• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2016년도 임시총회 및 하계학술연구발표회
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• pp.79-79
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• 2016

• Journal of Magnetics
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• 제8권1호
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• pp.1-6
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• 2003

The new class of $Gd_5(Si_xGe_{1-x})_4$ compounds undergoes a simultaneous magnetic/structural phase transition giving a high level of strain that can be induced either by change in temperature or by application of a magnetic field. Profound changes of structural, magnetic, and electronic changes occur in the $Gd_5(Si_xGe_{1-x})_4$ system lead to extreme behavior of the material such as the giant magnetocaloric effect, colossal magnetostriction, and giant magnetoresistance. These unique material characters can be utilized for various applications including magnetic solid refrigerants, sensors, and actuators.

• Journal of Magnetics
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• 제19권4호
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• pp.349-352
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• 2014

The system for producing magnetic field constitutes an important component of magnetic refrigerator. Many researchers have directed significant effort to increase the magnetic field intensity, because the magnetocaloric effect at the Curie temperature increases with the power of 2/3 of the magnetic field. In this study, we report the simulation of the magnetic field intensity at polar axis of a Halbach cylinder (HC) by i) changing the length and thickness of the HC, ii) having with or without gap of the HC, and iii) surrounding the HC with a soft magnet shell, acting as a shielding. We simulated the field distribution of a HC with a finite size. Furthermore, the detailed numerical results of the magnetic field distribution and its dependence on shielding are presented in this study.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2007년도 The 1st International Symposium on Advanced Magnetic Materials
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• pp.288.2-288.2
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• 2007

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.1-8
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• 2013

This paper reviews the development status of magnetic refrigeration system for hydrogen liquefaction. There is no doubt that hydrogen is one of most important energy sources in the near future. In particular, liquid hydrogen can be utilized for infrastructure construction consisting of storage and transportation. Liquid hydrogen is in cryogenic temperatures and therefore high efficient liquefaction method must be studied. Magnetic refrigeration which uses the magneto-caloric effect has potential to realize not only the higher liquefaction efficiency > 50 %, but also to be environmentally friendly and cost effective. Our hydrogen magnetic refrigeration system consists of Carnot cycle for liquefaction stage and AMR (active magnetic regenerator) cycle for precooling stages. For the Carnot cycle, we develop the high efficient system > 80 % liquefaction efficiency by using the heat pipe. For the AMR cycle, we studied two kinds of displacer systems, which transferred the working fluid. We confirmed the AMR effect with the cooling temperature span of 12 K for 1.8 T of the magnetic field and 6 second of the cycle. By using the simulation, we estimate the total efficiency of the hydrogen liquefaction plant for 10 kg/day. A FOM of 0.47 is obtained in the magnetic refrigeration system operation temperature between 20 K and 77 K including LN2 work input.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.60-64
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• 2012

In this paper, an investigation of a room temperature active magnetic regenerative refrigerator is carried out. Experimental apparatus includes two active magnetic regenerators containing 186 g of Gd spheres. Four E-type thermocouples are installed inside the Active magnetic regenerator(AMR) to observe the instantaneous temperature variation of AMR. Both warm and cold heat exchangers are designed for large temperature span. The cold heat exchanger, which separates the two AMRs, employs a copper tube with length of 80 mm and diameter of 6.35 mm. In order to minimize dead volume between the warm heat exchanger and AMRs, the warm heat exchangers are located close to the AMRs. The deionized water is used as a heat transfer fluid, and maximum 1.4 T magnetic field is supplied by Halbach array of permanent magnets. The AMR plate, which contains the warm and the cold heat exchangers and the AMRs, has reciprocating motion using a linear actuator and each AMR is alternatively magnetized and demagnetized by a Halbach array of permanent magnet. Since the gap of the Halbach array of permanent magnets is 25 mm and two warm heat exchangers have the motion through it, a compact printed circuit heat exchanger (PCHE) is used as a warm heat exchanger. A maximum no-load temperature span of 26.8 K and a maximum cooling power of 33 W are obtained from the fabricated Active Magnetic Regenerative Refrigerator (AMRR).

• Journal of Magnetics
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• 제18권1호
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• pp.30-33
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• 2013

The magnetocaloric effect and magnetization behavior have been analyzed in the double-perovskite $La_{0.7}Ba_{0.3}Mn_{1-X}Fe_XO_3$ compound with the sintering temperature at 1273 K. Samples were fabricated by the conventional solid-state reaction method. X-ray diffraction measurement revealed that all the samples had a single phase in orthorhombic. Detailed investigations of the magnetic entropy behavior of the samples were discussed with the variation of $T_C$. The magnetic entropy changes, ${\Delta}S_M$ of approximately 0.36-1.14 J/kg K were obtained in the temperature range of 145-350 K for the $La_{0.7}Ba_{0.3}Mn_{1-X}Fe_XO_3$ compound. The enhancement of the magnetic entropy change is believed to be due to changes in the microstructure, which changes the magnetic part of the entropy of a solid around the magnetic ordering temperature.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권1호
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• pp.47-51
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• 2017

근래에 들어서 증기 압축식 냉동시스템으로 인한 대기환경 오염문제를 해결하기 위해 국제적 공조의 분위기가 형성되고 있다. 그래서 그 환경오염의 주원인으로 지적되는 CFC 냉매를 대체하는 냉동기술이 큰 주목을 받고 있다. 자기냉동은 물질의 자기열량효과를 이용하여 저온을 생성시키는 방법으로, CFC 냉매를 사용하는 대신에 고체 냉매를 사용함으로써 친환경적인 냉동 기술이라고 할 수 있다. 또한 전력 소모와 소음이 큰 압축기를 사용하지 않고, 자기장의 변화에 따른 재료의 온도 변화를 이용하여 저온부와 고온부의 온도차를 발생시킬 수 있어서 효율적인 냉동시스템으로 간주된다. 본 논문에서는 동심 원통형 Halbach 배열의 영구자석을 이용한 자기냉동장치를 제작하고, 이 장치를 이용하여 실험한 결과를 소개하고자 한다.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제29권4호
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• pp.48-54
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• 2000

자성재료에 자기장을 걸어주변 가열되고 자기장을 제거하면 냉각되는 성질이 있는데, 이를 자기열량효과(magnetocaloric effect)라고 하며, 이것을 이용해서 저온을 생성시키는 방법을 자기냉동(magnetic refrigeration)이라고 한다. 큐리 온도(Curie temperature) 부근의 강자성체에 자 기장이 가해지면 전자례도내에서 쌍을 이루지 않은 전자들의 자기모벤트들이 자기장에 평행 하게 배열되는데, 이로 인해 열역학적 무질서의 척도인 엔트로피는 낮아지고 이러한 손실을 보상하기 위해 재료의 온도가 올라가게 된다.반대로 자기장이 제거되면 자기모벤트가 본래의 무질서한 상태로 돌아오며, 엔트로피가 증가하 고 재료의 온도는 떨어지게 되는 것이다. 역사적으로 보면 1881년에 Warburg가 큐리온도 부근의 철에서 자기열량효과를 처음 발견하였으며. 1926년과 1927년에 Debye와 Giauque가 각각 단열소자볍 (adiabatic demagnetization)을 제안함으로써 실용화되기 시작하여 주로 극저온을 얻는 방법으로 이용되어 왔다. 1950년도 이전의 연구는 절대온도 영도(OK)에 도달하고 자 하는 순수과학적인 노력으로서 개방사이클(open cycle)을 이용한 단열냉각 방식을 추구하 였으나, 1950년 이후부터는 공학적인 응용을 목적으로 밀폐사이클(closed cycle)을 형성하는 자기냉동기에 관한 연구가 진행되었다. 1976년에 Brown은 희토류(rare earth) 금속인 가돌리늄(Gd)을 사용하여 유체(물 80%와 에틸 알코올 20%)를 재생시킴으로써 상온에서 작동 하는 자기냉동기를 보고한 바 있다. 그는 7 T의 큰 자장을 이용하였으며, 고온부와 저온부의 온도는 각각 $46^{\circ}C와\;-1^{\circ}C로서\;47^{\circ}C$의 온도간격을 얻었다. 자기냉동에 있어서의 또 하나의 중요한 진전은 1978년과 1982년에 Steyert와 Barclay에 의해서 능동자기재생기(active magnetic r regenerator)의 개념이 소개되고 개발된 것으로, 이는 자성재료가 냉매로서 뿐만 아니라 열전달 유체의 재생기로도 사용되는 방식이다. 이상과 같은 자기냉동기술의 발달에 이어서 1997년에 미국의 Astronautics사(Wisconsin주 Madison시 소재)와 Ames 연구소(Iowa주 Ames 시 소재)의 공동연구팀이 발표한 두 가지의 새로운 진전으로 인해 공기조화 및 냉동분야에 적용할 수 있는 자기냉동기의 실용화 가능성이 한층 높아졌다. 이들의 연구결과는 (1) 자기냉동이 실온에서도 실현 가능한 기술이며 증기압 축식 냉동에 필적할 만하다는 것을 보인 것과 (2) 이미 알려져 있던 자기냉동재료보다 자기 열량효과가 훨씬 큰 새로운 재료를 발견한 것이다. 이로써 자기냉동에 대한 관심과 기대가 한결 커지고 있다. 본 원고에서는 자기냉동의 원리가 되는 자기열량효과와 이를 이용한 자기냉동의 방법 그리고 최근에 이루어진 새로운 진전에 대해 소개하고 공기조화 및 냉동분야에의 적용 가능성을 전망해 보고자 한다.