• Resources Recycling
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• v.29 no.3
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• pp.36-42
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• 2020

In the present study, gravity separation of speiss (6.74 g/㎤) and limestone (2.7 g/㎤) was investigated using a vibrating 1 mm-zirconia ball (5.6 g/㎤) bed as a medium. The floating ratio and separation efficiency with increasing the number of spiess and limestone granules were examined by changing the vibration frequency from 18 Hz to 26 Hz. During the vibration, the zirconia balls circulate inside the vessel, and the spiess granules sink with the zirconia balls, but limestone granules remain on the surface of the zirconia ball bed. As the number of particles of spiess and limestone granules increased, it was observed that the granules were congested in the path of the granule sinking, so the rate of particle sinking decreased, and that limestone granules overlapping with the spiess granule also sunk. Therefore, the separation efficiency decreases with increasing the number of granules, but when the vibrational frequency increases, there is no more congestion and the separation efficiency increases. When each of the three particles was added, a separation efficiency of 100% was acheived at 22 Hz, which indicates that a dry gravity separation process that does not require a drying process is possible.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2005.07a
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• pp.46-47
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• 2005

이번 연구는 $BCl_3/CF_4$ 플라즈마를 사용하여 반도체소자 제조 시 널리 이용되는 GaAs 계열반도체 중 대표적인 재료인 GaAs/AlGaAs 및 GaAs/InGaP 구조를 선택적으로 건식 식각한 후 분석한 것이다. 공정변수로는 ICP 소스파워를 0-500W, RIE 파워를 0-50W 그리고 $BCl_3/CF_4$ 가스 혼합비를 중점적으로 변화시켰다. $BCl_3$ 플라즈마만을 사용한 경우 (20$BCl_3$, 20W RIE power, 300W ICP source power, 7.5mTorr) 는 GaAs:AlGaAs의 선택비가 0.5:1 이었으며 이때 GaAs의 식각률은 ~2200${\AA}/min$ 이었으며 AlGaAs의 식각률은 ~4500${\AA}/min$ 이었다. 식각 후 표면의 RMS roughness은 < 2nm로 깨끗한 결과를 보여주었다. 15% $CF_4$ 가스가 혼합된 $17BCl_3/3CF_4$, 20W RIE power, 300W ICP source power, 7.5mTorr의 조건에서 3분 동안 공정한 결과 순수한 $BCl_3$ 플라즈마만을 사용한 경우보다 표면은 다소 거칠었지만 (RMS roughness: ~8.4) GaAs의 식각률 (~980nm/min)과 AlGaAs와 InGaP에 대한 GaAs의 선택도 (GaAs:AlGaAs=16:1, GaAs:InGaP=38:1)는 크게 증가하였다. 그리고 AlGaAs 및 InGaP의 경우 식각 시 나타난 휘발성이 낮은 식각 부산물 ($AlF_3:1300^{\circ}C$, $InF_3:1200^{\circ}C$)로 인하여 50nm/min 이하의 낮은 식각률을 보였고, 62.5%의 $CF_4$가 혼합된 $7.5BCl_3/12.5CF_4$플라즈마의 조건에서는 AlGaAs 및 InGaP에 대한 GaAs의 선택도가 각각 280:1, 250:1을 나타내었다.

• Clean Technology
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• v.24 no.4
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• pp.280-286
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• 2018

In this study, the adsorption performance of vapor phase VOCs under dry conditions was evaluated by using two metal oxides, $TiO_2$ powder and $Al_2O_3$ powder. BET analysis and ammonia in-situ FT-IR analysis were used to analyze specific surface area and surface acid site. As a result, $TiO_2$ powder and $Al_2O_3$ powder had a specific surface area of $317.6m^2\;g^{-1}$ and $64m^2\;g^{-1}$, respectively. In the case of $TiO_2$ powder, many acid sites were observed on the surface. As a result of evaluating the vapor phase VOCs adsorption performance using two metal oxide powders, $TiO_2$ powder having a relatively large specific surface area and a large number of acid sites exhibited relatively good adsorption performance. In particular, it is considered that the specific surface area directly affects the adsorption performance, and further study on the effect of the acid site is required. Based on the $TiO_2$ exhibited excellent adsorption performance, it manufactured into various forms of honeycomb, hollow fiber and disc. As a result, the adsorption performance was lower than that of the powder, but it is advantageous in view of applicability. In addition, it was confirmed that the disc adsorbent having excellent thermal durability due to the characteristics of the manufacturing process stably maintains adsorption performance even at a high temperature desorption process several times.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.27 no.3
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• pp.77-83
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• 2023

Energy consumption is increased by rapid industrialization. As a result, climate change is accelerating due to the increase in CO₂ concentration in the atmosphere. Therefore, a shift in the energy paradigm is required. Hydrogen is in the spotlight as a part of that. Currently 95% of hydrogen is fossil fuel-based reforming hydrogen which is accompanied by CO₂ emissions. This is called gray hydrogen, if the CO₂ is captured and emission of CO₂ is reduced, it can be converted into blue hydrogen. There are 3 technologies to capture CO₂: absorption, adsorption and membrane technology. In order to select CO₂ capture technology, the analysis of the exhaust gas should be carried out. The concentration of CO₂ in the flue gas from the hydrogen production process is higher than 20%if water is removed as well as the emission scale is classified as small and medium. So, the application of the membrane technology is more advantageous than the absorption. In addition, if LNG cold energy can be used for low temperature CO₂ capture system, the CO₂/N₂ selectivity of the membrane is higher than room temperature CO₂ capture and enabling an efficient CO₂ capture process. In this study, we will analyze the flue gas from hydrogen production process and discuss suitable CO₂ capture technology for it.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.22 no.1
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• pp.5-10
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• 2012

In general, the fabrications of the LEDs with mesa structure are performed grown by MOCVD method. In order to etch and separate each chips, the LEDs are passed the RIE and scribing processes. The RIE process using plasma dry etching occur some problems such as defects, dislocations and the formation of dangling bond in surface result in decline of device characteristic. The SAG method has attracted considerable interest for the growth of high quality GaN epi layer on the sapphire substrate. In this paper, the SAG method was introduced for simplification and fabrication of the high quality epi layer. And we report that the size of selective area do not affect the characteristics of original LED. The diameter of SAG circle patterns were choose as 2500, 1000, 350, and 200 ${\mu}m$. The SAG-LEDs were measured to obtain the device characteristics using by SEM, EL and I-V. The main emission peaks of 2500, 1000, 350, and 200 ${\mu}m$ were 485, 480, 450, and 445 nm respectively. The chips of 350, 200 ${\mu}m$ diameter were observed non-uniform surface and resistance was higher than original LED, however, the chips of 2500, 1000 ${\mu}m$ diameter had uniform surface and current-voltage characteristics were better than small sizes. Therefore, we suggest that the suitable diameter which do not affect the characteristic of original LED is more than 1000 ${\mu}m$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.476-476
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• 2014

서론: 저 전력 소모를 필요로 하는 무선 센서 네트워크 관련 기술의 급격한 발달과 함께 자체 전력 수급을 위한 진동 에너지 수확 기술에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 다양한 구조와 소재를 압전 외팔보에 적용하여 제안하고 있다. 그 중에서도 진동 기반의 에너지 수확 소자는 주변 환경에서 쉽게 진동을 얻을 수 있고, 높은 에너지 밀도와 제작 방법이 간단하다는 장점을 가지고 있어 많은 분야에 응용 및 적용 가능하다. 기존 연구에서는 2차원적으로 진동 에너지 수확을 위한 휜 구조의 압전 외팔보를 제안 하였다. 휜 구조를 갖는 압전 외팔보는 각각의 짧은 두 개의 평평한 외팔보가 일렬로 연결된 것으로 볼 수 있다. 하나의 짧고 평평한 외팔보는 진동이 가해지면 접선 방향으로 응력이 생겨 최대 휨 모멘텀을 갖게 된다. 그러므로 휜 구조를 갖는 외팔보는 진동이 인가됨에 따라 길이 방향과 수직 방향으로 진동한다. 하지만, 이 구조는 수평 방향으로 가해지는 진동에 대한 에너지를 수확하기에는 한계점을 가진다. 즉, 3축 방향에서 임의의 방향에서 진동 에너지를 수확하기는 어렵다. 본 연구에서는 3축 방향에서 에너지를 효율적으로 수확할 수 있도록 헤어-셀 구조의 압전 외팔보 에너지 수확소자를 제안한다. 제안된 소자는 길이 방향과 수직 방향뿐만 아니라 수평 방향으로도 진동하여 임의의 방향에서 진동 에너지를 수확할 수 있다. 구성 및 공정: 제안하는 소자는 3축 방향에서 임의의 진동을 수확하기 위해서 길이를 길게 늘이고 길이 방향을 따라 휘어지는 구조의 헤어-셀 구조로 제작하였다. 외팔보의 구조는 외팔보의 폭 대비 길이의 비가 충분히 클 때, 추가적인 자유도를 얻을 수 있다. 그러므로 헤어-셀 구조의 에너지 수확 소자는 기본적인 길이 방향, 수직방향 그리고 수평방향에 더불어 추가적으로 뒤틀리는 방향을 통해서 3차원적으로 임의의 주변 진동 에너지를 수확하여 전기적인 에너지로 생성시킬 수 있다. 제작된 소자는 높은 종횡비를 갖는 무게 추($500{\times}15{\times}22{\mu}m3$)와 길이 방향으로 길게 휜 압전 외팔보($1000{\times}15{\times}1.7{\mu}m3$)로 구성되어있다. 공정 과정은 다음과 같다. 먼저, 실리콘 웨이퍼 위에 탄성층을 형성하기 위해 LPCVD SiNx를 $0.8{\mu}m$와 LTO $0.2{\mu}m$를 증착 후, 각각 $0.03{\mu}m$과 $0.12{\mu}m$의 두께를 갖는 Ti와 Pt을 하부 전극으로 스퍼터링한다. 그리고 Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 박막을 $0.35{\mu}m$ 두께로 졸겔법을 이용하여 증착하고 상부 Pt층을 두께 $0.1{\mu}m$로 순차적으로 스퍼터링하여 형성한다. 상/하부 전극은 ICP(Inductively Coupled Plasma)를 이용해 건식 식각으로 패턴을 형성한다. PZT 층과 무게 추 사이의 보호막을 씌우기 위해 $0.2{\mu}m$의 Si3N4 박막이 PECVD 공정법으로 증착되고, RIE로 패턴을 형성된다. Ti/Au ($0.03/0.35{\mu}m$)이 E-beam으로 증착되고 lift-off를 통해서 패턴을 형성함으로써 전극 본딩을 위한 패드를 만든다. 초반에 형성한 실리콘 웨이퍼 위의 SiNx/LTO 층은 RIE로 외팔보 구조를 형성한다. 이후에 진행될 도금 공정을 위해서 희생층으로는 감광액이 사용되고, 씨드층으로는 Ti/Cu ($0.03/0.15{\mu}m$) 박막이 스퍼터링 된다. 도금 형성층을 위해 감광액을 패턴화하고, Ni0.8Fe0.2 ($22{\mu}m$)층으로 도금함으로써 외팔보 끝에 무게 추를 만든다. 마지막으로, 압전 외팔보 소자는 XeF2 식각법을 통해 제작된다. 제작된 소자는 소자의 여러 층 사이의 고유한 응력 차에 의해 휨 변형이 생긴다. 실험 방법 및 측정 결과: 제작된 소자의 성능을 확인하기 위하여 일정한 가속도 50 m/s2로 3축 방향에 따라 입력 주파수를 변화시키면서 출력 전압을 측정하였다. 먼저, 소자의 기본적인 공진 주파수를 얻기 위하여 수직 방향으로 진동을 인가하여 주파수를 변화시켰다. 그 때에 공진 주파수는 116 Hz를 가지며, 최대 출력 전압은 15 mV로 측정되었다. 3축 방향에서 진동 에너지 수확이 가능하다는 것을 확인하기 위하여 제작된 소자를 길이 방향과 수평 방향으로 가진기에 장착한 후, 기본 공진 주파수에서의 출력 전압을 측정하였다. 진동이 길이방향으로 가해졌을 때에는 33 mV, 수평방향으로 진동이 인가되는 경우에는 10 mV의 최대 출력 전압을 갖는다. 제안하는 소자가 수 mV의 적은 전압은 출력해내더라도 소자는 진동이 인가되는 각도에 영향 받지 않고, 3축 방향에서 진동 에너지를 수확하여 전기에너지로 얻을 수 있다. 결론: 제안된 소자는 3축 방향에서 진동 에너지를 수확할 수 있는 에너지 수확 소자를 제안하였다. 외팔보의 구조를 헤어-셀 구조로 길고 휘어지게 제작함으로써 기본적인 길이 방향, 수직방향 그리고 수평방향에 더불어 추가적으로 뒤틀리는 방향에서 출력 전압을 얻을 수 있다. 미소 전력원으로 실용적인 사용을 위해서 무게추가 더 무거워지고, PZT 박막이 더 두꺼워진다면 소자의 성능이 향상되어 높은 출력 전압을 얻을 수 있을 것이라 기대한다.

• Resources Recycling
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• v.32 no.1
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• pp.42-49
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• 2023

The glass ceramic secondary resource containing Li-Al-Si is used in inductor, fireproof glass, and transparent cookware and accounts for 14% of the total consumption of Li, which is the second most widely used after Li-ion batteries. Therefore, new Li resources should be explored when the demand for Li is exploding, and extensive research on Li recovery is needed. Herein, we recovered Li from fireproof Li-Al-Si glass ceramic, which is a new secondary resource containing Li. The fireproof glass among all Li-Al-Si glass ceramics was used as raw material that contained 1.5% Li, 9.4% Al, and 28.9% Si. The process for recovering Li from the fireproof glass was divided into two parts: (1) calcium salt roasting and (2) water leaching. In calcium salt roasting, a sample of fireproof glass was crushed and ground below 325 mesh. The leaching efficiency was compared based on the presence or absence of heat treatment of the fireproof glass. Moreover, the leaching rates based on the input ratios of calcium salt, Li-Al-Si glass, and ceramics and the leaching process based on calcium salt roasting temperatures were compared. In water leaching, the leaching and recovery rates of Li based on different temperatures, times, solid-liquid ratios, and number of continuous leaching stages were compared. The results revealed that fireproof glass ceramics containing Li-Al-Si should be heat treated to change phase to beta-type spodumene. CaCO₃ salt should be added at a ratio of 6:1 with glass ceramics containing Li-Al-Si, and then leached 4 times or more to achieve a recovery efficiency of Li over 98% from a solution containing 200 mg/L of Li.

• Clean Technology
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• v.19 no.2
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• pp.165-172
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• 2013

In this study, the hydrogen chloride removal using K-based dry sorbents ($K_2CO_3/Al_2O_3$, KEPRI, Korea) was studied with varying the pressure in a fixed bed reactor (15 cm tall bed with 0.5 cm I.d.). Working temperature was $400^{\circ}C$ and feed gas concentration was 750 ppm (HCl vol%, $N_2$ balance). The chloride sorption capacity of sorbent increases with increasing pressure (1, 5, 10, 15 and 20 bar). Also, after forming KCl crystal by reaction with $K_2CO_3$ and HCl, owing to the strong bonding energy, sorbent regeneration was practically impossible. Its optical, physical and chemical characterizations were evaluated by SEM, EDAX, BET, TGA and XRD. At $400^{\circ}C$ and 20 bar condition, working condition for the dehalogenation process after gasification, K-based dry sorbent showed high HCl sorption capacity and HCl/$N_2$ separation performances comparing with Ca-based and Mg-based dry sorbents.

• Resources Recycling
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• v.24 no.1
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• pp.35-42
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• 2015

To obtain the fundamental information on the dissolution of nickel into the slag in the pyrometallurgical processes for treatment of wasted PCB, the distribution ratios of nickel between CaO-$SiO_2-Al_2O_3$-MgO slag and copper-5 wt%Ni alloy were measured at 1623 K to 1823 K under a controlled $CO_2$-CO atmosphere. The distribution ratio of Ni increased linearly with increasing oxygen partial pressure. Therefore, the dissolution reaction of nickel into the slags could be described by the following equation; $$Ni(l)_{metal}+\frac{1}{2}O_2(g)NiO(l)_{slag}$$ The distribution ratio of Ni increased linearly with increasing content of basic oxides(CaO and MgO) in slag. However, the distribution ratio of Ni decreased linearly with increasing temperature. From these results, the empirical equation of distribution ratio of Ni was obtained by the following equation from the analysis of experimental conditions by multiple regression. $${\log}L_{Ni}=0.4000{\log}P_{O2}-5.1{\times}10^{-4}T+0.3375\(\frac{X_{CaO}+X_{MgO}}{X_{SiO2}}\)$$

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.18 no.7
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• pp.17-25
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• 2017

To resolve the problem of the temperature rise in LED or OLED lighting, until now a thick metal film has been used as a heat-sink. Conventionally, this thick metal film is made by the electroplating method and used as the heat-dissipating plate of the electronic devices. However, nowadays there is increasing need for a Cu metal film with a thickness of several hundred micrometers that can be formed by the dry deposition method. In this work, we designed and fabricated a Cu film deposition system where the heating element is separated from the ceramic crucible, which makes ultra-rapid deposition possible by preventing heat loss. In addition, the resulting induction heating also contributes to the high deposition rate. By tuning the various parameters, we obtained a $100-{\mu}m$ thick Cu film whose heat conductivity is high and whose thickness uniformity is better than 2%, while the deposition rate is as high as $1000{\AA}/s$.