을 확인하였다.

Y2O3 세라믹스의 미세구조 및 플라즈마 저항성 (Microstructure and plasma resistance of Y2O3 ceramics)

  • 이현규;이석신;김비룡;박태언;윤영훈
    • 한국결정성장학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.268-273
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    • 2014
  • $Y_2O_3$ 세라믹 소결체를 제작하기 위해, $Y_2O_3$ 분말을 분산한 상태에서 슬러리에 pH 조절제인 NaOH를 첨가하였으며 결합제로는 PVA, 가소제로는 PEG를 첨가하여 열분무 건조 공정을 거쳐 $Y_2O_3$ 과립형 분말을 제조하였다. ${\phi}14mm$ 크기의 $Y_2O_3$ 세라믹 성형체를 성형하고, $1650^{\circ}C$의 온도에서 소결하여 $Y_2O_3$ 세라믹 소결체를 제작하였다. $Y_2O_3$ 소결체의 미세구조, 밀도 및 내플라즈마 특성이 성형압력 및 소결시간에 따라 분석되었다. $Y_2O_3$ 소결체는 $CHF_3/O_2/Ar$ 플라즈마에 노출시켜, $Ar^+$ 이온빔에 의한 물리적반응 식각과 $CHF_3$로부터 분해된, $F^-$ 이온에 의한 화학적반응 식각에 의한 건식 식각 처리가 이루어졌다. 본 연구에서 $Y_2O_3$ 소결체 소결시간의 증가에 따라, 비교적 높은 밀도를 나타내었으며, 내플라즈마 특성이 향상되는 것으로 나타났다.