• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제2권4호
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• pp.353-362
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• 2009

In the process of turbine modernizations, the investigation of the influences of water passage roughness on radial flow machine performance is crucial and validates the efficiency step up between reduced scale model and prototype. This study presents the specific losses per component of a Francis turbine, which are estimated by CFD simulation. Simulations are performed for different water passage surface roughness heights, which represents the equivalent sand grain roughness height. As a result, the boundary layer logarithmic velocity profile still exists for rough walls, but moves closer to the wall. Consequently, the wall friction depends not only on roughness height but also on its shape and distribution. The specific losses are determined by CFD numerical simulations for each component of the prototype, taking into account its own specific sand grain roughness height. The model efficiency step up between reduced scale model and prototype value is finally computed by the assessment of specific losses on prototype and by evaluating specific losses for a reduced scale model with smooth walls. Furthermore, surveys of rough walls of each component were performed during the geometry recovery on the prototype and comparisons are made with experimental data from the EPFL Laboratory for Hydraulic Machines reduced scale model measurements. This study underlines that if rough walls are considered, the CFD approach estimates well the local friction loss coefficient. It is clear that by considering sand grain roughness heights in CFD simulations, its forms a significant part of the global performance estimation. The availability of the efficiency field measurements provides an unique opportunity to assess the CFD method in view of a systematic approach for turbine modernization step up evaluation. Moreover, this paper states that CFD is a very promising tool for future evaluation of turbine performance transposition from the scale model to the prototype.

• 한국자기학회지
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• 제12권2호
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• pp.41-45
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• 2002

졸-겔법으로 제조된 La/sub 0.7/Pb/sub 0.3/MnO₃(LPM)박막의 기판 효과에 따른 저 자장 영역에서의 터널형 자기저항 효과에 대하여 연구하였다. 다결정 LPMO 박막은 SiO₂/Si(100) 기판과 그 위에 확산 방지막(diffusion barrier)으로 안정화 지르코니아(yttria-stabilized zirconia, YSZ) 중간층을 도입한 기판에 증착하였으며, 반면에 c-축 방향 성장을 갖는 박막의 경우 LaA1O₃(001) (LAO) 단결정 기판을 사용하였다. LPMO/LAO 박막에서의 rocking curve 측정 결과 full width half maximum (FWHM) 값은 0.32°값을 가짐을 알 수 있었다. 상온(300 K)에서 측정한 자기저항비(MR ratio) 값은 500 Oe리 외부자장을 인가시 LPMO/SiO₂/Si 박막의 경우 0.52%, LPMO/YSZ/SiO₂/Si 박막인 경우는 0.68% 그리고, LPMO/LAO의 경우에는 0.4%에도 미치지 못하는 값을 가졌다. 이때 MR최대값을 나타내는 peaks는 자기이력 곡선의 보자력 부근에서 나타남으로 그 두 결과가 잘 일치함을 보여 주고 있다. 이러한 저 자장 영역에서의 자기저항 값의 타이는 박막 시료의 기판 효과에 의한 grain boundary특성의 차이로부터 기인된다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제31권5호
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• pp.313-319
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• 2018

This study introduces a new investigation report on the microstructural and electrical property changes of $ZnO-Zn_2BiVO_6-Mn_3O_4$ (ZZMn), where 0.33 mol% of $Mn_3O_4$ and 0.5 mol% of $Zn_2BiVO_6$ were added to ZnO (99.17 mol%) as liquid phase sintering aids. $Zn_2BiVO_6$ contributes to the decrease of sintering temperatures by up to $800^{\circ}C$, and segregates its particles at the grain boundary, while $Mn_3O_4$ enhances ${\alpha}$, the nonlinear coefficient, of varistor properties up to ${\alpha}=62$. In comparison, when the sintering temperature is increased from $800^{\circ}C$ to $1,000^{\circ}C$, the resistivity of ZnO grains decreases from $0.34{\Omega}cm$ to $0.16{\Omega}cm$, and the varistor property degrades. Oxygen vacancy ($V_o^{\bullet}$) (P1, 0.33~0.36 eV) is formed as a dominant defect. Two different kinds of grain boundary activation energies of P2 (0.51~0.70 eV) and P3 (0.70~0.93 eV) are formed according to different sintering temperatures, which are tentatively attributed to be $ZnO/Zn_2BiVO_6$-rich interface and ZnO/ZnO interface, respectively. Accordingly, this study introduces a progressive method of manufacturing ZnO chip varistors by way of sintering ZZMn-based varistor under $900^{\circ}C$. However, to procure a higher reliability, an in-depth study on the multi-component varistors with double-layer grain boundaries should be executed.

• 한국재료학회지
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• 제8권7호
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• pp.579-583
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• 1998

P가 고농도로 도핑된 다결정 Si 기판 위에 Co/Ti 이중층막을 스퍼터 증착하고 급속열처리함으로써 얻어지는 실리사이드 층구조, 실리사이드막의 응집, 그리고 도펀트의 재분포 등을 단결정 Si 기판 위에서의 그것들과 비교하여 조사하였다. 다결정 Si 기판위에 형성한 Co/Si 이중층을 열처리할 때 단결정 기판에서의 경우보다 $CoSi_2$로의 상천이는 약간 더 낮은 온도에서 시작되며, 막의 응집은 더 심하게 일어난다. 또한, 다결정 Si 기판내의 도펀트보다 웨이퍼 표면을 통하여 바깥으로 outdiffusion 함으로써 소실되는 양이 훨씬 더 많다. 이러한 차이는 다결정 Si 내에서의 결정립계 확산과 고농도의 도펀트에 기인한다. Co/Ti/doped-polycrystalline si의 실리사이드화 열처리후의 층구조는 polycrystalline CoSi2/polycrystalline Si 으로서 Co/Ti(100)Si을 열처리한 경우의 층구조인 Co-Ti-Si/epi-CoSi2/(100)Si 과는 달리 Co-Ti-Si층이 사라진다.

• 한국광물학회지
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• 제15권3호
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• pp.221-230
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• 2002

화강암질 편마암의 풍화단면에서 풍화초기에 흑운모-질석-캐올리나이트로의 변질과정을 보여 주었으나, 지표층으로 가면서 질석 중간 상이 거의 인지되지 않고 흑운모-캐올리나이트 변질과정을 나타낸다. 흑운모의 풍화작용에 의해 생성된 1:1 규산염 층상광물은 캐올리나이트와 할로이사이트이며, 다른 메커니즘에 의해 형성되어 각기 다른 풍화조직을 보여준다. 캐올리나이트화작용은 입자의 가장자리로부터 내부로 진행되었다. 변질과정에서 $10\AA$의 흑운모 다층과 $7\AA$의 캐올리나이트 다층이 교호하고 있고, 두 상의 c-축이 일치한다. 변질된 캐올리나이트의 가상은 흑운모 입자의 외곽선에 기준하여 부피의 변화 없이 일정하고, 많은 공극이 벽개면을 따라 발달해 있어 판상의 캐올리나이트는 흑운모와의 1:1의 엽층 대 엽층 교대작용에 의해 형성된 것으로 보인다. 할로이사이트화작용은 흑운모의 엽편들은 보다 얇게 분리되어 벽개면에 수직방향으로 휘어져 렌즈상의 공극을 형성하고, 할로이사이트는 그 가장자리에서 외곽 방향으로 부채모양으로 발달하여 할로이사이트의 가상은 흑운모 입자의 현저한 부피 증가를 초래했다. 관상의 할로이사이트는 사장석의 용해작용에 의한 외부용액으로부터 Si와 Al을 공급받아 흑운모의 표면에 침전되어 성장되었다 이렇게 형성된 할로이사이트는 비정상적으로 높은 Fe(~11%)를 함유하고 있다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제26권2호
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• pp.15-21
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• 2019

원자층 증착법(ALD: atomic layer deposition)으로 $150^{\circ}C$에서 성장된 zinc oxide (ZnO) 초박막의 두께 변화에 따른 구조적, 전기적, 광학적 특성을 조사하였다. ZnO 박막을 증착하기 위해 금속 전구체와 반응물로 각각 diethylzinc와 deionized water를 사용하였다. ALD 사이클 당 성장률은 $150^{\circ}C$에서 약 0.21 nm/cycle로 일정 하였으며, 50 사이클 이하의 샘플들은 초기 ALD 성장 단계에서 상대적으로 얇은 두께로 인하여 비정질 성질을 갖는 것으로 보였다. 100 사이클에서 200 사이클로 두께가 증가함에 따라 ZnO 박막의 결정성이 증가하였고 hexagonal wurtzite 구조를 보였다. 또한, ZnO 박막의 입자 크기가 ALD 사이클의 수의 증가에 따라 증가되었다. 전기적 특성 분석 결과 박막 두께의 증가에 따라서 비저항 값이 감소하였으며, 이는 박막 두께 증가에 따른 입자 크기 증가 및 결정성 개선으로 더 두꺼운 ZnO 박막에서 입자 경계의 농도 감소와 상관 관계가 있음을 알 수 있었다. 광학적 특성 분석 결과 근 자외선 영역 (300 nm~400 nm)에서의 밴드 엣지 흡수가 증가 및 이동되었는데 이 현상은 ZnO 박막 두께의 증가에 따른 캐리어 농도의 증가가 기인 한 것으로, 이 결과는 박막 두께의 증가에 따른 저항률 감소와 잘 일치한다. 결과적으로 박막의 두께가 증가하면 막 면의 응력이 완화되어 밴드 갭이 감소하고 결정성 및 전도성이 향상됨을 알 수 있었다.

• 열처리공학회지
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• 제12권1호
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• pp.31-39
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• 1999

In the present study, oxidation behavior of 304 and 316 stainless steels was investigated. After solution treatment, specimens were polished up to $1{\mu}m$ $Al_2O_3$ grade and then subjected to oxidation treatment in dry air. The range of temperature was used for oxidation treatment at $300^{\circ}C{\sim}500^{\circ}C$ and TEM was used for analyzing the components and structure of oxide film. Also, these results were compared with the results of ESCA and TG. According to the results of TEM analysis, it was found that Cr oxide film was formed on top of the surface after room temperature oxidation but amorphous Fe oxide was formed on top of the surface and polycrystalline $(Cr,Fe)_2O_3$ was formed below the amorphous Fe oxide layer after $500^{\circ}C$ oxidation treatment. The oxidized specimens at $500^{\circ}C$ showed that 316 stainless steel resists more strongly to grain and grain boundary oxidation than 304 stainless steel. These results suggested that Mo component resolved in 316 stainless steel matrix suppressed the formation of Cr carbide which may results in local Cr deplete area.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권12호
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• pp.59-66
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• 2006

하이브리드 로켓 연료의 연소율 향상을 위한 나선형 홈이 유동 특성에 미치는 영향을 규명하기 위하여 난류 증가와 선회 유동 발생에 대한 수치계산을 수행하였다. 나선형 튜브의 열전달 관계식을 이용하여 여러 형상의 나선형 홈이 있는 연료의 열전달 향상을 예측하였으며 연소율 측정값과 비교하여 상호 연관성을 확인하였다. 실험 결과와 열전달 향상 예측 값은 동일한 경향을 나타내더라도 수치는 큰 차이를 나타냈는데 이것은 연료가 연소하기 위하여 기화할 때 발생하는 분출속도가 존재하기 때문이다. 분출효과를 고려하여 RANS 계산을 수행한 결과, 난류에너지는 상당히 증가한 반면 선회 수는 조금 증가하는 결과를 보여 주었다. 그럼에도 불구하고 나선형 홈에 의한 난류 증가 또는 선회유동 생성은 연소율을 증가시키는 중요한 메커니즘임이 밝혀졌다. 그러나 분출로 인하여 난류에너지가 증가되어도 열전달 향상에 기여하지 못하는 것으로 확인되었는데 이것은 분출 속도가 표면의 경계층을 밀어내어 대류 열전달이 증가되는 것을 차단하기 때문인 것으로 밝혀졌다.

• Current Photovoltaic Research
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• 제8권1호
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• pp.27-32
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• 2020

CuS thin films were deposited on glass substrates at room temperature by RF magnetron sputtering. The structural and optical properties of CuS thin films grown by varying RF-power from 40 W to 100 W were studied. From the XRD analysis, we confirmed hexagonal crystal structures grown in the preferred orientation of the (110) plane in all CuS thin films, and the intensity of the main diffraction peak increased in proportion to the increase of RF-power. In the case of CuS thin film deposited at 40W, small-sized particles formed a thin and dense surface morphology with narrow pore spacing, relatively. As the power increased, the grain size and grain boundary spacing increased sequentially. The peaks for the binding energy of Cu 2p_3/2 and Cu 2p_1/2 were determined at 932.1 eV and 952.0 eV, respectively. The difference in binding energy for the Cu²⁺ states was the same at 19.9 eV regardless of process parameters. The transmittance and band gap energy in the visible region tended to decrease with increasing sputtering powers.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제42권5호
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• pp.576-581
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• 2010

KAERI (Korea Atomic Energy Research Institute) fabricated MOX (Mixed Oxide) fuel pellets as a cooperation project with PSI (Paul Scherrer Institut) for an irradiation test in the Halden reactor. The MOX pellets were fitted into fuel rods that included instrumentation for measurement in IFE (Institutt for Energiteknikk). The fuel rods were assembled into the test rig and irradiated in the Halden reactor up to 50 MWd/kgHM. The irradiated fuel rods were transported to the IFE, where ceramography was carried out. The fuel rods were cut transversely at the relatively higher burn-up locations and then the radial cross sections were observed. Micrographs were analyzed using an image analysis program and grain sizes along the radial direction were measured by the linear intercept method. Radial cracks in the irradiated MOX were observed that were generally circumferentially closed at the pellet periphery and open in the hot central region. A circumferential crack was formed along the boundary between the dark central and the outer regions. The inner surface of the cladding was covered with an oxide layer. Pu-rich spots were observed in the outer region of the fuel pellets. The spots were surrounded by many small pores and contained some big pores inside. Metallic fission product precipitates were observed mainly in the central region and in the inside of the Pu spots. The average areal fractions of the metallic precipitates at the radial cross section were 0.41% for rod 6 and 0.32% for rod 3. In the periphery, pore density smaller than 2 ${\mu}m$ was higher than that of the other regions. The grain growth occurred from 10 ${\mu}m$ to 12 ${\mu}m$ in the central region of rod 6 during irradiation.