• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.31-31
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• 2011

식각, 증착 등의 플라즈마 활용 공정에서 공정 결과들이 예상치 못한 편차를 보이거나 시간에 따른 공정 결과의 드리프트가 발생하는 등의 문제는 공정 수율 향상 뿐 아니라 공정 결과 생산하게 되는 제품의 성능을 결정짓는다는 점에서 중요하다. 그 결과 공정의 이상이 발생 되는 것을 감지하기 위한 다양한 장치 및 알고리즘들이 등장하고 있으나, 현재 공정 상태 변화를 진단하는 것은 공정 장치에서 발생된 신호 변동을 통계적으로 처리하는 수준에 머무르거나 플라즈마 인자들의 값 자체를 진단하는 정도에 그치고 있다. 본 연구에서는, 향후 물리적 해석을 기반으로 한 공정 진단을 위한 알고리즘을 세우는 것을 목표로 하여 공정 결과에 민감하게 영향을 주는 플라즈마 내부 전자의 열평형 상태의 미세한 변동을 감지하고 이를 통하여 공정 결과에 영향을 주게 되는 장치 내 물리적, 화학적 반응들의 변동 메커니즘을 이해하고자 하였다. 외부에서 감지하기 힘들기 때문에 장치 상태에 변동이 없는 것으로 보이지만 실제로는 변동하고 있는 플라즈마의 미세한 상태 변화를 보여줄 수 있는 물리 인자로는 잦은 충돌로 인하여 빠르게 변동에 대응할 수 있는 전자들의 열평형 특성을 살펴보는 것이 적합하다고 판단하여 광신호를 통해 전자 에너지 분포함수를 진단할 수 있는 모델을 수립하였다. 이 모델의 적용 결과를 활용하면 전자들의 열평형이 주변 가스 종의 반응율 변동에 주게 되는 영향을 해석할 수 있다. 실제로 ICP-Oxide Etcher 장치에서 장치 내벽 오염물질 유입 및 공정 부산물의 장치 내 잔여로 인하여 식각율로 표현되는 공정 결과에 최대 6%의 편차가 발생하게 되는 메커니즘을 해석할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.363-363
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• 2011

열분해 반응기 내에서 실리콘 필름을 성장시키는 것은 반도체/디스플레이, 태양전지, 신소재 등 다양한 분야에서 중요한 공정이다. 더욱이 반도체 소자 선폭이 줄어들면서 나노입자의 오염 제어가 더불어 중요해지고 있다. 생산 공정 기술의 집적화에 따라 패턴 사이 거리가 작아지고, 이에 불과 수 십 나노미터크기의 오염입자에 의해서 패턴불량이 발생하고 생산수율을 감소시킨다. 일반적으로 반도체 공정 중 발생한 오염입자는 반응기 내의 가스가 물리/화학적 공정에 의해 핵생성(nucleation)이 일어나 핵(nuclei)이 생성되고, 이 때 표면반응 및 응집(coagulation)에 의해 성장하게 된다. 이에 본 연구에서는 열분해 반응기 내에서 사일렌(SiH4) 가스를 열분해하여 발생되는 실리콘 오염입자의 핵생성과 성장 모델을 정립하고, 생성된 오염입자의 거동과 전달 현상을 이론적으로 고찰하였다. 열분해 반응기와 같은 기상공정(Gas to particle conversion)에서 오염입자가 생성될 때, 그 성질과 크기 등에 물리/화학적 영향을 주는 요소는 전구체/이송기체의 농도 및 유량, 작동 압력, 작동 온도와 반응기 고유 특성 등이 있다. 수치해석의 정당성과 빠른 계산을 위해 단순화시킨 0D 모델인 Batch 반응기와 1D모델인 plug flow 반응기 등에서 SiH4 가스의 열분해 과정시 생성되는 Si cluster를 상용코드인 CHEMKIN 4.1.1을 이용하여 계산하였으며, 2D모델인 Shear flow 반응기로 확장시켜 Si 오염입자가 생성특성을 연구하였다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.16 no.3
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• pp.305-311
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• 2005

The thermal plasma process has excellent characteristics such as high temperature, high chemical activity and rapid quench, and has been applied to various fields. In this review, we briefly describe the characteristics for the process and the system components for producing ultra-fine powders including metal, ceramic, and composites. The key technology for the process will be discussed. We aimed to demonstrate the feasibility of the process for producing high quality ultra-fine powders using thermal plasma.

• Composites Research
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• v.36 no.5
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• pp.321-328
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• 2023

This study developed the in-situ stamp-forming process using the multi-axis robotic arm to fabricate thermal composite parts. Optimal fabrication parameters with the multi-axis robotic arm were determined using finite element analysis and these parameters were further refined through the practical manufacturing process. A comparison between the manufactured parts and finite element analysis results was conducted regarding thickness uniformity and wrinkle distribution to confirm the validity of the finite element analysis. Additionally, to evaluate the formability of the manufactured composite parts, measurements of crystallinity and porosity were taken. Consequently, this study establishes the feasibility of the In-situ stamp-forming consolidation using a robotic arm and verifies the potential for producing composite parts through this process.

• Journal of Energy Engineering
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• v.25 no.4
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• pp.85-92
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• 2016

Since the power density of the VHTR(Very High Temperature Reactor) is lower, there is less possibility of core melt. VHTR has no risk of explosion caused by hydrogen generation when the loss of coolant accident occurs, which is another advantage. Along with safety benefit, it can be used as a process heat supplier near demand facilities because coolant temperature is very high enough to be used for industrial purpose. In this paper, we designed the primary system using VHTR and the secondary system providing electricity and process heat. Based on that 350 MW thermal reactor proposed by NGNP(Next Generation Nuclear Part), we developed conceptual model that the IHX(Intermediate Heat Exchanger) loop transports 300 MW thermal energy to the secondary system. In addition, we analyzed thermodynamic behavior and performed the efficiency analysis and optimization study depending on major parameters.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.119-119
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• 2013

5년 동안 진행된 고진공 펌프 개발 사업의 일환으로 맥동관형 냉동기에 활성탄 어레이를 장착한 흡기구 직경 14인치 국산 크라이오펌프 완제품이 만들어졌다. 이미 지난해에 완성한 시제품을 가지고 모든 배기성능시험을 완료하고 목표를 뛰어 넘는 성능을 가지고 있음을 입증하였지만 완제품의 경우는 현장에서 스퍼터링 공정에 대한 신뢰성과 열적 내구성 시험이 중요한 항목으로 대두되었다. 개발된 펌프를 생산 공정에 직접 투입하는 모험을 하지 않으면서도 신뢰성을 확보하는 방편으로 카이스트 나노종합팹 센터에서 가동중인 스퍼터링 장비에 완제품을 달고 기존 공정과 같은 방식으로 장치를 운영하면서 외제 상용품을 사용했을 때와 진공성능 및 공정수율을 비교하는 시험을 수행하였다. 또 내구성 시험 항목으로 열부하 시험과 열 사이클 시험을 수행하였다. 열부하 시험은 300도까지 온도를 올릴 수 있는 열판을 펌프 흡기구 배플 앞에 설치하여, 냉동기 2차 냉각단 온도가 20 K 이하로 유지될 수 있는 최대 허용 복사열을 측정하는 방식으로 진행되었으며 열 사이클 시험은 크라이오 펌프의 활성화 기능을 활용하여 완전 활성화(full regen., 10K-300K-10K) 과정을 10회 연속 시행하여 펌프의 배기성능과 기계적 이상 유무를 관찰하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.28 no.3
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• pp.397-404
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• 2004

냉각탑이란 석유화학플랜트, 철강플랜트 등과 같은 생산 공정이나 냉동기를 비롯한 각종 기계장치에서 발생된 열을 수냉식 열 교환장치에서 물로 직접 냉각시킬 때 공정유체의 열을 전달받아 데워진 물을 대기의 공기와 직접 접촉시켜 물의 증발 잠열을 이용하여 원하는 온도로 냉각시켜 주는 기계장치이다.(중략)

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.2 no.4
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• pp.60-66
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• 1998

The hot stove system is a process that is continuously and constantly generating the hot combustion air required for the blast furnace. The hot stove process is considered as a main energy consumption process because it consumes about $20\%$ of the total energy in steel making works. So, many researchers have interested in the improvement of the heat efficiency of the hot stove to reduce the energy consumption. But they have difficulties in improving the heat efficiency of the hot stove because there is no precise information on heat transformation occurring during the heating period. In order to model the relationship between the operating conditions and heat efficiencies, we propose a neural network using feature extraction as one of experimental modeling methods. In order to show the performance of the model, we compare it with Partial Least Square (PLS) method. Both methods have similarities in using the dimension reduction technique. And then we present the simulation results on the prediction of the heat efficiency of the hot stove.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.52 no.4
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• pp.459-466
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• 2014

SI Cyclic process is one of the thermochemical hydrogen production processes using iodine and sulfur for producing hydrogen molecules from water. VHTR (Very High Temperature Reactor) can be used to supply heat to hydrogen production process, which is a high temperature nuclear reactor. IHX (Intermediate Heat Exchanger) is necessary to transfer heat to hydrogen production process safely without radioactivity. In this study, the strategy for the optimum design of IHX between SI hydrogen process and VHTR is proposed for various operating pressures of the reactor, and the different cooling fluids. Most economical efficiency of IHX is also proposed along with process conditions.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.62 no.1
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• pp.36-43
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• 2024

Fishing net waste (FNW) constitutes over half of all marine plastic waste and is a major contributor to the degradation of marine ecosystems. While current treatment options for FNW include incineration, landfilling, and mechanical recycling, these methods often result in low-value products and pollutant emissions. Importantly, FNWs, comprised of plastic polymers, can be converted into valuable resources like syngas and pyrolysis oil through pyrolysis. Thus, this study presents a process for generating high-purity hydrogen (H₂) by catalytically pyrolyzing FNW in a CO₂ environment. The proposed process comprises of three stages: First, the pretreated FNW undergoes Ni/SiO₂ catalytic pyrolysis under CO₂ conditions to produce syngas and pyrolysis oil. Second, the produced pyrolysis oil is incinerated and repurposed as an energy source for the pyrolysis reaction. Lastly, the syngas is transformed into high-purity H₂ via the Water-Gas-Shift (WGS) reaction and Pressure Swing Adsorption (PSA). This study compares the results of the proposed process with those of traditional pyrolysis conducted under N₂ conditions. Simulation results show that pyrolyzing 500 kg/h of FNW produced 2.933 kmol/h of high-purity H₂ under N₂ conditions and 3.605 kmol/h of high-purity H₂ under CO₂ conditions. Furthermore, pyrolysis under CO₂ conditions improved CO production, increasing H₂ output. Additionally, the CO₂ emissions were reduced by 89.8% compared to N₂ conditions due to the capture and utilization of CO₂ released during the process. Therefore, the proposed process under CO₂ conditions can efficiently recycle FNW and generate eco-friendly hydrogen product.