• 제목/요약/키워드: Thermal pastes

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고열전도도 및 장기 안정성을 지닌 실리콘 오일 기반 방열 페이스트 제조법 (Manufacturing Strategies for Silicone Oil Based Stable Thermal Pastes with High Thermal Conductivity)

  • 조용수;김채빈
    • Composites Research
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    • 제37권5호
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    • pp.422-426
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    • 2024
  • 전자 기기의 급속한 소형화 및 전력 밀도 증가로 인해 기기 구동 중 많은 양의 열이 발생하게 되면서 높은 열전도도를 갖는 열계면소재와 같은 방열소재의 수요가 급증하고 있다. 이 중, 액상 고분자와 방열 필러의 혼합물인 페이스트 형태의 방열소재는 열원과 히트 싱크 사이의 거친 표면을 효과적으로 채워 방열 효율을 극대화 할 수 있다. 하지만, 일반적으로 방열 페이스트는 반복적인 가열 및 냉각 그리고 가압의 극단적 조건에서 필러/수지 상 분리 등의 이유로 낮은 장기안정성을 갖는다. 따라서, 최근 우수한 장기 안정성을 지니는 고기능성 방열 페이스트의 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 실리콘 오일 수지와 방열 필러 혼합물로 높은 열전도도와 우수한 장기 안정성을 동시에 지니는 방열 페이스트를 제작하는 다양한 전략을 소개하고자 한다.

친수성 표면개질의 에어로겔을 혼입한 시멘트 페이스트의 압축강도 발현 및 열전도율 평가 (Evaluation on Compressive Strength Development and Thermal Conductivity of Cement Pastes Containing Aerogels with Hydrophilic Surface Treatment)

  • 안태호;박종범;윤현섭;양근혁
    • 한국건축시공학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.51-57
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    • 2018
  • 이 연구의 목적은 친수성 표면개질의 에어로겔을 활용한 높은 단열 콘크리트 재료 개발의 기초 평가이다. 시멘트계 재료에서 에어로겔의 재료분리 방지 및 분산성 향상을 위하여 소수성 에어로겔의 표면은 계면활성제를 이용하여 친수성을 부여하였다. 시멘트 페이스트에서 에어로겔의 첨가양은 시멘트 부피 대비 0%에서 100%로 변화하였다. 일부 시멘트 페이스트는 배합단계에서 재료분리 및 에어로겔의 뭉침현상이 나타났다. 에어로겔의 혼입은 시멘트 페이스트의 압축강도를 저하시키는 반면 열전도율은 향상시켰다. 에어로겔을 100% 첨가한 페이스트의 열전도율은 일반 페이스트 대비 약 43% 낮았다. 에어로겔 혼입 콘크리트의 압축강도와 단열성 향상을 위해서는 에어로겔의 최적 표면개질에 대한 연구가 요구되었다.

Interface Structures of Ag-Si Contacts with Thermal Properties of Frits in Ag Pastes

  • Choi, Seung-Gon;Kim, Dong-Sun;Lee, Jung-Ki;Kim, Hyung-Sun
    • 한국재료학회지
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    • 제22권8호
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    • pp.390-396
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    • 2012
  • Ag pastes added to Bi-oxide frits have been applied to the electrode material of Si solar cells. It has been reported that frits induce contacts between the Ag electrodes and the Si wafer after firing. During firing, the control of interfaces among Ag, the glass layer, and Si is one of the key factors for improving cell performance. Specifically, the thermo-physical properties of frits considerably influence Ag-Si contact. Therefore, the thermal properties of frits should be carefully controlled to enhance the efficiency of cells. In this study, the interface structures among Ag electrodes, glass layers, and recrystallites on an $n^+$ emitter were carefully analyzed with the thermal properties of lead-free frits. First, a cross-section of the area between the Ag electrodes and the Si wafer was studied in order to understand the interface structures in light of the thermal properties of the frits. The depth and area of the pits formed in the Si wafer were quantitatively calculated with the thermal properties of frits. The area of the glass layers between the Ag electrodes and Si, and the distribution of recrystallites on the $n^+$ emitter, were measured from a macroscopic point of view with the characteristics of the frits. Our studies suggest that the thermophysical properties should be controlled for the optimal performance of Si solar cells; our studies also show why cell performance deteriorated due to the high viscosity of frits in Ag pastes.

흄드 실리카 첨가에 따른 시멘트 페이스트의 강도발현 및 열전도 특성에 대한 기초 연구 (Fundamental Tests on Compressive Strength Development and Thermal Conductivity of Cement Pastes Including Fumed Silica)

  • 박종범;윤현섭;양근혁
    • 한국건축시공학회지
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    • 제18권5호
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    • pp.413-418
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    • 2018
  • 이 기초 연구는 시멘트 페이스트의 초기강도 향상 및 열전도율 향상을 위한 흄드 실리카의 첨가에 대한 적용성 및 문제점을 평가하기 위한 것이다. 주요 변수인 흄드 실리카 는 시멘트 질량 대비 0%에서 1.6%까지 0.4% 간격으로 첨가하였다. 실험결과, 흄드 실리카의 첨가는 시멘트 페이스트의 초기강도 발현에 효율적이었는데, 재령 1일 압축강도는 28일 강도의 약 45%이었다. 이 높은 초기강도 발현율은 증기 양생 시멘트 콘크리트의 경우와 비슷한 수준이다. 하지만 흄드 실리카의 첨가가 시멘트 페이스트의 열전도 저항성 향상에 미치는 영향은 무의미 하였다.

흑연 및 탄소나노튜브 혼합 방열도료의 특성 (Characteristics of Thermal Radiation Pastes Containing Graphite and Carbon Nanotube)

  • 이지훈;송만호;강찬형
    • 한국표면공학회지
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    • 제49권2호
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    • pp.218-224
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    • 2016
  • Thermal radiation pastes were prepared by dispersing carbon materials as fillers with a content of 1 weight percent in an acrylic resin. The kind of fillers was as follows; $25{\mu}m$ graphite, $45{\mu}m$ graphite, $15{\mu}m$ carbon nanotube(CNT), a 1:1 mixture of $25{\mu}m$ graphite and $15{\mu}m$ CNT, and a 1:1 mixture of $45{\mu}m$ graphite and $15{\mu}m$ CNT. Thermal emissivity was measured as 0.890 for the samples with graphite only, 0.893 for that with CNT only, and 0.892 for those containing both. After coating prepared pastes on a side of 0.4 mm thick aluminium plate and placing the plate over an opening of a box maintained at $92^{\circ}C$ with the coated side out, the temperatures on the uncoated side of the plates were measured. The samples containing graphite and CNT showed the lowest temperatures. The paste with mixed fillers was coated on the back side of the PCB of an LED module and thermal analysis was carried out using Thermal Transient Tester (T3ster) in a still air box. The thermal resistance of the module with coated PCB was measured as 14.34 K/W whereas that with uncoated PCB was 15.02 K/W. The structure function analysis of T3ster data revealed that the difference between junction and ambient temperatures was $13.8^{\circ}C$ for the coated case and $18.0^{\circ}C$ for the uncoated. From the infrared images of heated LED modules, the hottest-spot temperature of the module with coated PCB was lower than that of the uncoated one for a given period of LED operation.

Numerical modelling of effective thermal conductivity of hardened cement paste

  • Cheng Liu;Qiang Liu;Jianming Gao;Yunsheng Zhang
    • Computers and Concrete
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    • 제32권6호
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    • pp.567-576
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    • 2023
  • In this study, a 3D microstructure-based model is established to simulate the effective thermal conductivity of cement paste, covering varying influencing factors associated with microstructure and thermal transfer mechanisms. The virtual cement paste divided into colloidal C-S-H and heterogeneous paste are reconstructed based on its structural attributes. Using the two-level hierarchical cement pastes as inputs, a lattice Boltzmann model for heat conduction is presented to predict the thermal conductivity. The results suggest that due to the Knudsen effect induced by the nanoscale pore, the thermal conductivity of air in C-S-H gel pore is significantly decreased, maximumly accounting for 3.3% thermal conductivity of air at the macroscale. In the cement paste, the thermal conductivities of dried and saturated cement pastes are stable at the curing age larger than 100 h. The high water-to-cement ratio can decrease the thermal conductivity of cement paste.

실리콘 태양전지용 Ag pastes 에서의 무연 프릿에 따른 Ag, Si간 접촉 형성 (Contact Formation Between Ag and Si With Lead-Free Frits in Ag Pastes For Si Solar Cells)

  • 김동선;황성진;김종우;이정기;김형순
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.61.2-61.2
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    • 2010
  • Ag thick-film has usually been used for the front electrode of Si solar cells with the outstanding electrical properties. Ag paste consists of Ag powers, vehicles, frits and additives. Ag paste has broadly been screen-printed on the front side of Si wafer with the merits of low cost and simplicity. The optimal contact formation between Ag electrodes and Si wafer in the front electrode during a fast firing has been considered as the key factor for high efficiency. Although the content of frit in Ag pastes is less than 5wt%, it can profoundly influence the contact formation between Ag and Si under the fast firing. In this study, the effects of lead-free frits on the contacts between Ag and Si were studied with the thermal properties and compositions of various frits. Our experimental results showed that the electrical properties of cells were related to the interface structures between Ag and Si. It was found that current path of electrons from Si to Ag would be possible through the tunneling mechanism assisted by tens of nano-Ag recrystals on $n^+$ emitter as well as Ag recrystals penetrated into $n^+$ emitter layers. These preliminary studies will be helpful for designing the proper frits for the Ag pastes with considering the properties of various Si wafers.

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고효율 단결정 Si 태양전지 제작을 위한 은 페이스트의 제조 및 열 공정 최적화 (Manufacturing and Thermal Process Optimization of Ag-paste for Fabricating High Efficiency Mono-Si Solar Cell)

  • 피지희;김성진;손창록;권순용
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제26권2호
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    • pp.144-150
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    • 2013
  • A New Ag-pastes were developed for integrating the high efficiency mono-Si solar cell. The pastes were the mixture of 84 wt% Ag, 2 wt% glass frit, 11 wt% solvent of buthyl cabitol acetate, and 3 wt% additives. After fabricating the Ag-pastes by using a 3-roll mill, they were coated on a $SiN_x$/n+/p- stacks of a commercial mono-Si solar cell. And the post-thermal process was also optimized by varying the process conditions of peak temperature. The optimized solar cell efficiency on a 6-inch mono-Si wafer was 18.28%, which was the one of the world best performances. It meaned that the newly developed Ag-paste could be adopted to fabricate a commercial bulk Si solar cell.

Effects of Constituents in CNT Pastes on the Field Emission Characteristics of Carbon Nanotubes

  • 김석환;이동구
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제24권3호
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    • pp.245-249
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    • 2011
  • Carbon nanotubes (CNTs) have been significantly used for the field emitters for display applications. However, the lifetime of CNT emitters which are formed by screen printing technique is not guaranteed yet, because the constituents in CNT paste affect the lifetime of CNTs. The CNT pastes for screen printing are normally composed of organic vehicles (nitro cellulose, ethyl cellulose, etc) and additives (glass frits, indium tin oxide (ITO), etc) with CNTs. In this study, the effects of constituents in CNT pastes on the lifetime and emission characteristics of CNTs were investigated by thermal and electrical analysis. Use of glass frits worsened the lifetime and electron emission of CNTs. However, an addition of ITO to CNT paste rather improved the lifetime of CNTs. Degradation of CNTs was small when nitro cellulose was used in CNT paste as an organic vehicle.

된장 가열조리 시 생성되는 향기성분 변화 (Thermal Changes of Aroma Components in Soybean Pastes (Doenjang))

  • 이승주;안봄이
    • 한국식품과학회지
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    • 제40권3호
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    • pp.271-276
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    • 2008
  • 본 연구에서는 공장산 된장과 전통 된장 제품을 이용하여 가열조건(상온, $50^{\circ}C$, $100^{\circ}C$)을 달리한 시료의 휘발성 향기성분을 HS-SPME법에 의해 추출한 후, GC-MSD를 이용하여 분석동정하였고 이들 성분의 정량분석도 실시하였다. 정성된 화합물은 총51개의 향기성분이 확인되었고 동정된 성분을 화학적 특성에 따라 분류하면 18 esters, 3 alcohols, 6 acids, 8 pyrazines, 5 volatile phenols, 1 ketones, 6 aldehydes와 4개의 기타성분이 동정되었다. 에스터 성분과 산 성분이 동정된 화합물 중 두 개 시료에서 모두 가장 높은 농도를 차지하였다. 전통된장 시료는 가열 온도가 증가함에 따라 산, 피라진류의 증가가 두드러졌고, 공장산 제품의 경우 에스터, 알데히드류 및 maltol과 acetyl pyrrole과 같은 일부 마이얄반응 부산물이 크게 증가하는 것으로 나타났다. 향후, 관능검사 및 GC-Olfactometry 분석을 통한 전통 및 공장산 제품의 관능특성과 주요 휘발성 향기성분간의 상관관계분석이 필요하리라 판단되고 이를 통해 다양한 관능특성의 맞춤형 제품 개발에 기초자료로 활용할 수 있으리라 여겨진다.