• 한국세라믹학회지
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• 제55권5호
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• pp.440-445
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• 2018

To control the electrical properties of a SiC heating element, we sintered $SiC-ZrB_2$composites by using the spark plasma sintering method. The addition of $ZrB_2$ particles with lower electrical conductivity to the SiC matrices with comparatively higher electrical resistivity lowers the electrical resistivities of the composite material. The $ZrB_2$ particles aggregate to form large particles and 3-1, 3-2, and 3-3 networks, i.e., conduction paths. In our study, about $1-{\mu}m$-sized $ZrB_2$ powders start to form the conduction path at about 10 vol.% of addition, namely the threshold volume. The Joule heating experiment shows that 20 vol.% $ZrB_2$-added SiC heating element has outstanding heating efficiency.

• 한국결정성장학회지
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• 제30권6호
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• pp.258-263
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• 2020

고분자로부터 제조되는 탄화규소 섬유는 고온 내산화성, 인장강도, 그리고 경량성 때문에 세라믹 복합체의 강화재료로 주로 적용되고 있다. 본 연구에서 탄화규소 연속섬유는 유연한 로프 형태의 고온 발열체(> 650℃)로 제조하기 위해 사용되었다. 특히, 탄화규소 섬유 발열체는 고효율의 저항 발열을 위해 단면적과 길이에 대한 저항 변화를 2-point probe 방법으로 측정하고, 비정질 탄화규소 섬유에 존재하는 산소 불순물과 결정립의 크기 제어를 통해 로프형 섬유 발열체의 저항 값을 최적화하였다. 그 결과, 약 100~200 Ω의 저항 범위를 가지는 탄화규소 섬유 발열체는 탄소 섬유 발열체보다 1.5배의 우수한 소비전력 효율을 가졌다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권11호
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• pp.151-159
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• 2016

본 논문에서는 다량의 온수가 필요하지 않는 세면을 목적으로 개발된 세라믹 발열체 기반 비저장식 순간 전기온수기를 제안한다. 입력되는 물을 가열하여 온수로 출수시키는 히팅모듈은 유량센서를 이용하여 입력되는 물을 감지하고 세라믹 히팅 모듈을 동작시킨다. 히팅 모듈 내부는 분당 1.5리터로 입수되는 물의 온도 대비 약 $15^{\circ}C$정도로 가열된 온수로 입수 2초 내에 출수시키기 위해 1 path 유로로 설계하였고 또한 설계의 타당성을 검증하기 위해 히팅모듈 내부 물의 흐름과 온도변화에 대한 열유동해석을 수행하였다. 기본 설계를 기초로 내부에 막대형 세라믹 발열체 1개가 내장된 히팅모듈을 제작하였다. 히팅모듈 제작 후 3단계로 온도 세팅 기능을 가지는 온수기 시제품을 제작하였다. 제작된 시제품을 분당 1.5리터의 물을 공급하는 상수도관에 연결하고 출수되는 물의 온도 및 시간을 측정한 실험에서 물 공급 후 2초 후에 온수기 3단 기준으로 공급되는 물 온도 대비 $18.3^{\circ}C$로 가열된 온수를 출수할 수 있음을 확인하였다. 그리고 대기전력 1w 미만, 순간 전력도 일반가정에서의 허용범위를 넘지 않는다. 성능 측정 결과들을 통해 제안된 비저장식 순간 전기온수기가 겨울철 세면용으로 가정, 고속도로휴게소, 공장 등의 세면대에 적용이 가능함을 확인하였다.

• 디지털융복합연구
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• 제11권9호
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• pp.247-254
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• 2013

본 연구는 탄소 면상발열체를 퇴행성 슬관절염 환자에게 적용하여 통증과 기능정도를 알아보는 목적으로 시행되었다. 연구 대상자는 2010년 7월부터 2010년 9월까지 C지역에 세 기관에서 총 45명을 대상으로 실험하였다. 대조군(n=15, 여성노인, 무처치)과 기존 세라믹 원적외선군(n=15, 여성노인, 원적외선 적용), 탄소 면상발열체군(n=15, 여성노인, 탄소면상발열체 적용)로 분류하고 치료는 1주에 3회, 3주씩 총 9회 30분씩 원적외선을 양 무릎에 적용하였다. 평가는 실험 전, 실험 후, 3주 후에 측정하였다. 처치후 VAS, PPT, K-WOMAC으로 평가하였다. 연구 결과를 통해 탄소 면상발열체를 사용한 원적외선 온열치료가 퇴행성 슬관절염의 통증감소와 기능향상 효과를 보인바 향후 임상에서 퇴행성 슬관절염 환자에게 치료방법의 하나로 사용 될 것으로 생각된다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제30권12호
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• pp.776-781
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• 2017

In this study, we investigated the effect of electrode pattern design on the thermal shock resistance and temperature uniformity of a ceramic heater. A cordierite substrate with a low thermal expansion coefficient was fabricated by tape casting, and a tungsten electrode was printed and used as a heating element. The temperature distribution of the ceramic heater was calculated by a finite-element method (FEM) by considering various electrode patterns, and the tensile stress distribution due to the thermal stress was calculated. In the electrode pattern with a single-line width, the central part of the ceramic heater was heated to the maximum temperature, and the position of the ceramic heater having a double-line width was changed to the maximum temperature, depending on the position of the minimum line width pattern. The highest tensile stress was found along the edges of the ceramic heater. The temperature gradient at the edge determined the tensile stress intensity. The smallest tensile stress was observed for electrode pattern D, which was expected to be advantageous in resisting thermal shock failures in ceramic heaters.

• 한국세라믹학회지
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• 제37권8호
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• pp.805-810
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• 2000

The formation, microstructure and properties of MoSi2/SiC ceramic composites by polymer pyrolysis were investigated for the application of heating element material. Polymethylsiloxanes were mixed with Si, SiC, MoSi2 as filler and ceramic composites prepared by pyrolysis in N2 atmosphere at 1320~145$0^{\circ}C$ were studied. Dimensional change, density variation and phases were analyzed and correlated to the resulting material properties. Microstructures of ceramic composite prepared by polymer pyrolysis were composed of MoSi2, SiC and silicon oxycarbide glass matrix. Depending on the pyrolysis conditions, ceramic composites with a density of 86~90 TD%, a fracture strength of 213~284 MPa, a thermal expansion coefficient of 4~7$\times$10-6 were obtained. The electrical resistivity of the specimen decreased with increasing of temperature up to 50$0^{\circ}C$.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권7호
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• pp.534-540
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• 2004

• 한국안전학회지
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• 제22권1호
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• pp.19-23
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• 2007

The aim of this study was to determine residual stresses in thermal barrier coatings(TBCs) by isothermal heating. Specimens were heated at the range of $1000{\sim}1600^{\circ}C$. A finite element method was used to determine the residual stresses. Finite element coupled heat transfer and elastic-plastic thermal stress analysis using a general purpose commercial FEM software ABAQUS. I obtained the stresses were not affected below the temperature of $1400^{\circ}C$ but affected over that of temperature.

• Composites Research
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• 제33권6호
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• pp.395-400
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• 2020

본 연구에서는 카본나노튜브(CNT) 면상발열체에 preceramic polymer 중 하나인 실세스퀴아잔을 코팅하여 고온에서 안정적인 발열이 가능한 CNT/SiCN 복합체 시트를 제조하였다. 제조된 복합체 필름은 FE-SEM을 통해 실세스퀴아잔이 CNT 면상발열체의 표면을 모두 코팅한 것을 확인하였다. 또한 800℃의 열처리를 통해 실세 스퀴아잔이 SiCN 세라믹으로 전환되어도 표면의 결함이 발견되지 않고 온전한 구조를 유지하는 것을 확인하였다. CNT/SiCN 복합체 시트는 질소와 공기 분위기 모두에서 기존의 CNT 시트보다도 높은 열적 안정성을 확보할 수 있었다. 마지막으로 제조된 CNT/SiCN 복합체 필름은 대기 중에서 700℃ 이상의 온도로 발열이 가능하였고 발열 후 온도를 식히고 재발열 또한 성공적으로 이루어졌다.

• 한국재료학회지
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• 제19권12호
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• pp.649-656
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• 2009

Inorganic oxide colloids dispersed in alcohol were applied to a stainless steel substrate to produce oxide coatings for the purpose of minimizing emissive thermal transfer. The microstructure, roughness, infrared emissive energy, and surface heat loss of the coated substrate were observed with a variation of the nano oxide sol and coating method. It was found that the indium tin oxide, antimony tin oxide, magnesium oxide, silica, titania sol coatings may reduce surface heat loss of the stainless steel at 300${\circ}C$. It was possible to suppress thermal oxidation of the substrate with the oxide sol coatings during an accelerated thermal durability test at 600${\circ}C$. The silica sol coating was most effective to suppress thermal oxidation at 600${\circ}C$, so that it is useful to prevent the increase of radiative surface heat loss as a heating element. Therefore, the inorganic oxide sol coatings may be applied to improve energy efficiency of the substrate as the heating element.