• 한국산업융합학회 논문집
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• 제27권3호
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• pp.685-692
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• 2024

Currently used heating elements are metal and non-metal heating elements, including various types of heaters, and resistance line heating elements have a problem of decreasing thermal efficiency over time, so to solve this problem, a planar heating element using high-purity carbon materials and oxidation-resistant inorganic compounds was applied. Through the manufacture of planar heating elements using CNT, ruthenium composite materials, and ruthenium oxide, physicochemical performance and capacity were increased, and instantaneous responsiveness was increased. Through thick film technology applicable to various base bodies, fine patterns were formed by the screening method in consideration of the fact that the performance of the heat source depends on the viscosity and pattern shape. The heating element was manufactured by thick film printing technology by mixing ruthenium oxide, CNT, Ag, etc. The characteristics of each paste were analyzed through viscosity measurement, and STS 430 was used as a base. Surface temperature and efficiency were measured by testing heaters manufactured for small wind tunnels and real-vehicle experiments. The surface temperature decreased as the air volume increased, and the optimal system boundary was found to be about 200 mm. Among the currently used heating elements, this paper manufactured a planar heating element using thick film technology to find out the relationship between air volume and temperature, and to study the surface temperature.

• 한국기계가공학회지
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• 제19권1호
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• pp.1-10
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• 2020

This study deals with the fabrication and thermal characterization of planar heating elements attached to the backside of the reflector used in the electrodeless lamp of a freezer. We tried to solve the problem of the local heat generation of the linear heating element that occurs about 50℃. The homogeneous dispersion and manufacturing excellence of the planar heating element produced were confirmed through SEM and EDS. In addition, the test specimens was prepared according to the change in the ratio of carbon fiber to the basis weight of the planar heating element, and a sample having a basis weight of 50g/㎡ having a content ratio of carbon fiber of 70% was selected. That sample showed low surface resistance of 4.3Ω/sq and high temperature of about 81℃ at 6V. Durability was confirmed by performing repeated bending evaluation of 3000 cycles for the sample. Large area test specimens were prepared to be applied to the actual reflector, insulated by EVA film and analyzed for their thermal characteristics. From 13V application, the temperature of the linear heating element was higher than 50℃ and the average temperature of 68℃ was maximum at 18V.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2007년도 추계학술발표대회 및
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• pp.101.2-101.2
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• 2007

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제31권1호
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• pp.29-34
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• 2024

전류가 전도체를 통과할 때 발생하는 줄 열을 이용한 발열체는 자동차 창유리, 고속열차 창유리 및 태양전지와 같은 다양한 산업 분야에서 수분 제거 등을 위해 널리 연구되고 개발되고 있고, 최근에는 기계적 변형 조건 하에서도 안정적인 가열을 유지할 수 있는 유연 발열체를 개발하기 위하여 여러 나노 구조의 발열체를 이용한 연구가 활발하게 진행중이다. 본 연구에서는 유연성이 우수한 폴리우레탄을 기판으로 선정하고 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 낮은 전기비저항(1.6 μΩ-cm)을 가지는 은 (Ag) 박막을 형성하여 발열층으로 이용한 연구를 진행하였다. 2D 박막구조에서의 전면발열에 의하여 열응답속도가 매우 높아 목표 온도의 95%까지 20초 이내에 도달하였으며 우수한 발열재현성을 보여주었다. 또한 기계적 변형이 가해지는 환경에서도 우수한 발열특성이 유지되었으며 반복적인 굽힘 테스트 (10,000회, 곡률반경 5 mm 기준)에서도 3% 이내의 전기저항 증가만이 발생할 정도로 우수한 유연성을 보유하여, 폴리우레탄/은 구조의 면상발열체는 굴곡진 형태를 가진 다양한 기기에서부터 인체분위와 같이 다양한 응력이 가해지는 환경에서 사용할 수 있는 플렉서블/웨어러블 면상발열체로의 적용이 매우 유망하다는 것을 보여준다. 또한 증착된 은 박막 발열 층 구조는 다양한 목적을 위한 기능을 추가하여 다양한 분야에서 사용할 수 있는 플렉서블/웨어러블 발열체로서의 적용 가능성을 보여줍니다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.131-137
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• 2015

본 연구의 목적은 기존에 사용 중인 X선 발생장치의 촬영대를 따뜻하게 가열하면서도 X선 감약이 적은 탄소나노튜브(carbon nano tube, CNT) 발열체를 사용하여 가열장치를 구비한 X선 발생장치용 부착형 촬영대의 고안 및 설계를 하고자 한다. 고안된 제품의 구성은 부착형 탄소발열체 촬영대로서 기존 X선 촬영대, 탄소나노튜브 면상발열체, 전극선, 난연 처방된 보호필름과 바닥필름으로 구성되어 있다. 본 고안 제품의 특징과 장점은 냉기(冷氣)를 느끼는 촬영대에서 환의를 착용하고 검사를 받는 환자에게 온화한 느낌과 안전감을 제공하고 심적인 불안감을 해소하여 검사에 도움을 줄 수 있기 때문에 임상 적용을 적극 권장하는 바이다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.604-608
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• 2016

최근 난방장치에 대한 에너지의 효율적 사용측면에서 경제성과 안정성을 높이기위한 지속적인 연구 개발이 이루어지고 있다. 특히 고성능 및 신기능 소재에 대한 기술개발이 활발히 이루어지고 있다. 본 논문은 에너지 전달특성이 우수한 발열제품 개발에 관한 것으로 침구류나 매트리스 등에 사용되는 발열체는 전열선을 사용하는 것으로서 전열선이 가늘기 때문에 열의 분포가 전열선 주변에서만 집중되어 전열선에서 떨어진 부분과 온도 편차가 심하게 발생되는 단점이 있다. 또한 전자기가 유도되어 인체에 유해하고 에너지 소비도 많다. 따라서 원적외선, 음이온 등이 방사되어 인체에 이로우면서도 무해할 뿐 아니라 열전도가 우수하여 에너지 효율을 높일 수 있는 SiC계 세라믹을 이용한 면상발열판넬을 개발하고자 한다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.1135-1140
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• 2008

Bismuth-telluride based thin film materials are grown by Metal Organic Chemical Vapor Deposition(MOCVD). A planar type thermoelectric device has been fabricated using p-type $Bi_{0.4}Sb_{1.6}Te_3$ and n-type $Bi_2Te_3$ thin films. Firstly, the p-type thermoelectric element was patterned after growth of $4{\mu}m$ thickness of $Bi_{0.4}Sb_{1.6}Te_3$ layer. Again n-type $Bi_2Te_3$ film was grown onto the patterned p-type thermoelectric film and n-type strips are formed by using selective chemical etchant for $Bi_2Te_3$. The top electrical connector was formed by thermally deposited metal film. The generator consists of 20 pairs of p- and n-type legs. We demonstrate complex structures of different conduction types of thermoelectric element on same substrate by two separate runs of MOCVD with etch-stop layer and selective etchant for n-type thermoelectric material. Device performance was evaluated on a number of thermoelectric devices. To demonstrate power generation, one side of the sample was heated by heating block and the voltage output measured. As expected for a thermoelectric generator, the voltage decreases linearly, while the power output rises to a maximum. The highest estimated power of $1.3{\mu}W$ is obtained for the temperature difference of 45 K. we provide a promising procedure for fabricating thin film thermoelectric generators by using MOCVD grown thermoelectric materials which may have nanostructure with high thermoelectric properties.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.425-425
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• 2008

Bismuth-antimony-telluride based thermoelectric thin film materials were prepared by metal organic vapor phase deposition using trimethylbismuth, triethylantimony and diisopropyltelluride as metal organic sources. A planar type thermoelectric device has been fabricated using p-type $Bi_{0.4}Sb_{1.6}Te_3$ and n-type $Bi_2Te_3$ thin films. Firstly, the p-type thermoelectric element was patterned after growth of $4{\mu}m$ thickness of $Bi_{0.4}Sb_{1.6}Te_3$ layer. Again n-type $Bi_2Te_3$ film was grown onto the patterned p-type thermoelectric film and n-type strips are formed by using selective chemical etchant for $Bi_2Te_3$. The top electrical connector was formed by thermally deposited metal film. The generator consists of 20 pairs of p- and n-type legs. We demonstrate complex structures of different conduction types of thermoelectric element on same substrate by two separate runs of MOCVD with etch-stop layer and selective etchant for n-type thermoelectric material. Device performance was evaluated on a number of thermoelectric devices. To demonstrate power generation, one side of the device was heated by heating block and the voltage output was measured. The highest estimated power of 1.3mW is obtained at the temperature difference of 45K. We provide a promising approach for fabricating thin film thermoelectric generators by using MOCVD grown thermoelectric materials which can employ nanostructures for high thermoelectric properties.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.443-447
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• 2009

Bismuth-antimony-telluride based thermoelectric thin film materials were prepared by metal organic vapor phase deposition using trimethylbismuth, triethylantimony and diisopropyltelluride as metal organic sources. A planar type thermoelectric device has been fabricated using p-type $Bi_{0.4}Sb_{1.6}Te_3$ and n-type $Bi_{2}Te_{3}$ thin films. Firstly, the p-type thermoelectric element was patterned after growth of $5{\mu}m$ thickness of $Bi_{0.4}Sb_{1.6}Te_3$ layer. Again n-type $Bi_{2}Te_{3}$ film was grown onto the patterned p-type thermoelectric film and n-type strips are formed by using selective chemical etchant for $Bi_{2}Te_{3}$. The top electrical connector was formed by thermally deposited metal film. The generator consists of 20 pairs of p- and n-type legs. We demonstrate complex structures of different conduction types of thermoelectric element on same substrate by two separate runs of MOCVD with etch-stop layer and selective etchant for n-type thermoelectric material. Device performance was evaluated on a number of thermoelectric devices. To demonstrate power generation, one side of the device was heated by heating block and the voltage output was measured. The highest estimated power of 1.3 ${\mu}m$ is obtained at the temperature difference of 45 K.

• 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.