• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.1527_1528
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• 2009

떠 있는 열선 구조를 채택한 고온 구동 마이크로 MEMS 히터의 특성을 평가하고 분석하였다. 고온 MEMS 히터는 적외선을 이용한 광학식 가스센서의 주요한 핵심 부품인 적외선 발광원으로 활용할 수 있다. MEMS 기술을 이용하여 대량생산이 가능하여 가격을 낮출 수 있고 소비전력이 작아 적외선 센서의 광원으로 응용되는 등 관련 분야의 연구가 많이 이루어지고 있다. 본 논문에서는 실리콘 기판으로부터 떠 있는 실리콘 지지구조물 위에 형성된 백금 저항성으로 고온 발열 동작하는 새로운 구조의 MEMS 히터에 대한 온도 특성을 고해상도 적외선 카메라로 측정한 이미지를 이용하여 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.37-37
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• 2008

고온에서 안정적인 DLC막을 성막하기 위해 PECVD공정에서 실리콘을 첨가하여 제조하였다. 기존의 실리콘첨가 DLC막과는 다르게 고온에서 생성됨으로 마이크로 클러스터 형태의 DLC구조로서 disordered 영역이 넓게 존재하고 있어 I(D)/I(G)비에서의 변화가 있는 것이 관찰되었다. 실리콘 양이 증가할수록 값이 낮아지는 것이 관찰되는데 이는 실리콘량이 증가하면서 수소의 위치에 실리콘이 결합하면서 sp3 단일구조형태의 코팅 막을 만드는 것이 관찰된다. 고온 어닐링효과로 내부구조에서 다량의 sp2구조가 관찰되는 것으로서 DLC막이 어느 정도 흑연화되지만, 실리콘이 SiC에서 SiOx로 $SiO_2$와 SiOH막으로 바뀌는 면서 마찰계수가 낮은 DLC막을 유지할 것으로 기대되며, XPS와 FT-IR분석에 의해 이러한 상들의 존재를 관찰할 수 있었다. 특히 공정상 TMS이 증가하면 첨가된 Si에 의해 형성되는 막이 초기부터 OH기를 다량 포함하고 있는 것을 알 수 있었고, 온도 상승에 의해서 실리콘표층에 더욱 많은 SiOx계열의 물질이 생성되는 것이 명확하게 발견되었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.939-940
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• 2007

다수본의 Bi-2223테이프로 구성되는 초전도전력케이블에서 발생되는 교류손실은 케이블의 효율을 저하시킬 뿐만 아니라 냉동기비용 증가로 인한 기존 케이블과의 가격경쟁에서 경제성을 저하시키는 주된 요인으로 작용하기 때문에 이의 상용화에 앞서 교류손실에 대한 정확한 규명이 되어야 한다. 그러나 다수본으로 구성되는 고온초전도전력케이블의 교류손실을 올바르게 평가하는 것은 테이프의 상이한 임계전류, 전압리드의 배열, 전류분포의 불균일성 및 인접한 테이프에 흐르는 전류위상 상이 등 복잡한 영향인자 때문에 매우 난해하다. 이와 같은 교류손실 평가와 관련된 복잡한 문제들을 규명하기 위해 다수본의 고온초전도도체 샘플을 제작하였으며 그 손실 특성을 실험적으로 조사 및 검토 하였다. 그 결과 다수본 고온초전도도체의 측정된 교류손실은 Monoblock모델 이론값 및 다각형모델에 근거한 수치해석 결과와도 상이함을 알 수 있다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.37 no.11
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• pp.1349-1354
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• 2013

Sealing structure to prevent flowing hot gas into the driving device, located between the driving shaft and the liner of On-Off valve for controlling the hot gas flow path was studied. Wear occurs due to the constant movement of the driving shaft controlled by actuator on graphite as the sealing material. In this paper, the dynamic wear behavior in high temperature of graphite(HK-6) to be used as sealing material was evaluated. Reciprocating wear test was carried out for the graphite(HK-6) to the relative motion between shaft materials(W-25Re). The results of friction coefficient and specific wear rate according to contact load, sliding speed at room temperature and $485^{\circ}C$ considering the actual operating environment were evaluated. Through the SEM analysis of the worn surface, third body as lubricant films were observed and lubricant effect of third body was considered.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.11a
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• pp.399-402
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• 2006

현재까지 연료전지 전해질 막으로는 Nafion으로 잘 알려져 있는 perfluorosulfonic acid(PFSA)막이 주를 이루고 있다. 이 막들은 $80^{\circ}C$ 이하의 낮은 온도의 연료전지에서 가장 좋은 성능을 보인다. PFSA 막들은 탄소-불소로 이루어진 사슬의 특성상 산화, 환원의 조건에서도 뛰어난 안정성을 보이며 이온 전도도가 0.1S/cm 이상으로 기존에 알려진 전해질 막들 중 가장 우수한 성능을 나타낸다. 하지만 연료전지의 작동온도가 $100^{\circ}C$ 이상의 높은 온도에서 는 막에 존재하던 수분이 제거되면서 수소이온 전도도가 떨어지며 기계적 물성도 떨어지는 문제점을나타낸다. $100^{\circ}C$ 이상의 온도에서 연료전지를 작동시키면 양쪽의 전극에서 일어나는 촉매반응의 속도가 향상되며, 물의 끓는점 이상에서 작동되므로, 전지 내에서 다양한 상을 고려하지 않고 기화된 물만을 고려하여 설계를 할 수가 있다. 따라서 최근 이러한 고온/저가습 운전을 위 한 전해질 막의 개발을 위해 기존의 Nafion 막에 전도성 무기 입자를 도입하는 연구들이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 전도성 무기 입자로서 $ZrO_2$나노입자를 합성하고, 이를 상용 10 wt.% Nafion 용액에 분산하여 solution casting 방법을 통해 $61{\mu}m$ 두께의 유기-무기 복합막을 제조하였다. 제조한 유기-무기 복합막의 성능 평가를 위하여 함수율, 이온 전도도, 당량무게 및 단위 전지를 이용한 전류-전압 곡선을 측정하여 상용 Nafion 112 막과 비교해 보았다. $ZrO_2$ 입자는 전도성이며 동시에 친수성을 나타내기 때문에 상용 막에 비하여 함수율 및 수소이온 전도도가 우수하게 나타났다. 복합막의 이러한 물성은 $100^{\circ}C$이상의 고온에서 전해질 막 내의 물 관리를 용이하게 한다. 단위 전지 운전 온도 $130^{\circ}C$, 상대습도 37%의 운전 조건에서도 상당히 우수한 전지 성능을 보임에 따라 고온/저가습 조건에서 상용 Nafion 112 막보다 우수한 막 특성을 나타냄을 확인하였다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.40 no.9
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• pp.891-896
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• 2003

Novel fabrication technique was developed for high strength Reaction-Bonded SiC (RBSC) hot gas filter for use in IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle) system. The room and high temperature fracture strengths for Si-melt infiltrated reaction-bonded SiC were 50-123, and 60-66 MPa, respectively. The average pore size was 60-70 $\mu\textrm{m}$ and the porosity was about 34 vol％. RBSC infiltrated with molten silicon showed improved fracture strength at high temperature, as compared to that of clay-bonded SiC, due to SiC/Si phase present within SiC phase. The thickness for SiC/Si phase was increased with increasing powder particle size of SiC from 10 to 34 $\mu\textrm{m}$. Pressure drop with dust particles showed similar response as compared to that for Schumacher type 20 filter. The filter fabricated in the present study showed good performance in that the filtered powder size was reduced drastically to below 1 $\mu\textrm{m}$ within 4 min.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.16 no.2
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• pp.161-169
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• 2003

A phase transformation study on a synthetic amorphous diopside, $(Ca,Mg)SiO_3$has been carried out up to ∼30 GPa, and ∼$1000^{\circ}C$ using a diamond anvil cell and YAG laser heating system, respectively. A starting amorphous material shows a direct transition to cubic $(Ca,Mg)SiO_3$perovskite at high pressure, which contradicts to the crystalline diopside phase transformation sequence disproportionating into mixtures of the orthorhombic$ MgSiO_3$perovskite and the cubic $CaSiO_3$perovskite phases. This discrepancy might be due to the different starting materials as well as the temperature variations at each specific experiment performed. The present phase transfor mation sequence would modify the mineralogical assemblage in the Earth transition region and the lower mantle depending upon the pressure, temperature and the oxygen partial pressure.

• Journal of Energy Engineering
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• v.10 no.2
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• pp.90-104
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• 2001

일일 최대 석탄처리 용략이 3톤인 건식 석탄가스화기를 사용하여 가스화에 미치는 주요 변수들중 산화제내 산소농도와 증기 주입량을 변경시켜 가스화성능을 조사하였고, IGCC용 대성석탄을 선정하는 입장에서의 주요 인자 및 고온고압 조건에서의 가스화기 운전상 특성과 문제점을 파악하여 운전상 문제에 대한 대책을 제시하였다. 사용한 석탄은 유연탄인 중국 대동탄과 아영청탄인 미국 알라스카의 유시벨리탄에었는데, 두 탄중 모두 건식 가스화기의 운전상에는 문제가 없었다. 가스화를 위한 산소의 농도는 90%까지 그리고 석탄시료 무게 대비 증가량 10∼12%까지는 가스화의 온도 유지와 가스조성 측면에서 무리 없이 적용할 수 있다고 판단되었다. 이들 가스화 시험을 통하여 생성된 슬랙은 가스화기 슬랙탭의 조업 온도와 대상석탄 회재의 용융특성에 따라 침상 또는 알갱이 형태로 배출되었으며, 슬랙으로부터 중금속 성분이 유출되는지를 분석해 본 결과 침출수에 의한 2차 오염은 없는 것으로 확인하였다. IGCC용 석탄을 선정하는 석탄특성에서는 미분탄의 수분함량, 회재함량, 회재용융온도, 발열량 측면에서 검토하였는데, 건식가스화기의 경우 미분탄의 표면수분의 제거가 중요하고 회재의 함량과 회재의 용융온도를 같이 고려하여 적정한 시료 석탄이 선정되어야 한다는 결론을 얻었다. 가스화기 운전측면에서는 여러 기계적인 문제점들이 발견되었는데 시료공급노즐의 막힘문제, 역화문제, 고온가스 누출문제, 추운 겨울 운전시 오링(O-ring)문제 등에 대한 논의와 대책을 제시하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.16 no.12
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• pp.2395-2406
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• 1992

Laminar natural convection heat transfer from a hot body in a square enclosure has been studied for various center positions of a hot body at Grashof number Gr=1.5$\times$10／sup 5／, Prandtl number Pr=0.71 and dimensionless thermal conductivity K／sub s／／K／sub f／= 14710. In case of vertical cold walls, the natural convection at the dimensionless center position of a hot body, X／sub c／Y／sub c／=0.2, 0.5 shows the most strong and at X／sub c／, Y／sub c／=0.5, 0.8 the most weak. In case of horizontal cold walls, the natural convection at the dimensionless center position of a hot body ; X／sub c／ Y／sub c／=0.5, 0.2 shows the most strong and at X／sub c／, Y／sub c／=0.2, 0.5 the most weak.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2009.05a
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• pp.22-25
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• 2009

Development of a curvic-coupling was presented in this paper. The research covers design, structural analysis, hot-temperature-torsion-test, curvic-coupling applied proto-type turbine disk manufacturing, and assembly test of a curvic-coupling rotor system for the turbopump application. Curvic-coupling was designed based on the Gleason-standard-tooth shape. The load capability of the designed curvic coupling was validated by the structural analysis and hot-temperature-torsion-test. A proto-type turbine disk which had adopted designed curvic-coupling was manufactured, assembled and tested to reveal that shaft-disk assembly run-outs in axial and radial directions were much smaller than the design requirements. The development will be finalized after spin test of shaft-disk assembly in near future.