• Clean Technology
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• v.26 no.1
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• pp.65-71
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• 2020

Various solar hybrid energy conversion processes, which have both the advantages of renewable energy sources and fossil energy sources, have been developed in the world because stable and predictable energy supplies, such as electricity and natural gas, are necessary for modern societies. In particular, a solar hybrid energy conversion process based on a dual fluidized bed process concept has been expected as the promising solution for sustainable energy supply via thermochemical conversions, such as pyrolysis, combustion, gasification, and so on, because solar thermal energy could be captured and stored in fluidized bed materials. Therefore, the attrition and heat transfer characteristics of silicon carbide and alumina particles used for fluidized bed materials for the solar hybrid energy conversion process were studied in an ASTM D5757 reactor and a bubbling fluidized bed reactor with 0.14m diameter and 2m height. These characteristics of novel fluidized bed materials were compared with those of sand particles which have widely been used as a fluidized bed material in various commercial fluidized bed reactors. The attrition resistances of silicon carbide and alumina particles were higher than those of sand particles while the average values of heat transfer coefficient in the bubbling fluidized bed reactor were in the range of 125 ~ 152 W m^-2K^-1.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.31 no.5
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• pp.575-580
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• 2020

In this study, we simulated an amine regeneration process with heat-stable salts removal unit. We derived the optimal operating conditions considering the flow rate of waste, the removal rate of heat-stable salts, and the loss rate of MDEA (methyl diethanolamine). In the amine regeneration process that absorbs and removes acid gas, heat-stable salt impairs the absorption efficiency of process equipment and amine solution. An ion exchange resin method is to remove heat-stable salts through neutralization by using a strong base solution such as NaOH. The acid gas removal process was established using the Radfrac model, and the equilibrium constant of the reaction was calculated using Gibbs free energy. The removed amine solution is separated and flows to the heat-stable salts remover which is modeled by using the Rstoic model with neutralization reaction. Actual operation data and simulation results were compared and verified, and also a case study was conducted by adjusting the inflow mass of removal unit followed by suggesting optimal conditions.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.26 no.4
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• pp.317-326
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• 2020

In this study, damages caused by flash fire, overpressure, and thermal radiation based on the sizes of leak holes were evaluated using the areal location of hazardous atmospheres when natural gas leaked owing to the damage of pipeline in a LNG fueled ship. In addition, environmental variables (wind speed, atmospheric temperature, and atmospheric stability) and process variables (pipe pressure and pipe length) were classified to analyze the damage impact ranges caused by various scenarios. From the results, the damage range caused by the environmental variables was the largest, followed by overpressure and thermal radiation. Additionally, for the process variables, regardless of the pressure, length, or size of the leak holes, the damage range attributed to flash fire was the most significant, and the damage range was high in the order of overpressure and thermal radiation, similar to the environmental variables. The larger the size of the leak holes, the higher the values of the environmental and process variables, and the higher the damage range caused by jet fire compared to the environmental variables.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.249-249
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• 2010

핵융합로에서는 디버터의 열부하에 대한 안전성을 고려하기 위해 열전도도 및 열 저항성이 높은 텅스텐이 대면 물질로 고려되고 있으며, 경제적인 측면과 실용성 측면에서 텅스텐블록을 직접 제작하여 사용하는 것보다 텅스텐코팅이 효과적이라는 의견이 지배적이다. 또한 ASDEX Upgrade 에서는 탄소블럭에 텅스텐을 코팅하여 챔버 외벽 및 디버터 영역까지 구성하여 캠페인을 진행하였고, 재료적인 측면에서 안정성을 확인 하였다. 따라서 본 연구에서는 디버터 및 챔버외벽 등에 대한 대면물질을 구성하기 위해 상압 열플라즈마 제트를 이용하여 고온에서의 용융 및 냉각을 통해 모재에 텅스텐 피막을 적층하는 과정을 수행하고 있다. 기존의 연구를 통해 일부 공정 변수에 대해서는 이미 적정한 범위의 공정조건을 확보하였고, 기공도와 산화도 및 부착력 등의 물성치에 대한 추가적인 향상을 위해 주요 공정 변수에 집중하여 최적의 조건을 탐색하는 과정이 진행 중이다. 이를 위해 출력증가실험의 일환으로서 기존 36kW급 플라즈마 토치 전력을 한 단계 끌어 올려 48kW급 전력까지 단계적으로 상승시킴으로써 이에 따른 물성치 변화를 검증하고 있다. 현재 44kW 급까지 실험이 수행되었으며, 이를 통해 공극률 감소 및 미세구조 변화에 대한 결과를 얻었다. 실제로 토치의 출력을 증가시킴으로서 텅스텐 피막의 물성치가 변화하는 메커니즘은 플라즈마 제트의 중심부 온도 및 축방향 속도에 의해 결정된다. 중심부 온도가 상승하게 될수록 코팅을 위해 분사되는 분말의 용융률은 증가하지만 분말 외벽에 산화텅스텐이 형성될 가능성은 증가하게 되며, 플라즈마 제트의 모재를 향상 축방향 속도가 증가할수록 용융 된 분말이 모재에 증착 시 형성하는 형태가 원형에 가깝게 되므로 기공이 감소하는 효과가 발생한다. 특히 용융된 분말의 증착 형태는 모재의 온도 및 분말의 입사속도에 결정적이 영향을 받게 되며, 결국 모재와 분말사이의 습윤성에 의한 분말 분산속도가 분말의 입사속도에 버금갈 경우 분말은 모재 위에서 효과적으로 원형으로 전이하며 적층하게 된다. 이러한 전이 현상은 앞에서 언급한 모재의 온도 등에 의해 결정적으로 영향을 받게 되며, 모재의 온도가 전이온도 이하일 경우 폭파형태에서 원형으로 분말의 증착 형태가 전이하게 된다. 이외에 추가적으로 진행하고 있는 연구는 코팅 전처리에 해당하는 분말 효과이며, 특히 탄화텅스텐 분말을 통한 재료적 auto-shroud 효과와 미세분말을 이용한 분말 표면열속의 증가에 따른 용융률 증가효과를 연구에 포함할 계획이다. 이러한 연구는 열적, 그리고 재료적 해석을 바탕으로 해석적 접근을 통해 이루어진다.

• Composites Research
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• v.35 no.4
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• pp.242-247
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• 2022

This study has a different direction from the existing technology of applying recycled carbon fiber obtained by recycling waste CFRP to CFRP again. A study was conducted to utilize recycled carbon fiber as a raw material for manufacturing a carbon/carbon (C/C) composite material comprising carbon as a matrix. First, it was attempted to recycle a commonly used epoxy resin composite material through a thermal decomposition process. By applying the newly proposed oxidation-inert atmosphere conversion technology to the pyrolysis process, the residual carbon rate of 1~2% was improved to 19%. Through this, the possibility of manufacturing C/C composite materials utilizing epoxy resin was confirmed. However, in the case of carbon obtained by the oxidation-inert atmosphere controlled pyrolysis process, the degree of oxygen bonding is high, so further improvement studies are needed. In addition, short-fiber C/C composite material specimens were prepared through the crushing and disintegrating processes after thermal decomposition of waste CFRP, and the optimum process conditions were derived through the evaluation of mechanical properties.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.223-223
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• 2016

산업 및 기술의 발전에 의해 많은 신소재들이 개발되고 있다. 그 중에서 금속 나노 분말의 경우, 자성소재, 차세대 MLCC, 전도성 페이스트, 살균 등 여러 산업분야에서 관심을 보이면서, 다양한 재료들이 개발되고 있는 추세이다. 그 중에서 금속 나노 분말은 입자 미세화에 따른 경도, 인성, 연성들의 기계적 특성 향상, 전자기적 기능의 향상 등 기존재료에 비해 우수한 물성, 새로운 기능의 발현이 입증되면서 차세대 소재로서 많은 연구가 진행되고 있다. 또한 최근에는 단순한 나노입자의 제조단계를 뛰어넘어 입경 및 입도의 제어 형상제어를 통한 입자 균일성이 요구되고 있다 DC 열 플라즈마를 이용한 나노입자 합성 방법은 초고온의 온도의 달성이 가능하여, 모든 금속원소에 대한 나노화 및 고순도화가 용이할 뿐만 아니라, 제조공정이 단순한 친환경 공법으로 저비용으로 나노입자를 제조할 수 있는 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는 이송식 DC 열 플라즈마를 이용한 Cu 나노분말 제조, 비이송식 DC 열 플라즈마를 이용한 Fe 나노분말 합성 연구를 통해 반응기의 압력과 플라즈마 파워, Gas 유량등의 공정 변수가 나노입자 생성 특성에 미치는 영향을 확인 하였다. 또한 DC 열플라즈마 나노입자 합성 시스템에 대한 장비와 기술도 소개한다.

• Polymer(Korea)
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• v.24 no.5
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• pp.690-700
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• 2000

In this study, an elastomer-assistered compression molding process was investigated by experiments as well as modeling for the long-fiber reinforced thermoset composites. The consolidation pressure generated by fixed-volume and variable-volume conditions was thermodynamically derived for both elastomer and curing prepregs, and was compared with the pressure measured during curing of epoxy matrix. Exhibiting non-linear viscoelastic characteristics in the compressive stress-strain tests, the measured stress was well compared with a modifed KWW (Kohlrausch-Williame-Watts) equation, which is based on the Maxwell viscoelastic model. Using the developed model equations, the consolidation pressure generated by the elastomer was successfully predicted for the compression molding process of thermoset composite materials in tile closed mold system.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.9 no.1
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• pp.80-83
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• 1999

Processing of thin films by chemical vapor deposition(CVD) is accompanied by chemical reactions, in which the rigorous kinetic analysis is difficult to achieve. In these conditions, thermodynamic calculation leads to better understanding of the CVD process and helps to optimise the experimental parameters to obtain a desired product. A CVD phase diagram has been used as guide lines for the process. By determining the effect of each process variable on the driving force for deposition, the thermodynamic limit of the substrate temperature for a diamond deposition is calculated in the C-H system by assuming that the limit is defined by the CVD diamond phase diagram. The addition of iso-supersaturation ratio lines to the CVD phase diagram in the Si-Cl-H system provides additional information about the effects of CVD porcess variables.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.582-582
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• 2013

Oxide TFT (thin film transistor) active channel layer에 대한 저온 열처리 공정은 투명하고 flexibility을 기반으로하는 display 산업과 AMOLED (active matrix organic light emitting diode) 분야 등 다양한 분야에서 필요로 하는 기술로서 많은 연구가 이루어지고 있다. 과거 active layer는 ALD (atomic layer deposition), CVD (chemical vapor deposition), pulse laser deposition, radio frequency-dc (RF-dc) magnetron sputtering 등과 같은 고가의 진공 장비를 이용하여 증착 되어져 왔으나 현재에는 진공 장비 없이 spin-coating 후 열처리 하는 저가의 공정이 주로 연구되어 지고 있다. Flexible 기판들은 일반적인 OTFT (oxide thin films Transistor)에 적용되는 열처리 온도로 공정 진행시 열에 의한 기판의 손상이 발생한다. Flexible substrate의 열에 의한 기판 손상을 막기 위해 저온 열처리 공정이 연구되고 있지만 기존 열처리와 비교하여 소자의 특성 저하가 동반 되었다. 본 연구에서는 Si 기판위에 SiO2 (100)를 절연층으로 증착하고 그 위에 IZO (indium zinc oxide) solution을 spin-coating 한뒤 $250^{\circ}C$ 이하의 온도에서 열처리하였다. 저온 공정으로 인하여 소자의 특성 저하가 동반 되었으므로 소자의 저하된 특성 복원하고자 post-treatment로 고가의 진공장비가 필요 없고 roll-to roll system 적용이 수월한 remote-type의 APP (atmospheric pressure plasma) 처리를 하였다. Post-treatment로 APP를 이용하여 $250^{\circ}C$ 이하에서 소자에 적용 가능한 on/off ratio를 얻을 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.262-262
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• 2010

반도체 제조공정 중 식각공정(Etching)은 웨이퍼표면으로부터 화학적, 물리적으로 불필요한 물질들을 선택적으로 제거하는 방법이다. 식각공정 중 하나인 플라즈마 식각(Plasma etching) 공정에서 오버식각(over-etching) 과언더식각(under-etching) 되는것을피하기위해서통계적인방법을기준으로식각종료점(endpoint)를 결정한다. 본 논문의 목표는 통계적인 분석방법을 이용하지 않고 실시간 식각 데이터(realtime etching data)를 사용해서 식각 종료점을 검출하는 것이다. 식각 데이터는 시계열 데이터(time-series data)이기 때문에 간단한 구조와 적은 계산량으로 빠른 수렴속도와 좋은 안정도를 가진 Radial Basis Function Neural Network's (RBF-NN) 를 이용하여 시계열 모델(time-series model)을 구현 하였다. 광학방사분광기(Optical Emission Spectroscopy: OES)로부터 나온 6개의 데이터 세트중에서 4개의 데이터 세트는 RBF-NN을 학습하는데 사용되고 2개의 데이터 세트는 모델의 성과를 시험해 보기 위하여 사용하였다. 학습을 위한 데이터들은 Matrix화 시켜서 목표값을 설정하여 학습시킨다. 실험한 결과 학습한 RBF-NN 모형이 식각 종료점(endpoint)를 정확하게 검출된다는 것을 보여준다.