• 대한기계학회논문집B
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• 제21권12호
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• pp.1576-1585
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• 1997

The microexplosive combustion of a slurry droplet was investigated experimentally. The microexplosion has been approximately considered to be caused by pressure build-up in the shell and to be promoted by heterogeneous nucleation of liquid carrier, which is due to the suppression of evaporation and subsequent superheating of liquid carrier. To closely investigate the pressure build-up and the heterogeneous nucleation, the experiments were conducted in an electric combustor, of which temperature was controllable (400 K-900 K). And the effects of two aligned droplets on the interactive combustion and microexplosion were found in a hot post region of a flat flame burner. Transient internal temperature distributions for slurry droplets were measured. And the shell formation and the microexplosion of suspended A1/JP-8 and Al/n-heptane slurry droplets were examined with various surfactant concentrations (0.5-5 wt%) and solid loadings (10-50 wt.%). The microexplosion time of binary array of droplets was found to be less than that of the isolated droplet due to radiative interaction between droplets.

• 설비공학논문집
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• 제23권3호
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• pp.173-178
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• 2011

Gas diffusion layer(GDL) in PEMFC performs the discharge of water vapor smoothly. When GDL is revealed to cold environment, the freezing of the water droplet or water net in GDL occurs. The purpose of this work is to observe the cooling and freezing behavior of the water droplet which meets to the microporous surface and air under the various low temperature conditions. GDL was coated with waterproof material, which has three types of coating rate, 0, 40 and 60%. Water droplets in series of sizes on GDL were supercooled, frozen and crystalized orderly by circulating low temperature brine. The process of cooling was investigated with the temperature and the snapshot of the water droplet.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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• pp.214-217
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• 2004

숭화법을 이용한 탄화규소(Silicon carbide) 단결정 성장시 사용되는 원료의 상(phase)이 단결정 성장에 미치는 영향을 알아보기 위해 알파형 탄화규소 분말(${\alpha}-SiC$ powder)과 베타형 탄화규소 분말(${\beta}-SiC$ powder)을 각각 사용하였다. 알파형 탄화규소 분말을 사용한 경우에 단결정(single-crystal)을 성장할 수 있었으나, 베타형 탄화규소 분말을 사용하였을 때에는 다결정(poly-crystal)이 성장되었다. 다결정 형성요인에 관한 EPMA 분석결과, 베타형 탄화규소 분말의 탄소에 대한 실리콘의 원소조성비$(N_{Si}/N_C\;=\;1.57)$가 알파형 탄화규소 분말의 경우보다$(N_{Si}/N_C\;=\;0.81)$ 높음을 확인하였다. 따라서 흑연도가니(crucible) 내부의 실리콘 원자가 알파형 탄화규소 분말을 사용하는 경우보다 높은 과포화상태가 되어 종자정 표면에 미세한 실리콘 액적(droplet)이 중착되고 이것으로부터 일정하지 않은 방향성(random orientation)을 갖는 탄화규소 다결정(다양한 방향성을 갖는 다형 포함)이 성장한 것으로 실리콘과 탄소 원소에 대한 EPMA 지도(map) 결과를 통해 확인할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권5호
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• pp.706-713
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• 2019

본 연구에서는 미세유체 시스템 제작에 적합한 3D 프린팅 방식 및 소재 별 표면특성 분석을 통해 각 응용 사례에 적합한 프린터 및 소재 선정에 가이드라인을 줄 수 있는 기초 연구를 수행하였다. 가장 보편적으로 사용되는 적층 방식과 해상도가 상대적으로 높은 광경화 방식에 대해 프린팅 방식과 소재에 따른 표면 특성을 살펴보았다. 적층 방식의 프린트물은 소재에 무관하게 후처리 전에는 친수성 특성을 보이나 아세톤 증기에 의한 후처리 후에는 소수성 특성을 보임을 확인할 수 있었다. SEM을 이용한 표면 조도 관찰을 통해 이러한 접촉각의 변화가 후처리에 의한 표면의 결 구조의 제거에 기인한 것임을 확인하였다. 광경화식 프린트물은 적층식 대비 친수성의 특성을 보였으나 소수성 코팅을 이용해 표면 개질이 가능함을 실험적으로 확인하였다. 두 프린팅 방식 중 투명한 재질이 요구되는 경우, 적층 방식은 투명한 시편을 만드는 것이 불가능함을 확인하였으며 광경화 방식의 경우 충분한 투명도가 확보됨을 확인하였다. 액적 접촉충전 현상에 기반한 디지털 전기천공 시스템의 electroporation chip을 광경화 방식으로 제작하였으며 성공적으로 전기천공을 시연함으로써 미세유체 시스템에 직접 적용이 가능함 또한 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제24권3호
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• pp.402-410
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• 2000

As the combustion process of CWM consists of the water evaporation, the release and combustion of volatile matter, and the combustion of char for every particle, it is more complex than that of existent liquid fuel. Though the many studies on CWM combustion have been carried out by the single droplet using hanging methods or the multiple droplet using atomization methods, any report don't presents definite solution about the effects by the initial water evaporation and combustion of volatile. When CWM is suddenly exposed in the high temperature surroundings, the internal water evaporates and then each droplet builds up pores. Besides, porosity rate changes along the temperature of surroundings, the composition ratio of CWM, and the initial diameter of droplet. In result, because it affects the whole combustion rate, the combustion of CWM has complex mechanism as compared with the combustion of liquid or gas fuel. Therefore, concentrating on porous structure of CWM, this study has proceeded to acquire the basic data on the CWM injection combustion and closely examines the effects of the first stage combustion on the whole combustion by measuring the diameter variations, pore rate, mass fraction burned, and the internal temperature changes of CWM droplet. The results demonstrate that $60{\sim}70%$ of initial mass is reduced during water evaporation and volatile combustion period, and swelling rate, mass faction burned, and density variation are greatly concerned with atomization of CWM etc.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.58.2-58.2
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• 2010

FPD (Flat Panel Display) 제조 공정에서 사용되는 패턴은 수 ${\mu}m$ 수준까지 감소하였으며, FPD의 크기는 급격하게 대형화 되여 현재 8세대(2200mm*2500mm)에 이르고 있다. 이에 따라, $1\;{\mu}m$ 이상의 크기를 갖는 오염입자에 의한 수율 저하를 극복하기 위한 세정효율의 향상 및 다량의 초순수 사용에 따른 폐수 발생으로 인한 환경오염, 또한 장비의 크기에 따른 공간 효용성 감소와 이에 따른 공정 비용의 증가 등의 어려움에 직면하고 있다. 따라서, 현장에서는 고효율, 저비용의 세정 공정 기술 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 문제점들을 해결 하고자 이류체 노즐 세정 장치와, 화학액 린스를 위한 초순수 Spray, 건조 공정에 해당하는 Air-knife, Halogen lamp로 구성된 소형화 된 고속 FPD(Flat Panel Display) 세정기에 대한 연구를 진행 하였다. 이류체 노즐은 초순수와 $N_2$ 가스를 내부에서 혼합하여 액적(Droplet)을 형성하여 고압으로 분사시키는 장치로서 화학액을 사용하지 않고 물리적인 방법으로 오염입자를 제거한다. Spray는 유기 오염입자 제거를 위한 오존수의 린스 공정을 위해 설치 하였다. 세정 후 표면에 남아있는 기판의 액막(water film)은 고압의 가스를 분사하는 Air-knife를 통해 제거하였으며, 고속 공정시 발생할 수 있는 Air-knife에서 제거하지 못한 잔류 액막을 Halogen lamp를 사용하여 효과적으로 제거함으로써, 물반점(water mark) 없는 건조 공정을 얻을 수 있었다. 실험에는 미세 입자의 정량적인 측정을 위하여 유리 기판 대신에 6인치 실리콘 웨이퍼(P-type (100))를 사용하였으며, > $\;1{\mu}m$ 실리카 입자를 스핀방식을 사용하여 정량적으로 균일하게 오염하였으며, 오염물의 개수 및 분포는 파티클 스캐너 (Surfscan 6200, KLA-Tancor, USA)를 사용하여 분포 및 개수를 정량적으로 측정 하였다. 이류체 노즐은 $N_2$ 가스의 압력과 초순수의 압력을 변화시켜 측정하여, 각각 0.20 MPa, 0.01 MPa에서 최적의 세정 결과를 얻을 수 있었으며, 건조 효율은 Air-Knife의 입사 각도와 건조면 간격, 할로겐 램프의 온도를 조절 하여 최적의 조건을 얻을 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권4호
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• pp.596-610
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• 2021

스토버 방식에 의한 구형 단분산 입자와 에멀젼 액적을 미세 반응기로 활용하여 합성한 주름진 표면을 갖는 실리카 입자 및 거대 기공을 갖는 다공질 실리카 입자를 커플링제로 표면 개질하여 흡착제로 활용하였다. 아민기를 포함하는 실란 또는 타이타네이트 커플링제를 활용하여 기존의 실리카 재료로는 흡착이 어려웠었던 중금속과 음이온성 염료에 대한 흡착력이 향상된 것을 관찰할 수 있었다. 음이온 염료에 대한 흡착에서는 APTES로 표면 개질한 다공질 실리카가 흡착 효율이 가장 높은 결과를 나타내었고, 중금속 구리에 대한 흡착 결과는 AAPTS로 표면 개질한 다양한 실리카 분말에서 모두 100%에 가까운 흡착 효율을 얻을 수 있었다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제19권3호
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• pp.15-21
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• 2021

In this study, we investigated the dynamics of a droplet impacting rough hydrophobic surfaces through high-speed imaging. Micrometer-sized structures with grooves and pillars were fabricated on smooth Polydimethylsiloxane (PDMS) surfaces by laser ablation. We used Newtonian and non-Newtonian liquid droplets to study the drop impact dynamics. De-ionized water and aqueous glycerin solutions were used for the Newtonian liquid droplet. The solutions of xanthan gum in water were prepared to provide elastic property to the Newtonian droplet. We found that the orientation of the surface structures affected the maximal spreading diameter of the droplet due to the degree of slippage. During the droplet retraction, the dynamic receding contact angles were measured to be around 90° or less. It resulted in the formation of the micro-capillary bridges between the receding droplet and the surface structures. Then, the rupture of the capillary bridge led to the formation of micrometer-sized droplets on top of the surface structures. The size of the microdroplets was found to increase with increasing the impacting velocity and viscosity of the Newtonian liquid droplets. However, the size of the isolated microdroplets decreased with enhancing the elasticity of the droplets, and the size of the non-Newtonian microdroplets was not affected by the impacting velocity.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제18권4호
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• pp.129-136
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• 2022

The line width of circuits in semiconductor devices continues to decrease down to a few nanometers. Since nanoparticles attached to the patterned wafer surface may cause malfunction of the devices, it is crucial to remove the contaminant nanoparticles. Physical cleaning that utilizes momentum of liquid for detaching solid nanoparticles has recently been tested in place of the conventional chemical method. Dropwise impaction has been employed to increase the removal efficiency with expectation of more efficient momentum exchange. To date, most of relevant studies have been focused on drop spreading behavior on a horizontal surface in terms of maximum spreading diameters and average spreading velocity of drop. More important is the local liquid velocity at the position of nanoparticle, very near the surface, rather than the vertical average value. In addition, there are very scarce existing studies dealing with microdroplet impaction that may be desirable for minimizing pattern demage of the wafer. In this study, we investigated the local velocity distribution in spreading liquid film under various impaction conditions through the CFD simulation. Combining the numerical results with the particle removal model, we estimated an effective cleaning diameter (ECD), which is a measure of the particle removal capacity of a single drop, and presented the predicted ECD data as a function of droplet's velocity and diameter particularly when the droplets are microns in diameter.

• 한국재료학회지
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• 제10권3호
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• pp.204-211
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• 2000

초음파 분무법으로 $(Y,Gd)BO_3:Eu$의 PDP 적색 형광체를 제조하여 147nm VUV 여기에 따른 발광 특성을 분석하였다. 초음파 분무에 사용된 전구체 용액은 Y, Gd, Eu의 아세트산염과 $H_3BO_3$를 증류수에 용해하여 1.7MHz의 초음파 분무기로 고온의 반응관내로 분무하였다. 분무된 액적은 반응관내에서 통과시 불충분한 반응으로 C-C와 C-H를 함유한 비정질 상이었으나, $1100^{\circ}C$에서 추가 열처리 한 시편은 고상반응법으로 제조한 형광체와 동일한 결정구조와 성분을 보였다. 고상반응법으로 제조한 형광체의 분말 크기는 $3{\mu\textrm{m}}$으로 조대하고 불균일한 분포를 보인 반면, $500^{\circ}C$에서 분무한 후 $900^{\circ}C$에서 열처리하여 제조한 $(Y_{0.7}Gd_{0.3})_{0.95}BO_3:Eu_{0.05}\;^{3+}$ 형광체의 모양은 비교적 구형이었으며 평균 입자크기는 $0.7{\mu\textrm{m}}$로 미세하고 균일한 분포를 하고 있었다. 147nm VUV 여기시 초음파 분무로 제조한 $(Y_{0.7}Gd_{0.3})_{0.95}BO_3:Eu_{0.05}\;^{3+}$ 형광체의 적색 발광강도는 고상반응법으로 제조한 시편이나 상용품인 $(Y,Gd)BO_3:Eu$ 형광체에 비해 그 휘도가 증가되었다.