• 선박안전
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• 통권37호
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• pp.2-11
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• 2014

본 연구에서는 최근, 전기자동차 및 소형 레저용 선박을 중심으로 연구가 진행 중인, 대용량 이차전지의 용량 증대를 위하여 필요한 내부 전극 접합 기술에 관하여 연구하였다. 종래의 초음파 용접으로 적층할 수 있는 적층량의 한계를 극복하기 위한 방안으로 전극 소재에 직접 가열을 통한 용접 방법이 아닌 용가제 금속을 적용하여 전극을 접합시켜, 통전성과 인장강도를 증대시킴과 동시에 열적요인으로 인한 전극표면에 화학적 활성물질의 변성을 최소화할 수 있는 저온 접합 방법에 대하여 연구하였다. 부연하여 용접을 위하여 무리하게 출력을 상승시킬 경우 용접열의 영향으로 전극의 변형 및 활성물질의 변성을 야기함과 동시에 최종 페키징 이후 출력저하, 발열 등, 배터리의 안정성을 저하시키는 요인으로 작용한다. 따라서 본 연구에서는 고주파 유도가열을 통한 유도 가열 방식의 접합 방법과 용융 도금을 통한 용가제 금속의 전처리를 통한 종래와는 차별화된 전극접합 방법을 소개한다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제9권2호
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• pp.171-176
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• 1991

8 MHz 고주파 유전형 가열장치로 모형을 가열할 때에 전극의 크기와 모형의 두께에 따른 온도 분포를 알아보기 위하여 다양한 크기의 전극과 다양한 두께의 모형을 조합하여 실험하였다. 전극은 10, 15, 20, 25, 그리고 30 cm 크기를 사용하였고 모형은 10, 15, 20, 25, 그리고 30 cm 두께를 사용하였다. 모형의 두께가 25 cm 이상일 경우에는 전극의 크기가 모형의 두께보다 크거나 혹은 같을때에 중심부에 균일한 온도 분포를 얻을 수 있었으나, 모형의 두께가 20 cm 이하일 경우에는 전극의 크기가 모형의 두께와 같을 때는 균일한 온도 분포를 얻을 수 없었고 전극의 크기가 모형의 두께보다 클 때만 균일한 온도 분포를 얻을 수 있었다. 크기가 다른 한쌍의 전극을 사용하여 가열시에는 작은 전극 쪽으로 가열 부분이 집중되었고 그 현상은 전극크기의 차가 클 수록 심하였다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제41권6호
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• pp.431-436
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• 1998

통전가열(ohmic heating)을 사과주스의 가열 살균에 적용해보기 위하여 가열기 형태와 전압, 파형, 주파수 등 전기적 요소가 사과주스 모델용액의 통전가열 속도에 미치는 영향을 알아보았다. 100 VAC, 60 Hz의 상용전류를 이용한 통전가열시 컬럼형 가열기에서 전극간의 간격이 29, 22, 17 mm로 줄어듬에 따른 모델용액의 가열속도는 $7.8,\;21.0,\;47.4^{\circ}C/min$으로 크게 증가하였으며 또한 전극의 수를 병렬로 1, 2, 3쌍으로 증가시킬 시에도 $29.2,\;49.8,\;74.6^{\circ}C/min$으로 비례적으로 증가하여 전극의 간격이 작을수록, 전극의 표면적이 증가할수록 가열속도는 크게 빨라지는 것으로 나타났다. $60\;Hz{\sim}60\;kHz$ 범위의 주파수 변화에 따른 가열속도 차이는 나타나지 않았으며 파형에 따른 가열속도는 positive saw tooth wave를 제외하고 변화가 거의 없었다. 전압을 40에서 100 VAC로 높임에 따라 가열속도는 $9.5^{\circ}C/min$에서 $83^{\circ}C/min$로 크게 증가하여 전압과 가열속도는 정비례 관계가 있음을 알 수 있었다. 통전가열과 상업적 살균방법으로 제조한 사과주스 간에는 이화학적 특성의 차이가 없었다.

• 한국진공학회지
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• 제20권2호
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• pp.93-99
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• 2011

금속 전극 위에 유기물 채널을 증착하여 만드는 바닥 전극 구조의 유기물 박막 트랜지스터에서 전극 표면이 거친 정도에 따라 전하 주입이 어떻게 달라지는지 조사했다. 금 전극을 실리콘 기판에 증착하고, 가열하여 금 전극 표면을 거칠게 만들었다. 그리고 펜터신과 상부 전극으로 사용할 금 전극을 차례대로 증착하여 금 전극/펜터신/금 전극 구조를 만들었다. 펜터신 증착 초기에는 거친 금 전극 위에서 펜터신 증착핵이 더 많이 보였지만, 막이 두꺼워지면 가열되지 않은 전극과 가열로 거칠어진 전극에서 펜터신 표면 모양에 차이가 거의 없었다. 온도를 바꾸면서 측정한 전류-전압 곡선은 바닥 전극의 표면이 거칠수록 바닥계면의 전위장벽이 높음을 보여주었다. 이 현상은 금속 표면이 거칠수록 일함수가 낮아지며 펜터신과 거친 전극 표면의 경계에 전하 트랩이 더 많기 때문으로 생각된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권6호
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• pp.688-697
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• 2014

본 연구에서는 최근, 전기자동차 및 소형 레저용 선박을 중심으로 연구가 진행 중인, 대용량 이차전지의 용량 증대를 위하여 필요한 내부 전극 접합 기술에 관하여 연구하였다. 종래의 초음파 용접으로 적층할 수 있는 적층 량의 한계를 극복하기 위한 방안으로 전극 소재에 직접 가열을 통한 용접 방법이 아닌 용가재 금속을 적용하여 전극을 접합시켜, 통전성과 인장강도를 증대시킴과 동시에 열적요인으로 인한 전극표면에 화학적 활성물질의 변성을 최소화 할 수 있는 저온 접합 방법에 대하여 연구하였다. 부연하여 현재 일반적으로 적용되고 있는 초음파 용접 및 저항 용접은 전극을 다량 적층 접합 시켰을 경우 일정한 전기 전도성과 접합 강도를 구현하기 힘들다. 용접을 위하여 무리하게 출력을 상승시킬 경우 용접열의 영향으로 전극의 변형 및 활성물질의 변성을 야기함과 동시에 최종 페키징(packaging) 이후 출력저하, 발열 등, 배터리의 안정성을 저하시키는 요인으로 작용한다. 따라서 본 연구에서는 고주파 유도가열을 통한 유도 가열 방식의 접합 방법과 용융 도금을 통한 용가재 금속의 전처리를 통한 종래와는 차별화된 전극접합 방법을 소개한다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2003년도 제27회 추계학술대회
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• pp.52-52
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• 2003

악성종양을 치료하는 방법중 방사선과 온열요법은 가장 강력한 치료방법으로 연구되어왔으며 이를 병용함으로 서 상승효과를 얻을 수 있다. 인체조직에 41$^{\circ}C$ 이상의 열을 가하면 세포질의 단백질변성으로 세포에 손상을 주어 세포가 사멸하게 되며 세포의 생존율은 가열시간 즉 열량에 따라 지수적으로 감소한다. 온열은 세포주기중 방사선 저항성이 매우 큰 DNA 합성시기와 산도가 높을 때 감수성이 매우 크기 때문에 방사선과 병용요법은 상호 상승효과를 가져온다. 이와 같이 온열을 이용한 악성종양의 치료가능성은 생물학적 기초연구와 임상시험에서 경이적인 효과를 얻을 수 있었으나 아직 까지 가열방법과 온도분포측정이 큰 과제로 남아있으며 주위건강조직의 가열을 피하면서 인체 깊은 곳에 존재하는 종양에만 집중 가열하는 방법인 삽입형 온열치료방법에 대한 연구가 집중되었다. 한편 방사선 치료방법은 주위 건강조직의 피폭을 최소로 줄이고 종양에만 집중 조사가 요구되며 자궁암, 유방암, 뇌암등 부피가 작고 집중적 치료를 요하는 종양은 방사성동위원소를 이용한 근접 삽입치료 (Brachyradiotherapy)가 큰 효과를 나타내고 있다 방사선과 온열의 병행 치료를 위하여 방사선 삽입 치료에 사용한 선원 삽입관을 그대로 두고 삽입관 속에 방사성 동위원소 대신 온열 전극을 넣어 열을 가하는 방사선 온열 병용치료방법을 고안하였으며 방사선과 온열병용에 사용할 최적 삽입관의 제작과 이에 따른 온도분포의 측정과 최적삽입방법을 결정하였다. 방사선 삽입치료용 폴리에찌렌 삽입관의 외부에 금박을 입혀 라디오파 첨극을 삽입할 때 서로 연결되도록 고안 제작함으로서 방사선 삽입치료와 자입식 온열치료를 동시에 만족하게 수행할 수 있는 병용삽입관 (Flexible thermoradiotherapy probes)을 제작하였다. 전도율이 큰 금박부위가 직접 조직에 접촉됨으로 라디오파의 전달이 용이하며 금박의 길이를 2 cm 에서 5 cm 로 구분제작 함으로서 종양의 크기와 모양에 따라 선택할 수 있도록 하였다. 라디오파를 이용한 온열분포의 측정은 인체조직과 전기적 특성이 비슷한 물질인 한천 팬텀 제작하여 사용하였으며 온도분포 측정은 열전대와 서머그람으로 시행하였다. 생체조직 내에서의 온도분포와 온열효과를 관찰하기 위하여 직접 개의 뇌를 이용하여 시행하였으며 4 개의 전극을 이용하여 43$^{\circ}C$로 50분간 가열하고 일주일후 개를 회생시켜 개 뇌에 대한 조직학적 검사를 시행하였다. 한편 팬텀 표면에서 중앙부로 안테나 길이가 2 cm 인 4 개의 전극을 1 cm 간격으로 정사각형이 되도록 삽입하여 가열하였을 때 90% 등온곡선이 반경 1.25의 원형으로 균일하게 분포되었고 종단면상 삽입관의 길이에 따라 균일한 온도분포가 이루어졌다. 전극을 2 cm 간격으로 삽일 하였을 때 90% 등온곡선이 1.75 반경으로 거의 4 각형의 균일한 분포를 얻었으나 전극의 간격이 증가하면 전도율이 떨어져서 전극 중심부에 불균일한 온도분포를 형성하였다. 동물실험에서 정상 개의 뇌 실질에 자입하여 직접 정방형의 중심을 43$^{\circ}C$로 유지하며 50분간 온열 요법을 시행한 후 관찰한 조직병리학적 소견은 liquefactive necrosis, pyknosis of neuronal element 및 polymorphonuclear leukocytes들의 회백질에서 급성기에 관찰되었고 liquefactive necrosis 주위에 lipid-laden macrophage들이 관찰됨이 공통적인 특정이었으며 후기변화로 괴사조직 주위로 신경교세포의 증식이 관찰되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.560-560
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• 2013

플라즈마 내의 전자 에너지 분포는 방전 특성 및 전자 가열 메커니즘에 대한 정보를 줄 수 있을 뿐만 아니라, 소자 생산 공정에서 공정 조건 제어 및 소자 품질 향상에 중요한 역할을 하는 변수이다. 그에 따라서, 반도체공정에서 널리 쓰이는 유도 결합 플라즈마 또는 용량성 결합 플라즈마 장치의 외부 변수에 따른 전자 에너지 분포 변화에 대한 연구가 많이 진행되어왔다. 본 연구에서는, 극판 전극이 인가된 유도 결합 플라즈마 구조에서 낮은 압력의 아르곤과 산소 기체 방전에 대하여 전자 에너지 분포를 측정하였다. 극판 전압만이 인가되었을 경우에는 두 개의 온도를 갖는 전자 에너지 분포를 측정하였으나, 소량의 안테나 전력을 인가할 경우 하나의 온도를 갖는 전자 에너지 분포를 측정할 수 있었다. 이러한 분포함수의 급격한 변화는 유도 결합 전기장과 용량성 결합 전기장의 혼재에 따른 전자 가열 효과이며, 극판에서의 전압, 전류 그리고 위상 측정을 통하여 전자 가열 메커니즘을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.168-168
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• 2016

BDD(Boron Doped Diamond) 전극은 전위창이 넓고, 다른 불용성 전극에 비해 산소발생과전압이 높아 물을 전기화학적인 방법으로 처리하는 영역에 있어 매우 효과적일 뿐만 아니라, 전통적인 불용성 전극에 비해 전극 표면에서 수산화 라디칼(-OH)과 오존(O3)의 발생량이 월등히 높아 수처리용 전극으로서의 유용성이 매우 높다. 따라서 BDD 전극을 수처리용 전극에 사용하는 경우 수산화 라디칼(-OH)과 오존(O3), 과산화수소(H2O2) 등과 같은 산화제의 생성은 물론이고, 염소(Cl2)가 포함되어 있는 전해액에서는 차아염소산(HOCl)이나 차아염소산이온(OCl-)과 같은 강력한 산화제가 발생되어 전기화학적 폐수처리, 전기화학적 정수처리, 선박평형수 처리 등의 분야에 널리 활용될 수 있다. 본 연구에서는 상온 및 상압에서 운전이 가능하고 난분해성 오염물질 제거 효과가 뛰어난 전기화학적 고도산화공정(Electrochemical Advanced Oxidation Process, EAOP)에 적합한 대면적의 BDD 전극을 개발하고 자 하였다. 이러한 BDD 전극의 성막 방법으로는 필라멘트 가열 CVD, 마이크로파 플라즈마 CVD, DC 플라즈마 CVD 등이 널리 알려져 있는데 최근에는 설비의 투자비가 비교적 저렴하고, 대면적의 기판처리가 용의한 필라멘트 가열 화학기상증착법(Hot Filament Chemical Vapor Deposition, HFCVD)이 상업적으로 각광을 받고 있다. 따라서 본 연구에서는 HFCVD 방법을 이용하여 반응 가스의 투입비율, BDD 박막의 두께, 기판의 재질 등에 따른 여러 가지 성막 조건들을 검토하여 $100{\times}100mm$ 이상의 대면적 BDD 전극을 개발하였다. Fig. 1은 본 연구를 통하여 얻어진 BDD 전극의 표면 및 단면 SEM이다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권9호
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• pp.940-946
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• 2015

본 논문에서는 300kHz 이상의 주파수를 사용하는 고전압펄스의 출력이득을 증폭시키는 방법에 대하여 고찰하였다. 종래의 파워스테이지의 전압을 상승시켜 펄스진폭(Pulse-amplitude)을 증폭하는 방식 대신에, 부하의 용량성분과 회로의 기생성분간의 공진을 이용하여 출력이득을 증폭하는 방식으로 연구가 진행되었다. 특히 브릿지형 대신에 Flyback Topology를 적용을 통하여 회로구성을 간소화하고, 출력펄스파형에 출력전극의 용량성분을 부여함에 따라 부하에 가해지는 출력전압의 이득을 증폭시킴으로써, 하드스위칭을 통한 출력회로 내에서의 과부하 및 발열에 따른 손상을 막을 수 있는 장점이 있다. 해당연구는 의료 및 산업용가열분야에 적용되는 유전가열 방식의 접촉형 가열기기의 공간적, 전기적 효율을 제고할 수 있는 한 방법을 제시한다.

• 한국식품과학회지
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• 제26권6호
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• pp.791-798
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• 1994

점성이 높고 열전도도가 낮아 기존의 열전도 가열방식으로는 효과적인 살균이 어려운 고추장, 된장 등의 페이스트상 식품의 효율적인 살균 공정을 개발하기 위한 기초 연구로서 전기 저항열(Ohmic heaing)을 이용한 실험실 규모의 정치 회분식 가열 시스템을 고안하고 전기적 요소가 가열 특성에 미치는 영향을 연구 검토하여 다음의 결론을 얻었다. 1. 고추장과 된장의 상온에서의 전기 전도도는 각각 1.865 S/m 2.510 S/m였으며, Ohmic heating에 의하여 온도가 증가함에 따라 전기전도도가 거의 비례적으로 증가하는 전기적 특성을 나타내었다. 2. 상용 주파수(60 Hz)에서는 전압을 증가시킬수록 비가열 속도$(^{\circ}C/g{\cdo}s)$가 거의 비례적으로 증가하였다. 일정한 전압에서 주파수를 증가시켰을 때 1KHz 이상에서부터 주파수의 증가에 따라 비가열 속도는 급격히 증가하여 고추장의 경우에는 5KHz에서 최고 가열속도 틀 나타내었으며 그 이상의 주파수에서는 감소하였으나 된장의 경우에는 계속 증가하여 실험범위의 최고값인 20KHz에서 최대 가열속도를 나타내었다. 3.고추장의 경우 전압, 전극 간격 및 시료량과 비가열속도와외 관계를 검토한 결과 비가열 속도 $35^{\circ}C/g{\cdot}s$ 이하일때 균일하게 가열이 이루어졌으며, 그 이상의 가열속도에서는 전극 부근에서 cake 생성 현상이 일어나 효과적으로 가열되지 않았다. 4. Ohmic heating 동안에 시료의 위처에 따른 온도 분포를 관찰한 결과 낮은 주파수 범위에서는 시료의 표면과 중간 부위외 온도차가 거의 없이 균일하게 급속히가열되었다. 그러나 5 KHz 이상의 높은 주파수 영역에 서는 표피 효과로 인하여 시료의 중심과 표면사이에 $10^{\circ}C$내외의 온도차가 생겼으며, 전극 부근의 온도가 중심부근 보다 5${\sim}10^{\circ}C$ 높았으므로 적절한 주파수의 선정이 중요하였다. 5. 고추장과 된장의 수분함량이 습량 기준으로 30% 이하일 때는 전류가 흐르지 않아 Ohmic heating의 적용이 불가능 하였으나, 30% 이상에서는 수분함량의 증가에 따라 가열속도는 급속히 증가하였다.