• Title/Summary/Keyword: 방열량

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Thermal Characteristics of Concrete Fabricated with Blast Furnace Slag Subjected to Thermal Cycling Condition (고로슬래그 혼입 콘크리트의 고온 조건에서의 열역학 성능)

  • Yang, In-Hwan;Park, Ji-Hun
    • Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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    • v.5 no.4
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    • pp.414-420
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    • 2017
  • The thermal characteristics of concrete fabricated with blast furnace slag were investigated in this paper. Test parameters included water-binder ratio and the content of furnace slag. Experimental program were performed to measure mechanical properties including compressive strength and split tensile strength under high-temperature thermal cycling, and to measure thermal properties including thermal conductivity and specific heat. Test results showed that the residual compressive strength of mixtures with blast furnace slag was greater than that of mixture without blast furnace slag. In addition, thermal conductivity of mixtures with blast furnace slag was greater than that of mixtures without blast furnace slag. It indicates that blast furnace slag was favorable for charging and discharging in thermal energy storage system. Test results of this study would be used to design concrete module system of thermal energy storage.

Studies on Molding Conditions and Physical Properties of EMC(Epoxy Molding Compounds) fiiled with Crystalline SiO2 for Microelectronic Encapsulation (결정성 SiO2 충진 EMC(Epoxy Molding Compounds)봉지재의 성형조건 및 물성에 관한 연구)

  • Kim, Wonho;Bae, Jong-Woo;Kang, Ho-young;Lee, Moo-Jung;Choi, II-Dong
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.8 no.3
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    • pp.533-542
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    • 1997
  • Due to the trends of faster and denser circuit design, dielectric properties of packaging materials for semiconductor will give a greater influence on performance and reliability. Also as chip becomes more densified, thermal dissipation becomes a critical reliability issue. Consequently, four important properties for manufacturing semiconductor packaging materials are low values of dielectric constant, high values of thermal conductivity, relatively low values of thermal expansion coefficient and low cost. Thus, in this study, to achieve increased performance of EMC, crystalline silica was selected as the filler for epoxy matrix. As a result, when the volume percent of crystal silica was 60~70%, good properties as packaging materials for semiconductor were achieved. In addition, overall molding condition of EMC in this experiment was established.

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Cu 함유량에 따른 Mo-Cu 박막의 특성 평가

  • Lee, Han-Chan;Mun, Gyeong-Il;Sin, Seung-Yong;Lee, Bung-Ju;Sin, Baek-Gyun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2012.02a
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    • pp.259-259
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    • 2012
  • Mo-Cu 합금은 열전도도, 전기전도도가 우수하고 합금조성에 따라 열팽창계수의 조절이 가능하여 반도체소재, 방열소재, 접점소재 등에 적용가능성이 높은 재료로 주목받고 있다. 또한 상태도 상에서 고용도가 전혀 없기 때문에 박막을 제작하였을 경우, 나노 복합체 형성이 용이하고 질소 분위기에서는 MoN-Cu로 상분리가 가능하여 하드상과 소프트상의 물성을 동시에 보유한 박막 제작이 가능하다. 또한 고온에서 산화반응에 의해 생기는 $MoO_3$, $CuO_3$와 같은 준안정상의 산화물들은 육방정계 구조(HCP)를 가지며 전단특성이 우수하여 자동차 저마찰 코팅재료로써 많은 연구가 진행되고 있다. 반면, Mo-Cu 는 상호간에 고상은 물론 액상에서도 고용도가 전혀 없기 때문에 일반적인 방법으로는 합금화 또는 복합화가 어렵다. 또한 Mo-Cu 박막을 제작할 경우 복수의 타겟을 이용해야 하기 때문에 성분조절과 구조적 제어가 불리하고 공정의 복잡화라는 단점을 가지고 있으며 추가적으로 다른 원소를 첨가하여 3원계, 4원계 이상의 박막을 형성하는 것에 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 상호간의 고용도가 없는 재료의 합금화가 용이한 기계적 합금화법(Mechanical Alloying)을 이용하여 Mo-Cu 합금분말을 제조하였고, 준안정상태의 구조의 유지가 가능한 방전 플라즈마 소결법(Spark Plasma Sintering)을 이용하여 합금타겟을 제작하였다. Mo-Cu 박막은 제작된 합금타겟을 사용하여 DC 스퍼터링 공정으로 제작하였다. Mo-Cu 박막의 공정조건으로는 타겟조성, 공정분위기, 가스 비율로 정하여 실험을 진행하였다. 제작된 박막은 자동차 코팅재료로써의 적용가능성을 보기 위해서 내열성, 내식성, 내마모성의 특성을 평가하였다.

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방전플라즈마 소결법으로 제조한 Mo-Cu 합금 소결체의 물성 및 전기적 특성에 관한 연구

  • Lee, Han-Chan;Mun, Gyeong-Il;Lee, Bung-Ju;Sin, Baek-Gyun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.02a
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    • pp.277-277
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    • 2011
  • Mo-Cu 합금은 고강도이고 우수한 열전도성 및 전기전도성를 가지는 특성이 있어 현재 방열소재, 반도체 부품, 자동차 부품 등 여러 응용분야에서 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 서로 고용성이 없는 Mo-Cu 합금을 제조하기 위해서 Mo, Cu 분말을 PBM (Planetary Ball Milling) 방법을 이용하여 제조 하였으며, 제조된 분말은 SPS (Spark Plasma Sintering) 공정을 이용하여 소결체를 제조하였다. Mo-Cu의 조성 변화는 Cu의 함유량을 각각 5at%Cu, 10at%Cu, 20at%Cu로 조절하여 수행하였으며, PBM 의 공정 변수로 회전수(RPM), 볼과 분말의 비율, 분산제의 양, 볼밀 시간, 분위기 변화를 주어 최적조건을 얻기 위한 실험을 진행하였다. PBM 방법을 이용하여 제조한 분말은 PSA (Particle Size Analysis)에 의해 분말의 크기를 측정하고 EDS(Energy Disperse X-ray Spectrometer) 분석에 의해 조성을 확인하였으며, XRD (X-Ray Diffraction) 분석에 의해 Cu peak이 사라지는 조건을 PBM의 최적조건으로 잡고 실험을 진행하였다. 소결체를 고밀도화하기 위해 소결공정을 SPS 방식으로 하였으며 소결체의 경도, 내마모성, 마찰계수 일함수 등을 분석하기 위해 소결체의 크기를 직경 30 mm 및 두께 5 mm로 설계하였고, 소결 공정 변수로 소결온도를 각각 $900^{\circ}C$, $1000^{\circ}C$, $1100^{\circ}C$, 소결압력을 50MPa, 60MPa, 70MPa, 유지시간을 0분, 10분, 20분으로 차이를 주어, 소결체의 밀도차이와 물성차이를 분석하였다. 그 결과 PBM의 최적조건으로는 5at%Cu 에서는 10h, 10at%Cu, 20at%Cu 에서는 20h의 최적의 밀링 시간을 확인하였고, 다른 공정 변수의 최적조건으로는 회전수 300RPM, 10:1의 볼과 분말 비, 분산제 4wt%, Ar 분위기라는 조건을 얻을 수 있었다. 각각의 공정변수 변화에 따른 소결체 최적밀도 달성조건, 소결체 물성 및 전기적 특성 등의 상관관계에 관하여 보고한다.

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Numerical Study on the Thermal Control Device for Satellite Components Using the Phase Change Material Combined with Heat Pipe in Parallel (상변화물질과 열관을 병렬 조합한 위성부품 열제어장치의 수치해석적 연구)

  • Shin, Yoon Sub;Kim, Tae Su;Kim, Taig Young;Seo, Young Bae;Seo, Jung-gi;Hyun, Bum-Seok;Cheon, Hyeong Yul
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.44 no.4
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    • pp.373-379
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    • 2016
  • The thermal control device for the periodic working component combined solid-liquid phase change material (PCM) with heat pipes is designed and numerically studied. Due to high latent heat and retaining constant temperature during melting process the component peak temperature, not withstanding small radiator size, is reduced. The warm-up heater power consumption to keep the minimum allowed temperature is also cut down since the accumulated thermal energy is released through the solidification. The thermal buffer mass (TBM) made of Al can give the similar effect but the mass and power consumption of warm-up heater should increase compared to PCM. The amount of PCM can be optimized depending on the component heat dissipation and on/off duty time.

The UV LED Bar Optimal Design with Human Detection and Control Function (인체 감지 제어 기능을 갖는 UV LED Bar의 최적 설계)

  • Kim, Chang-Sun;Lee, Jae-Hak;Goh, Young-Jin
    • The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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    • v.12 no.6
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    • pp.1219-1226
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    • 2017
  • In this paper, it is performed the optimal design of the UV LED bar which can be used variously. The UV LED Bar emits ultraviolet rays, so it is important to emit ultraviolet rays constantly for the purpose of use. In order to emit a certain amount of ultraviolet rays as ever, the ultraviolet ray emission should be driven by a constant current source within the operable input voltage range. And also the heat dissipation is particularly important because of the long ultraviolet emission retention time due to the UV utilization characteristics. In addition, since human body protection is essential, the algorithm is configured to operate according to human body detection using distance sensor and Bluetooth. Three 365nm UV LEDs were used in series to emit ultraviolet UVA, operating at the constant current of 500mA with an efficiency of 87.5% and a power consumption of 6.006W. The ultraviolet radiation dose was measured at $5.35mW/cm^2$ at the distance of 10 cm when measured by the Lutron ultraviolet measuring instruments.

The Heat Transfer Performance of a Heat Pipe for Medium-temperature Solar Thermal Storage System (중온 태양열 축열조용 히트파이프의 열이송 성능)

  • Park, Min Kyu;Lee, Jung Ryun;Boo, Joon Hong
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2011.05a
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    • pp.69-69
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    • 2011
  • 태양열 발전 플랜트에 사용되는 중고온 범위의 축열조에 고체-액체간 상변화를 수행하는 용융염을 축열물질로 사용하면 액체상 또는 고체상만으로 된 열저장 매체에 비해 축열조의 규모를 축소함과 동시에 축열온도의 균일성 향상에 기여할 수 있다. 중온인 $250{\sim}400^{\circ}C$ 범위에서 이용 가능한 용융염으로는 질산칼륨($KNO_3$), 질산리튬($LiNO_3$)등이 있다. 그러나 이러한 용융염의 가장 큰 단점은 열전도율이 매우 낮다는 것이며, 이로 인해 요구되는 열전달률을 성취하기 위해서는 많은 열접촉면적이 필요하다는 것이다. 이러한 단점을 극복하는 방법을 도입하지 않고서는 축열시스템의 소규화를 성취하는데 큰 효과를 가져올 수 없다. 한편 열수송 성능이 탁월한 히트파이프를 사용하면 열원 및 열침과 축열물질 사이의 열전달 효율을 증가시켜 시스템의 성능 향상과 동시에 소규모화에 기여할 수 있다. 중온 범위 히트파이프의 작동유체로서 다우섬-A(Dowtherm-A)는 $150^{\circ}C$이상 $400^{\circ}C$까지의 범위에서 소수에 불과한 선택적 대안 중 하나이다. 따라서 본 연구에서는 용융염을 사용하는 중온 태양열축열조에 적용 가능한 다우섬-A 히트파이프의 성능을 파악하여 기술적 자료를 제시하고자 하였다. 열원으로는 고온 고압의 과열증기, 그리고 열침으로는 중온의 포화증기를 고려하였다. 용융염 축열조를 수직으로 관통하는 히트파이프는 하단부에서 열원 증기와 열교환 가능하며, 중앙부에서 축열물질과 열교환하고, 상단부에서는 중온 증기와 접촉할 수 있도록 배치하였다. 축열모드에서는 히트파이프의 하단부가 증발부로 작동하고, 중앙부가 응축부로 작동하여 용융염으로 열을 방출하면 용융염의 온도가 상승하고 용융점에 도달하면 액상으로의 상변화가 진행되면서 축열이 활성화된다. 축열모드에서 히트파이프의 상단부는 단열부로 작동한다. 방열과정에서는 히트파이프의 하단부가 단열된 상태이고, 중앙부는 용융염으로부터 열을 받아 증발부로 작동하며, 상단부는 중온 증기로 열을 방출하므로 응축부로 작동한다. 즉, 축열시스템의 작동모드에 따라 하나의 히트파이프에서 증발부, 응축부, 단열부의 위치가 변하게 된다. 특히, 히트파이프의 중앙 부분이 응축부에서 증발부로 전환될 때에도 작동이 보장되려면 내부 작동유체의 연속적인 재순환이 가능해야 하므로, 일반 히트파이프에서와는 달리 초기 작동액체의 충전량을 증발부 전체의 체적보다 더 많이 과충전해야 한다. 이러한 히트파이프의 성능 파악을 위한 실험에서 고려한 변수들은 열부하, 작동액체의 충전률, 작동온도 등이며, 열수송 성능의 지표로서는 유효열전도율과 열저항을 이용하였다. 중온범위에서 적정한 작동온도를 성취하기 위해 실험에서는 전압 조절기로 열부하를 조절하는 동시에 항온조로 응축부의 냉각수 입구 온도를 제어하였다. 하나의 히트파이프에 대해서 최대 1 kW까지의 열부하에서 냉각수 입구 온도를 $40^{\circ}C$에서 $80^{\circ}C$ 범위로 변화시키면 히트파이프 작동온도를 약 $250^{\circ}C$ 내외로 조절 가능하였다. 히트파이프 작동액체 충전률은 윅구조물의 공극 체적을 기준으로 372%에서 420%까지 변화 시켰다. 실험 결과를 토대로 열저항과 유효 열전도율을 각각 입력 열유속, 작동온도, 작동액체 충전률 등의 함수로 제시했다. 동일한 냉각수 온도에서는 충전률이 높을수록 히트파이프의 작동온도가 감소하였다. 열저항 값의 범위는 최소 $0.12^{\circ}C/W$에서 최대 $0.15^{\circ}C/W$까지로 나타났으며 유효 열전도율의 값은 최소 $7,703W/m{\cdot}K$에서 최대 $8,890W/m{\cdot}K$까지 변화했다. 최소 열저항은 충전률 420%인 경우에 나타났는데 이때의 작동온도는 약 $262^{\circ}C$이었다. 히트파이프의 작동한계로서 드라이아웃(dry-out)은 충전률 372%의 경우에 열부하 950 W에서 발생하였으나, 그 이상의 충전률에서는 열부하 1060 W까지 작동한계 발생이 관찰되지 않았다. 실험 결과 본 연구에서의 히트파이프는 중온 태양열 축열조에 적용되어 개당 약 1 kW의 열부하를 이송하면서 축열물질 및 축방열 대상 유동매체와 열교환을 하는데 사용하는데 충분할 것이라 판단된다.

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Development of a Personal Compound Stimulus Device for Skin-care (개인용 피부미용 복합자극기 개발)

  • Lee, Jeon;Kim, Chi-Hyun;Chung, Geum-Hee
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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    • v.49 no.1
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    • pp.12-19
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    • 2012
  • Recently, the market of skin-care device has been steadily growing up. In this paper, we tried to develop a personal compound stimulus device more competitive than existing products. As the compound stimulus, biochemical stimulus of herbal extraction fluid, thermal stimulus of plate-shaped carbon fiber heater, and optical stimulus of near infrared LED were selected. By some evaluation tests, the thermal stimulation part and the optical stimulation part were found to be developed properly. Additionally, the efficacy of the mixed stimulus of thermal and optical stimulation was tested in C2C12 mouse myoblast. Through RT-PCR analysis, it was found that, by the developed compound stimulus, the expression of collagen I mRNA and collagen III mRNA increased by 4.9 and 1.3 times respectively.

Effect of Fine Alumina Filler Addition on the Thermal Conductivity of Non-conductive Paste (NCP) for Multi Flip Chip Bonding (멀티 플립칩 본딩용 비전도성 접착제(NCP)의 열전도도에 미치는 미세 알루미나 필러의 첨가 영향)

  • Jung, Da-Hoon;Lim, Da-Eun;Lee, So-Jeong;Ko, Yong-Ho;Kim, Jun-Ki
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.24 no.2
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    • pp.11-15
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    • 2017
  • As the heat dissipation problem is increased in 3D multi flip chip packages, an improvement of thermal conductivity in bonding interfaces is required. In this study, the effect of alumina filler addition was investigated in non-conductive paste(NCP). The fine alumina filler having average particles size of 400 nm for the fine pitch interconnection was used. As the alumina filler content was increased from 0 to 60 wt%, the thermal conductivity of the cured product was increased up to 0.654 W/mK at 60 wt%. It was higher value than 0.501 W/mK which was reported for the same amount of silica. It was also found out that the addition of fine sized alumina filler resulted in the smaller decrease in thermal conductivity than the larger sized particles. The viscosity of NCP with alumina addition was increased sharply at the level of 40 wt%. It was due to the increase of the interaction between the filler particles according to the finer particle size. In order to achieve the appropriate viscosity and excellent thermal conductivity with fine alumina fillers, the highly efficient dispersion process was considered to be important.

Design and Performance Evaluation of Integral-type Hot BoP for Recovering High-temperature Exhaust Gas in 2 kW Class SOFC (2 kW급 고체산화물연료전지의 고온배기가스 폐열회수를 위한 일체형 Hot BoP의 설계 및 성능 평가)

  • Kim, Young Bae;Kim, Eun Ju;Yoon, Jonghyuk;Song, Hyoungwoon
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.30 no.1
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    • pp.62-67
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    • 2019
  • This study was focused on the design and the performance analysis of integral Hot BoP for recovering waste heat from high-temperature exhaust gas in 2 kW class solid oxide fuel cell (SOFC). The hot BoP system was consisted of a catalytic combustor, air preheater and steam generator for burning the stack exhaust gas and for recovering waste heat. In the design of the system, the maximum possible heat transfer was calculated to analyze the heat distribution processes. The detail design of the air preheater and steam generator was carried out by solving the heat transfer equation. The hot BoP was fabricated as a single unit to reduce the heat loss. The simulated stack exhaust gas which considered SOFC operation was used to the performance test. In the hot BoP performance test, the heat transfer rate and system efficiency were measured under various heat loads. The combustibility with the equivalent ratio was analyzed by measuring CO emission of the exhaust gas. As a result, the thermal efficiency of the hot BoP was about 60% based on the standard heat load of 2 kW SOFC. CO emission of the exhaust gas rapidly decreased at an equivalent ratio of 0.25 or more.