Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences (한국항공우주학회지)

The Korean Society for Aeronautical and Space Sciences (한국항공우주학회)
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Study on super-hydrophobic electro-spray micro thruster and measurement of micro scale thrust

초소수성 전기 분무 마이크로 추진 장치 및 마이크로 추력 측정

  • 이영종 (건국대학교 항공우주정보시스템공학과) ;
  • 유용훈 (건국대학교 항공우주정보시스템공학과) ;
  • ;
  • 김상훈 (건국대학교 물리학과) ;
  • 박배호 (건국대학교 물리학과) ;
  • 변도영 (건국대학교 항공우주정보시스템공학과)
  • Published : 2009.02.01
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Abstract

In this article, we fabricated polytetrafluoroethylene(PTFE) nozzle treated by ion beam, in order to fabricate polymer based electrospray micro thruster with super hydrophobic nozzle. To obtain the super hydrophobic surface, PTFE surface is treated by argon and oxygen plasma treatment process. The optimal condition is investigated argon and oxygen flow rate as well as the paalied energy level for the treatment process. Fabricated nozzle was evaluated by measuring contact angle, and the surface morphology was examined by using scanning electron microscope(SEM) and atomic force microscope(AFM). We observe that jetting becomes more stable and repeatable on the treated nozzle. And to evaluate performance of fabricated nozzle, we measure micro scale thrust using a cantilever and a nozzle treated by ion beam laser displacement sensor.

이 논문은 폴리머 기반의 전기 분무 장치를 만들기 위하여 이온빔 장치를 통하여 초소수성으로 가공 된 polytetrafluoroethylene(PTFE) 노즐을 사용하였다. 초소수성 표면을 만들기 위하여, PTFE 표면은 Ar과 $O_2$를 이용한 이온빔 공정 장치를 사용하였다. 최적의 표면 공정 조건은 Ar과 $O_2$ 유량 및 에너지 단위를 변화 시켜 얻을 수 있었다. 공정된 노즐의 표면 특성을 분석하기 위하여 접촉각 측정을 수행하였고, 표면의 형태적 분석을 위해 scanning electron microscope(SEM) 그리고 atomic force microscope(AFM) 측정을 하였다. 초소수성으로 공정된 노즐을 사용함으로써 보다 안정적이고 반복적인 전기 분무가 가능함을 확인 하였으며, 공정 된 노즐의 성능을 평가하기 위하여 외팔보와 이온빔으로 표면 처리 된 노즐 그리고 레이져 변위센서를 이용하여 마이크로 스케일의 추력을 측정하였다.

Keywords

References

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