• 항공우주기술
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• 제4권1호
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• pp.18-24
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• 2005

가스터빈엔진에서 압축기가 사용하는 에너지는 터빈에서 생성하는 에너지의 30-50%까지도 이르기 때문에 압축기의 일을 줄이는 연구는 가스터빈의 효율을 증가시키는 문제와 연관된 중요한 연구주제이다. 압축기의 일을 줄이는 한 가지 방법으로 압축기의 입구에 물입자를 분사하는 방법이 제안되었는데, 이 방법은 물입자가 증발하면서 압축기 출구의 온도를 낮추어서 결과적으로 압축과정에 소요되는 에너지를 줄일 수 있는 방법이다. 이전까지의 연구는 열역학적 해석에 집중하여 온도 및 일의 감소를 해석하거나, 실험에 근거하여 가스터빈의 성능변화에 집중되었다. 본 논문에서는 물분사의 영향을 마이크로 터빈용 원심 압축기에 적용하여 열역학적 해석 뿐 아니라 공력학적 해석을 수행하였다. 물을 분사할 경우 공기압축과정보다 임펠러 출구 유동각이 줄어들었으며, 증발율이 높을수록 유동각 감소가 증가하였고, 압력비가 낮을수록 유동각 감소가 증가하였다.

• 한국분무공학회지
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• 제22권1호
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• pp.1-7
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• 2017

Recently, Performance and fuel efficiency of gasoline engines have been improved by adopting direct injection (DI) system instead of port fuel injection (PFI) system. However, injecting gasoline fuel directly into the cylinder significantly reduces the time available for mixing and evaporation. Consequently, particulate matters(PM) emissions increase. Moreover, as the emission regulations are getting more stringent, not only the mass but also the total number of PM should be reduced to satisfy the Euro VI regulations. Increasing the fuel injection pressure is one of the methods to meet this challenge. In this study, the effects of increased fuel injection pressures on combustion and emission characteristics were experimentally examined at several part load conditions in a 1.6 liter commercial gasoline direct injection engine. The main combustion durations decreased about $2{\sim}3^{\circ}$ in crank angle base by increasing the fuel injection pressure due to enhanced air-fuel mixing characteristics. The exhaust emissions and number concentration distributions of PM with particle sizes were also compared. Due to enhanced combustion characteristics, THC emissions decreased, whereas NOx emissions increased. Also, the number concentrations of PM, larger than 10 nm, also significantly decreased.

• 구강회복응용과학지
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• 제32권1호
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• pp.24-31
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• 2016

목적: 미세입자 분사마모 표면처리가 Fiber-Reinforced Composite (FRC) 포스트의 굴곡강도에 미치는 영향을 평가하는 것이다. 연구 재료 및 방법: 두 종류의 FRC 포스트 (DT Light Post, Size 2, Bisco Inc. / RelyX Fiber Post, Size 3, 3M ESPE)를 사용하여 표면처리에 따라 6개의 그룹으로 무작위 분류하였다. 표면처리를 위해 $30{\mu}m$ Rocatec Soft와 $50{\mu}m$ aluminum oxide를 사용하였다. 표면처리 후 편평한 5 mm 부분을 만능시험기로 3점 굽힘시험을 시행하여 FRC 포스트의 굴곡강도와 굴곡계수를 측정하고 통계분석하였다. 결과: FRC포스트의 미세입자 분사마모 표면처리가 FRC포스트의 굴곡강도와 굴곡계수에는 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다. 결론: 임상가들이 FRC포스트에 대하여 미세입자 분사마모 표면처리를 하여도 포스트의 굴곡강도와 굴곡계수에는 영향을 미치지 않으면서 접착강도를 높일 수 있을 근거 중의 하나가 될 수 있을 것이다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.66.1-66.1
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• 2011

반도체를 비롯하여 LCD, OLED와 같은 디스플레이 (FPD: Flat Panel Display) 분야는 국가 선도 사업으로써 발전을 거듭해오고 있다. 하지만 기술의 성숙도가 높아짐에 따라 최근 중국과 대만 업체와의 경쟁이 심화되고 있으며, 더불어 환경문제가 큰 이슈로 떠오르고 있어 신기술 개발을 통한 생산 수율 향상 및 친환경 공정 개발의 중요성이 커지고 있다. 반도체, 디스플레이 공정에서 생산 수율 저하의 주요 원인으로써 공정 중 발생하는 미세 오염 입자를 들수 있다. 반도체 및 디스플레이 공정에서 세정 기술은 전체 기술의 30% 이상을 차지하며 생산 수율 및 제품의 품질에도 큰 영향을 주는 공정이다. 세정 공정은 일반적으로 습식 세정 공정이 낮은 공정비용을 바탕으로 널리 적용되어 왔으나, 기판의 대형화와 패턴의 미세화에 따라 정밀한 세정 스펙이 요구되며 더불어 막대한 양의 초순수와 화학액의 사용으로 인한 공정비용 증가와 환경 규제 강화에 따른 폐수 처리의 문제에 직면하고 있다. 이에 따라 폐수의 양을 줄이며 건조공정을 필요로 하지 않아 공정비용을 줄일 수 있는 건식 세정 공정에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있다. $CO_2$ snow jet 세정 기술은 건식 공정으로써 $CO_2$ 가스를 특수하게 제작된 분사 노즐에서 고압으로 가스를 분사하여 이 때 발생되는 순간적인 감압에 의한 단열 팽창으로 생성된 $CO_2$ snow 입자가 기판 표면의 오염물과 물리적 충돌을 하어 세정이 이루어지는 기술이다. 특히 $CO_2$ 세정은 환경과 인체에 무해하며 공정 후 바로 승화하기 때문에 추가적인 폐수처리 공정 등이 필요하지 않고, 건식 공정으로써 수세(Rinse) 공정을 필요로 하지 않기 때문에, 공정비용을 크게 줄일 수 있으며 물반점 발생을 방지 할 수 있는 친환경 건식 공정으로써의 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 자체적으로 개발한 $CO_2$ snow jet을 바탕으로 하여 다양한 공정조건을 변화시켜 세정효율을 측정하는 한편, 최적화 하기 위한 연구를 진행하였으며 더불어 $CO_2$ snow의 세정력을 정량적으로 평가하기 위한 연구를 진행하였다. 실험을 통해 가장 효과적으로 $CO_2$ snow 입자를 배출 할 수 있는 공정 조건으로써 5 bar의 캐리어 가스 압력을 사용하여, 세정력에 가장 큰 영향을 줄 수 있는 분사 노즐과 기판 사이의 거리 및 분사 노즐의 각도 등을 변화시켜 각 조건에 따른 세정효율을 평가하였다. 세정 오염물은 Silica, PSL 표준 입자(Duke scientific, USA)를 정량적으로 웨이퍼에 오염 시킨 후, 파티클 스캐너(Surfscan 6500, KLA-Tencor, USA)를 이용하여 세정 전 후의 오염입자 개수 변화를 통해 정량적으로 세정효율을 평가하였다. 본 연구를 통하여 $CO_2$ snow jet를 이용한 친환경 고효율 건식 세정 공정 메커니즘을 분석하였으며, 노즐과 기판 사이의 간격 및 분사 노즐의 각도 등을 최적화 한 세정 공정을 얻을 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제8권8호
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• pp.699-706
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• 1998

현재까지 박막코팅 분야에 주로 이용해 오던 플라즈마 용융분사법을 이용하여 고밀도의 두꺼운 세라믹 침적물을 제조하였다. 용융점이 2910K인 ZrO2-20wt%Y2O3분말을 이용하여 최적조건에서 이론밀도의 약 97%의 침적물을 얻었다. 고밀도 침적에 영향을 미치는 변수는 챔버 내부압력, 플라즈마동력, 플라즈마 가스조성, 분사거리, 분말입자 크기 등이었으며, 침적밀도 및 침적된 splat의 형태는 분말의 용융정도 및 챔버 내부압력에 크게 좌우되었다. 높은 밀도으 침적물을 만들기 위해서는 분말을 완전히 용융시키는 것이 중요하며, 완전히 용융된 조건에서는 챔버 내부압력이 낮고 분말분사거리가 짧은 조건 즉, 분사되는 분말이 높은 모멘텀을 가질수록 침적물의 밀도가 증가함을 알 수 있었다. 실험에서 얻어진 결과는 ANOVA 통계방법으로 분석하여 단일변수의 영향뿐만 아니라 이들 변수가 서로 조합하여 밀도에 미치는 영향도 분석하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.331-332
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• 2012

• 청정기술
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• 제25권2호
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• pp.161-167
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• 2019

바이오매스의 급속열분해를 위하여 지난 수십 년간 다양한 형태의 반응기가 개발되었다. 급속열분해 공정의 반응기는 유동층 반응기가 많이 사용되어 왔으며, 최근에는 분사층 반응기를 이용한 바이오매스의 급속열분해 특성에 대한 연구가 다수의 연구자들에 의해 수행되고 있다. 분사층 반응기의 유동화 특성은 입자의 물리적 특성, 유체 제트의 속도, core와 annulus의 구조에 영향을 받으며, 반응기의 기하학적 구조는 분사층 내부의 core와 annulus 구조를 결정하는 주요 인자이다. 따라서 분사층 반응기의 최적설계를 위해서는 열분해 반응에 영향을 주는 인자에 대한 바이오매스의 급속열분해 특성에 대한 연구가 수행되어야 한다. 하지만 분사층 반응기의 기하학적 구조에 의한 바이오매스의 급속열분해 특성은 자세히 연구되지 않았다. 본 연구에서는 분사층 반응기의 원뿔각과 반응 온도 변화에 따른 Jatropha curcas L. seed shell cake의 급속열분해 실험을 수행하여 분사층 반응기의 최적 형상과 반응 온도를 도출하였다. 실험결과, 열분해 오일의 에너지 수율은 반응 온도 $450^{\circ}C$, 분사층 반응기의 원뿔각 $44^{\circ}$에서 63.9%로 가장 높게 나타났다. 그리고 분사층 반응기 내 고체입자의 열전달과 기체상 열분해 생성물의 체류시간은 원뿔각의 영향을 받아 열분해 생성물의 수율 및 열분해 오일의 품질에 영향을 주는 것으로 나타났다.

• 구강회복응용과학지
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• 제27권2호
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• pp.125-140
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• 2011

보철물을 기능적으로 평가하기 위해 임시 시멘트로 임시 합착을 한 경우 보철물 내면의 잔여 임시 시멘트는 레진 시멘트를 이용한 최종 합착에 있어서 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 이에 본 연구는 다양한 임시 시멘트 제거 방법과 임시 시멘트의 잔여 성분이 임플란트 전용 레진 시멘트와 보철물의 유지력에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보고자 하였다. 임플란트 지대주는 일반적인 시멘트 유지형 보철물 제작에 사용되는 높이 5.5 mm, 직경 4.5mm, 6도의 축면 경사도와 chamfer 변연을 갖는 기성품(Solid abutment, GSRAS4621, Osstem Implant Co., Busan, Korea)을 사용하였다. 40개의 주조시편을 제작하여 합착 전 70 psi하에 공기입자 분사법을 시행하였고, 10개의 시편을 임시 시멘트의 합착과정 없이 바로 최종 시멘트로 합착하여 대조군으로 설정하였으며 나머지 시편을 각 10개씩 임시 시멘트 제거를 위하여 오렌지 솔벤트를 이용한 군, 초음파 세척을 이용한 군, 공기입자 분사법을 이용한 군으로 나누었다. 임시 시멘트의 합착과 분리 후 제거과정을 거쳐 최종 시멘트로 임플란트 전용 시멘트($Premier^{(R)}$ Implant $Cement^{TM}$, Premier Co., PA, U.S.A.)를 사용하여 최종 합착을 실시하였다. 각 시편은 10분간 5 kg의 하중 하에 합착하였으며 열순환을 거쳐 만능시험기에서 분당 0.5 mm의 속도로 인장접착강도를 측정하였다. 측정이 끝난 뒤 모든 시편을 초음파 세척과 공기입자 분사법, 증기 세척의 과정을 통해 내면의 잔여 성분을 제거하였다. 완전 건조 후 비유지놀계 임시 시멘트를 사용하여 다시 임시 합착, 분리를 거친 후 동일한 실험 과정을 반복하였고 인장접착강도를 측정하여 다음의 결과를 얻었다. 오렌지 솔벤트를 사용한 군이 가장 작은 유지력을 나타냈으며 초음파 세척법을 사용한 군과 공기 입자 분사법을 사용한 군과 비교시 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.05). 초음파 세척법을 사용한 군과 공기 입자 분사법을 사용한 군 간의 비교시 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 오렌지 솔벤트를 사용한 군은 대조군과 비교시 통계적으로 유의한 차이가 있었으며(p<0.05), 초음파 세척법을 사용한 군과 공기 입자 분사법을 사용한 군은 대조군과 비교시 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 임시 시멘트의 유지놀 성분의 유무에 따른 비교시 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 이상의 결과로부터 임시 시멘트 제거를 위해 오렌지 솔벤트만을 사용하는 것은 임플란트 전용 시멘트를 사용한 최종 합착시 유지력 감소의 원인이 될 수 있음을 알 수 있었으며, 임플란트 보철물 내면의 임시 시멘트를 효과적으로 제거하기 위한 방법으로 초음파 세척법, 공기 입자 분사법, 또는 이들의 복합적인 사용이 필요함을 알 수 있었다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2003년도 추계학술대회 논문집
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• pp.75-76
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• 2003

본 연구는 ELPI(Electrical Low Pressure Impactor)를 이용하여 소형디젤기관에서 배출되는 입자상물질의 입경분포를 측정하였으며, 희석공기온도, 희석비, 측정위치가 측정에 미치는 영향을 고찰하였다. 본 연구에서는 배기량이 3000 cc인 간접분사식 소형디젤기관에서 발생하는 입자상물질의 입경분포를 고찰하고자 Dekati사의 ELPI를 사용하였다. 다단임팩터의 오염을 막기위해 ejector 형식의 2단 희석장치를 사용하였다.(중략)

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.482-482
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• 2013

반도체 소자의 미세화와 더불어 세정공정의 중요성이 차지하는 비중이 점점 커지고, 이에 따라 세정 기술 개발에 대한 요구가 증대되고 있다. 기존 세정 기술은 화학약품 위주의 습식 세정 방식으로 표면 손상, 화학 반응, 부산물, 세정 효율 등 여러 가지 어려움이 있다. 따라서 건식세정 방식이 활발하게 도입되고 있으며 대표적인 것이 에어로졸 세정이다. 에어로졸 세정은 기체상의 작동기체를 이용하여 에어로졸을 형성하고 표면 오염물질과 직접 물리적 충돌을 함으로써 세정한다. 하지만 이 또한 생성되는 에어로졸 내 발생 입자로 인해 패턴 손상이 발생하며 이러한 문제점을 극복하기 위하여 본 연구에서는 가스클러스터 장치를 이용한 세정 특성 평가에 관한 연구를 수행하였다. 가스 클러스터란 작동기체의 분자가 수십에서 수백 개 뭉쳐 있는 형태를 뜻하며 이렇게 형성된 클러스터는 수 nm 크기를 형성하게 된다. 그리고 짧은 시간의 응축에 의해 수십 nm 크기까지 성장하게 된다. 에어로졸 세정과 다르게 클러스터가 성장할 환경과 시간을 형성하지 않음으로써 작은 클러스터를 형성하게 되며 이로 인해 패턴 손상을 최소화 하고 상대적으로 높은 효율로 오염입자를 제거하게 된다. 클러스터 세정 장비를 이용한 표면 처리는 충돌에 의한 제거에 기반한다. 따라서 생성 및 가속되는 클러스터로부터 대상으로 전달되는 운동량의 정도가 세정 특성에 영향을 미치며 이는 생성되는 클러스터의 크기에 종속적이다. 생성 클러스터의 크기 분포는 분사 거리, 유량, 분사 각도, 노즐 냉각 온도 등의 변수에 관한 함수이다. 따라서 본 연구에서는 $CO_2$ 클러스터를 이용한 세정 특성을 평가하기 위하여 이러한 변수에 따라서 오염 입자의 종류, 크기에 따른 PRE (particle removal efficiency)를 평가하고 다양한 선폭의 패턴을 이용하여 손상 실험을 수행하였다. 제거 효율에 사용된 입자는 $CeO_2$와 $SiO_2$이며, 각각 30, 50, 100, 300 nm 크기를 정량적으로 오염시킨 쿠폰 웨이퍼를 제조하여 세정 효율을 평가하였다. 정량적 오염에는 SMPS (scanning mobility particle sizer)를 이용한 크기 분류와 정전기적 입자 부착 시스템이 사용되었다. 또한 패턴 붕괴 평가에는 35~180 nm 선폭을 가지는 Poly-Si 패턴을 이용하였다. 실험 결과 클러스터 형성 조건에 따라 상대적으로 낮은 패턴 붕괴에서 95% 이상의 높은 오염입자 제거효율을 전반적으로 보이는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 이론적 계산에 기반하여 세정에 요구되는 클러스터 크기를 가정하고, 이를 통하여 세정에 적용할 경우 높은 기존 세정 방법의 단점을 보완하면서 높은 세정 효율을 가지는 대체 세정 방안으로 이용할 수 있음을 확인하였다.