• The Korean Journal of Ceramics
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• 제4권4호
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• pp.345-351
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• 1998

Thermal shock resistance of $Al_2O_3$- and Fe-$Al_2TiO_5$-based Castable Refractories was studied using a central heating technique. Ring type specimens, 10mm thick and 20 and 100mm inner and outer diameters, respectively, were rapidly heated on the internal surface of the centre hole using a high power electrical heating element. The temperature field was measured experimentally and modelled using finite element analysis (FEA). The thermal stress field was also modelled using FEA. A radial notch was introduced to the ring specimens to enable calculation of the thermal stress intensity factors (SIF). A special LVDT device was incorporated in the thermal shock tester to monitor crack mouth opening displacement (COD). The thermal shock fracture initiation and crack propagation behaviour of the castable refractories were ascertained using the COD measurements and the fracture mechanics analysis data.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.666-671
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• 2014

최근 디젤 차량과 같은 내연기관의 고효율화에 따라, 보조난방 열원으로서 PTC 히터의 사용이 증가하는 추세이다. 디젤 차량의 시동 초기에는 냉각수의 온도가 난방으로 직접 사용하기에 충분히 높지 않으므로, 동절기 난방을 위해 보조난방 열원은 필수적이다. 본 연구에서는 스크린 인쇄 전극공정을 바탕으로 한 PTC 소자를 제작하였고, 이를 활용한 PTC 소자 모듈 및 히터를 설계 및 제작하였다. PTC 소자 모듈의 방열핀 접촉형상 및 전열소자의 크기 변경에 따른 난방성능 변화를 열유동 해석을 통해 분석하였고, 난방성능 실험을 수행하여 PTC 히터의 난방성능 및 효율 특성을 살펴보았다. PTC 히터 시작품의 경우, 기존 PTC 히터와 동등한 수준 이상의 난방성능 및 효율을 나타내었으며, 향후 이를 바탕으로 PTC 소자와 히터에 대한 공정개선 및 성능증대 연구를 수행할 계획이다.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권1호
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• pp.62-68
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• 2004

본 연구에서는 SHS 공정에 의하여 기공의 크기를 조절함으로서 전기저항 발열 특성을 가지는 다공성 $MoSi_2$를 제조하는 공정에 관하여 연구하였다. 결함이 억제된 다공질 재료를 제조하기 위하여 Si 함량 변화 및 예열 공정을 실시하였으며, 성형체 제조에 사용되는 Mo 분말의 크기 변화에 따른 가공 형성 거동에 대하여 연구하였다. 실험 결과 합성된 $MoSi_2$ 입자의 크기는 Mo 입자의 크기와는 관계없이 연소 합성시 발열되는 발열양에 의해 좌우되었으며, 기공의 크기는 Mo 입자의 크기에 따라 결정되었다. 또한 가공 경사 $MoSi_2$ 다공질 재료를 만들기 위하여 150-300${\mu}m$ Mo 분말과 4-5${\mu}m$ Mo 분말을 단계별로 5층으로 혼합하여 합성한 결과 거시적으로 순차적인 기공 크기 분포를 나타내었으며, 이를 통하여 포집 효율등이 우수한 다공성 발열체 재료의 제조가 가능하였다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제14권3호
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• pp.298-305
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• 2000

The functionally graded material (FGM) is the new concept for a heat resisting material. FGM consists of ceramics on one side and metal on the other. A composition and microstructure of an intermediate layer change continuously from ceramics to metal at the micron level. This study is carried out to analyze the thermal shock characteristics of functionally graded PSZ/ metal composites. Heat-resistant property was evaluated by gas burner heating test using $C_2H_2/O_2$ combustion flame. The ceramic surface was heated with burner flame and the bottom surface cooled with water flow. Also, the composition profile and the thickness of the graded layer were varied to study the thermo mechanical response. Furthermore, this study carried out the thermal stress analysis to investigate the thermal characteristics by the finite element method. Acoustic emission (AE) monitoring was performed to detect the microfracture process in a thermal shock test.

• 디지털융복합연구
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• 제19권6호
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• pp.285-292
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• 2021

최근 코로나19 사태로 캠핑 문화가 급속하게 많은 사람들에게 관심을 받고 있다. 많은 캠퍼들이 겨울철 사용하는 대류난방기구는 온도 성층화 문제를 가지고 있다. 이를 해결하기 위해 다양한 동력 서큘레이터가 활용되고 있다. 몇 가지 무동력 서큘레이터도 판매가 되고 있으나, 서큘레이터의 방향이 대류난방기구와 직각으로 디자인되어 있어 실제 공기 순환의 역할을 제대로 하지 못하고 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 3D 프린터를 이용하여 대류난방기구의 방향과 같은 무동력 서큘레이터를 디자인하였다. 펠티어소자와, 세라믹페이퍼 등을 이용하여 무동력으로 전기를 만들어 냈으며, HTPLA-CF 필라멘트를 이용하여 열에 강하게 제작하였다. 3D 프린터를 이용하여 원가를 절감할 수 있었으며, 다양한 대류난방기구의 크기에 맞게 제작 할 수 있는 장점이 있다. 본 연구는 효율적인 대류순환을 통해 온도 성층화 문제를 해결할 수 있는 하나의 방법을 제시한다. 또한 3D 프린터를 이용하여 보다 저렴하게 제품을 제작하는 것이 본 연구의 목적이다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.2101-2106
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• 2011

It is reported that about more than 45% of damage shown in railroad rails include breakage of rail end which cross the center of Thermit welded zone. Thermite welding is always accompanied by numerous aluminum oxide and secondary inclusions, which may have a negative influence on the ductility and toughness of the weld metal. In this study the aluminum powder recycled by waste aluminum can was used for iron oxide generated after the process of welding rod and the remain aluminum was reduced by minimizing the quantity of aluminum. And complete dissolution was induced by using ferro Mn powder as the additive element. This study reviewed the applicability of heat treatment in the welded zone of rail using ceramic heating pad by carrying it out. This study could observe the improvement of the mechanical characteristics (UTS and elongation) and the changes of failure mechanism from brittleness to ductility. It could be found that improved strength and elongation result from pearilte fine structure.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.205-208
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• 2002

Thermal design is required with considering thermal stability to verify the reliability of electric power device with using IGBT. Numerical analysis is performed to analyzed the change in thermal resistance with respect to the various thermal density of heating element. Correlations between thermal resistance and heat generation density are established. With using these correlations, performance curve is composed with respect to the change in thermal resistance of cooling conditions for natural convection and forced convection. Thermal fatigue is occurred at the Inside and outside of IGBT by repeated heat load. The crack is occurred between base plate and ceramic substrate for the inside. When the crack length is 4mm, the failure is occurred. Therefore, Thermal design method considering thermal density, thermal fatigue resistance is presented on this study and it is expected to thermal design with considering life prediction.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권4호
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• pp.39-46
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• 2017

본 연구는 평판형 히터용 금속방열판상의 세라믹 절연층 제조, 즉 절연성 금속기판에 관한 것이다. 반도체나 디스플레이의 열처리 공정 등에 사용되는 평판형 히터를 제조함에 있어서, 온도 균일도를 높이기 위해 금속 방열판으로서 열전도율이 높고, 비교적 가벼우며, 가공성 좋은 알루미늄 합금 기판이 선호된다. 이 알루미늄 기판에 발열 회로 패턴을 형성하기 위해서는 금속 기판에 절연층으로서 고온 안정성이 우수한 세라믹 유전체막을 코팅하여야 한다. 금속 기판상에 세라믹 절연층을 형성함에 있어서 가장 빈번히 발생하는 첫 번째 문제는 금속과 세라믹의 이종재료 간의 큰 열팽창계수 차이와 약한 결합력에 의한 층간박리 및 균열발생이다. 두 번째 문제는 절연층의 소재 및 구조적 결함에 따른 절연파괴이다. 본 연구에서는 이러한 문제점 해소를 위해 금속소재 기판과 세라믹 절연층 사이에 완충층을 도입하여 이들 간의 기계적 매칭과 접합력 개선을 도모하였고, 다중코팅 방법을 적용하여 절연막의 품질과 내전압 특성을 개선하고자 하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제6권6호
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• pp.241-246
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• 2015

추운 겨울철 실내를 따뜻하게 해주는 발열 및 난방기구들은 필수적인 요소이며, 2000년대부터 이러한 난방기구들의 사용량은 급격하게 증가하고 있다. 하지만, 화재 사고와 화재의 위험성 역시 증가하고 있다. 따라서 본 연구에서는 보다 안전한 난방기구의 설계를 위하여 시중에서 판매되는 세라믹, 카본 및 근적외선 히터들로서의 세 가지 형상의 전기히터들을 참고하여 3D 모델링하였으며, 이들 모델들을 가지고 열 해석을 수행하여 열변형량과 열응력 등에 따른 내구성을 연구하였다. 본 연구에서 도출된 연구 결과들을 바탕으로 각 형상에 따른 전기히터 모델들의 내구성을 예측할 수 있었고, 궁극적으로 보다 안전한 내화성이 있는 새로운 난방기구의 개발에 기여할 수 있었다. 또한 디자인 면에서 융합 기술로의 접목도 가능하여 미적인 감각을 나타낼 수 있다.

• 한국결정성장학회지
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• 제30권6호
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• pp.271-276
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• 2020

본 연구에서는 유기 규소 폴리머(organosilicon polymer)인 폴리카보실란(polycarbosilane, PCS)을 사용하여 비정질 탄화규소 블록을 제조를 진행하였다. 다양한 형상의 치밀한 탄화규소 블록은 큐어링된 PCS 미세분말을 일축가압성형기를 통해 2~8 ton 하중을 가한 후 1100℃, 1200℃, 1300℃, 1400℃의 열처리 과정을 거쳐 제조되었으며, 물리적 화학적 특성 분석을 위해 열중량분석기(TGA), 주사전자현미경(SEM), 에너지분광분석법(EDS), 만능시험기(UTM)을 이용하였다, 제조된 탄화규소 성형체는 열분해 온도가 증가함에 따라 SiO와 CO 가스로의 분해가 발생하였고, 비정질의 구조에서 β-SiC 결정입자가 성장함을 보였다. 또한, 밀도와 굴곡강도는 1100℃의 열분해 온도에서 제조된 탄화규소 성형체가 1.9038 g/㎤과 6.189 MPa으로 가장 높았다. 제조된 비정질 탄화규소 블록은 이전에 보고된 마이크로파 도움 발열체와 같이 다른 분야에 적용 가능할 것으로 기대된다.