• 제목/요약/키워드: Si membrane

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환외여과에 있어서 Si 콜로이드 용액의 투과유속 감소 및 오염특성 (Flux Decline and Fouling Mechanism of Si Colloidal Solution During the Ultra-Filtration)

  • 남석태;전재홍;이석기;최호상
    • 청정기술
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    • 제5권2호
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    • pp.25-35
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    • 1999
  • Si 미립자를 함유한 콜로이드용액의 중공사막에 의한 한외여과 투과유속 감소특성을 검토하였다. 중공사막의 시간변화에 따른 투과유속 감소현상은 막표면에 형성된 케익층의 증가 및 세공막힘에 기인하였다. 흐름형태를 달리했을 경우의 준 정상상태에서 dead-end flow의 투과유속은 cross flow의 약 60 % 이었다. Cross flow에서 운전압력이 증가함에 따라 $J/J_w$는 감소하였으며, $0.5kg_f/cm^2$일 때의 64.2 %에서 $2.0kg_f/cm^2$일 때 45.7%로 감소하였다. 공급유량이 3 L/min일 때 초기저항은 세공막힘이 지배적이며, 공급유량이 1 L/min에서 3 L/min로 증가함에 따라 $R_c$는 약 40 % 감소한 $1.79{\times}10^{12}{\sim}2.34{\times}10^{12}m^{-1}$ 이었으나 $R_p$는 크게 변하지 않은 $1.71{\times}10^{12}m^{-1}$이었다.

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Na형 Faujasite 제올라이트 분리막 형성 및 $CO_2/N_2$ 분리 (Secondary Growth of Sodium Type Faujasite Zeolite Layers on a Porous $\alpha-Al_2O_3$ Tube and the $CO_2/N_2$ Separation)

  • 조철희;여정구;안영수;한문희;김용하;현상훈
    • 멤브레인
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    • 제17권3호
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    • pp.254-268
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    • 2007
  • 다양한 재료특성(Si/Al 몰비, 두께, 구조적 불완전성)을 갖는 Na형 faujasite 제올라이트 분리층을 다공성 $\alpha$-알루미나 튜브 표면에 수열조건에서 이차성장 시키고 $CO_2/N_2$ 분리거동을 $CO_2/N_2$ 몰비가 1인 혼합기체에 대하여 $30^{\circ}C$에서 평가하였다. 수열조건 중에서 수열용액 내의 $SiO_2$ 양은 형성된 제올라이트 분리층의 재료특성에 가장 큰 영향을 주는 변수임을 확인하였다. 즉, 수열용액 내의 $SiO_2$ 양이 증가함에 따라서 형성된 제올라이트 분리층의 Si/Al 몰비, 두께, 구조적 불완전성(discontinuity)은 동시에 증가하였다. 본 논문에서는 불완전한 치밀화에 의해 잔존하는 결정립간 공극(void), GIS Na-P1 상에 의해 형성된 균열(crack) 등 구조적 불완전성이 $CO_2/N_2$ 분리에 가장 큰 영향을 주는 재료특성이며, 투과부에서의 $CO_2$ 탈착이 전체 $CO_2$ 투과의 율속단계(rate-determining step)임을 확인하였다.

Characteristics of Surface Micromachined Pyroelectric Infrared Ray Focal Plane Array

  • Ryu, Sang-Ouk;Cho, Seong-Mok;Choi, Kyu-Jeong;Yoon, Sung-Min;Lee, Nam-Yeal;Yu, Byoung-Gon
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제5권1호
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    • pp.45-51
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    • 2005
  • We have developed surface micromachined Infrared ray (IR) focal plane array (FPA), in which single $SiO_{2}$ layer works as an IR absorbing plate and $Pb(Zr_{0.3}Ti_{0.7})O_{2}$ thin film served as a thermally sensitive material. There are some advantages of applying $SiO_{2}$ layer as an IR absorbing layer. First of all, the $SiO_{2}$ has good IR absorbance within $8{\sim}12{\mu}m$ spectrum range. Measured value showed about 60% absorbance of incident IR spectrum in the range. $SiO_{2}$ layer has another important merit when applied to the top of Pt/PZT/Pt stack because it works also as a supporting membrane. Consequently, the IR absorbing layer forms one body with membrane structure, which simplifies the whole MEMS process and gives robustness Ito the structure.

고온용 저전력소비형 3C-SiC 마이크로 히터의 설계 (Design on ultra low power consumption microhotplates based on 3C-SiC for high temperatures)

  • 정재민;정귀상
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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    • pp.385-386
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    • 2008
  • This paper reports the design of the ultra low power consumption microhotplates for high temperatures. The microhotplates consisting of a platinum-based heating element on AlN/poly 3C-SiC layers were designed. The microhotplate is a $600\times600{\mu}m^2$ square shaped membrane made of $1{\mu}m$ thick ploy 3C-SiC suspended by four legs. The microhotplate was compared with $Si_3N_4/SiO_2/Si_3N_4$(NON) structure microhotplate by COMSOL simulation system. Thermal uniformity, power consumption and thermal characterizations of microhotplates based on 3C-SiC thin film are better than microhotplates with NON structure.

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빔 혹은 멤버레인 구조를 가지는 써모파일 센서의 다목적 최적설계 (The Multi-objective Optimal Design of Thermopile Sensor Having Beam or Membrane Structure)

  • 이준배;김태윤
    • 센서학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.6-15
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    • 1997
  • 이 논문은 빔의 구조를 갖거나 멤브레인의 구조를 갖는 써모파일 센서의 다목적 최적설계에 관한 연구이다. 연구대상의 써모파일 센서는 $Si_{3}N_{4}/SiO_{2}$ 박막위에 알루미늄과 다결정 실리콘을 사용하여 열전쌍을 형성하고, 박막중심부에 $RuO_{2}$를 사용하여 적외선 흡수부를 만들어 중심부와 실리콘림부 사이의 온도차이에 따른 Seebeck 효과에 의한 유기전압을 감지하는 센서를 대상으로 하였다. 최적설계의 목적함수는 센서의 감도, 검출능 (detectivity) 및 열시정수를 대상으로 하였다. 패키지를 고려하여 모델링을 하였으며, 기존의 식의 고찰에 의한 단순 설계방법이 아닌 수학적 계획법을 사용한 다목적 최적화 방법을 이용하여 최적해를 구하였다. 최종적인 최적설계 수식화에는 퍼지계획법에서 사용되는 소속함수를 정의하여 설계자가 우선적으로 신뢰할 수 있는 해를 구 할 수 있도록 하였다. 또한, 제한조건으로서 주위 온도변화에 따른 센서의 출력전압변화를 포함시켜 실제 사용되는 환경을 고려하였다.

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마이크로 스펙트로미터 적외선 센서용 저응력 $Si_3N_4$ Membrane 상에서의 Thermopile 제조 및 특성 (Fabrication and Characterization of Thermopile on Low-Stress $Si_3N_4$ Membrane for Microspectrometer Infrared Sensor)

  • 최공희;박광범;박준식;정관수
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
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    • pp.781-784
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    • 2005
  • Twenty four types of thermopile for micro spectrometer infrared sensors were fabricated on low-stress $Si_3N_4$ membranes with $1.2{\mu}m-thickness$ using MEMS technology. Poly-Si thin film with thickness of 3500 ${\AA}$ as the first thermocouple material, was deposited by LPCVD method. And aluminum thin film with thickness of 6000 ${\AA}$ as the second thermocouple material, was deposited by sputtering method. Thermopile were designed and fabricated for optimum conditions by five parameters of thermocouple numbers (16 ${\sim}$ 48), thermocouple line widths (10 ${\mu}m$ ${\sim}$ 25 ${\mu}m$), thermocouple lengths (100 ${\mu}m$ ${\sim}$ 500 ${\mu}m$), membrane areas ($1^2\;mm^2$ ${\sim}$ $2.5^2\;mm^2$) and junction areas (150 ${\mu}m^2$ ${\sim}$ 750 ${\mu}m^2$), respectively. Electromotive forces of fabricated thermopile were measured 1.1 mV ${\sim}$ 7.4 mV at $400^{\circ}C$. It was thought that measurement results could be used for thermopile infrared sensors optimum structure for micro spectrometers.

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Micromachining을 이용한 초소형 자왜 센서 제작공정 연구 (Fabrication process for micro magnetostrictive sensor using micromachining technique)

  • 김경석;고중규;임승택;박성영;이승윤;안진호
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.81-89
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    • 1999
  • Micromachining을 이용하여 기존의 전자 물품 감시에 사용되는 자기공명센서의 소형화 공정을 연구하였다. 설계 한 구조는 Free Standing Membrane형 과 Diving Board형의 두 가지이며 각자에 대해 적합한 공정 조건을 수립하고 실제로 그 구조를 형성해 보았다. 멤브레인형의 경우는 센서 모양을 여러 가지 형태로 쉽게 바꿀 수 있는 반면에 그 크기가 실리콘 기판의 두께에 의존하여 소형화하는데 한계가 있었으며 다이빙 보드형의 경우 소형화에도 유리하고 센서의 자기변형이 보다 자유로운 구조였다. 실리콘 질화막은 일반 반도체 공정에서의 조건보다 Si의 함량을 크게 하여 열처리 없이도 저응력의 박막형성이 가능하였으며 탄성계수 값이 크지 않아 센서 부분의 자기변형을 크게 구속하지 않아 센서물질의 지지층으로 유리한 물질이었다. 또한 스퍼터링으로 증착된 텅스텐은 자성 센서 물질로 연구되고 있는 Fe-B-Si물질에 대한 식각 선택도가 높아 구조 형성 공정 중 보호 층으로 사용된 후 제거될 수 있음을 알 수 있었다. 따라서 지지층으로 실리콘 질화막을 사용하고 보호층으로 텅스텐 박막을 사용한 다이빙 보드형 구조가 전자 물품 감시(EAS)용 센서의 소형화에 유리 할 것으로 생각된다.

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화학증착(CVD)에 의한 선택적 수소 투과성 실리카막의 제조 (Synthesis of $H_2$-Permselective Silica Films by Chemical Vapor Deposition)

  • 남석우;하호용;홍성안
    • 멤브레인
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    • 제2권1호
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    • pp.21-32
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    • 1992
  • 화학증착법을 사용하여 다공성 Vycor 유리에 선택적 수소 투과성 실리카 막을 제조하였다. 화학증착에는 $SiCl_4$의 가수분해 반응이 이용되었으며, 반응물인 $SiCl_4$와 물을 서로 반대 방향으로 주입하여 막을 제조하는 opposing-reactants film deposition방법과, 반응물을 다공성 유리관의 한쪽으로만 공급하는 one-sided film deposition 방법을 모두 사용하였다. 제조된 실리카 막을 통한 수소의 투과도는 $600^{\circ}C$ 이상의 온도에서 $0.01-0.25cm^3(STP)/cm^2-min-atm$의 범위에 있었으며, 수소의 질소에 대한 투과도 비는 1000정도였고, 온도의 증가에 따라 실리카 막을 통한 수소 및 질소의 투과도는 증가하였다. Opposing reactants film deposition 방법으로 제조된 실리카 막은 비교적 안정성은 높으나 수소의 투과도가 낮은 반면, one-sided film deposition 방법을 사용하면 수소의 투과도는 높으나 안정성이 낮은 막이 얻어졌다. 이러한 실리카 막은 고온에서의 기체분리 및 분리막 반응기에 응용하기 위하여는 높은 선택적투과성 및 안정성이 요구되며 막 제조 조건 및 방법이 최적화되어야 함을 알 수 있었다.

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