• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.07a
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• pp.153-154
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• 2013

고전압, 대전류를 갖는 뇌서지는 전원회로에 유입되었을 때 소자 파손 및 회로 오동작 등의 문제를 일으킨다. 이에 대한 보호대책으로 SPD(Surge Protection Device)소자와 스파크-갭(Spark-gap)을 주로 사용한다. 이 때, 기존의 스파크-갭은 뇌서지 유입 시 방전현상 이후에 발생된 스파크-갭의 패턴 마모로 패턴의 복구가 불가능하고, 불규칙하고 변칙적인 방전으로 인하여 발생되는 서지주요 예측경로의 소자 및 패턴 파괴와 같이 2차적인 문제를 발생시킨다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 초기 유입 시부터 스파크-갭의 방전을 통해 에너지를 우회시킴으로서 전원회로의 뇌서지 부담을 줄여 전원회로의 안전성 및 안정적인 정상동작을 확보하는 대책을 제안하고, 스파크-갭의 구조에 따른 효과를 실험을 통해 검증한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.527-527
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• 2013

현재 산업에서 상압플라즈마는 생물의학, 표면처리, 용접 및 절단, 화학적 오염제거 등 여러 분야에서 각광받고 있으며 그 잠재력 또한 매우 크다. 통상적으로 글로우 방전은 생물의학, 표면처리, 화학적 오염제거 등에 주로 쓰이고 아크 방전은 용접 및 절단에 응용된다. 이처럼 상압플라즈마는 여러 가지 방전으로 분류되고 그 특성에 맞게 응용되고 있는데 이러한 산업 여러 분야에 적절히 응용하기 위해서는 이에 대한 진단과 특성 분석이 선행적으로 이루어져야 한다. 본 연구에서는 침 대 면 전극을 가진 상압방전장치에서 스트리머로부터 스파크방전으로의 전이과정이 연구되었다. 전극간격, 주파수, 전압, 구동회로의 전류제한 조건을 가변함에 따라 스파크방전으로 전이되는 방전조건과 안정적인 글로우 방전이 유지되는 조건이 어떻게 달라지는지 조사되었다. 또한 방전전류 측정 및 ICCD 영상분석을 통해 Transient spark의 self-pulsing 조건과 주파수변화 특성을 고찰하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.157.2-157.2
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• 2013

현재 산업에서 상압 플라즈마는 생물의학, 표면처리, 용접 및 절단, 화학적 오염제거 등 여러 분야에서 각광받고 있으며 그 잠재력 또한 매우 크다. 통상적으로 글로우 방전은 생물의학, 표면처리, 화학적 오염제거 등에 주로 쓰이고 아크 방전은 용접 및 절단에 응용된다. 이처럼 상압 플라즈마는 여러 가지 방전으로 분류되고 그 특성에 맞게 응용되고 있는데 이러한 산업 여러 분야에 적절히 응용하기 위해서는 각 플라즈마에 대한 진단과 특성 분석이 선행적으로 이루어져야 한다. 또한, 전원회로의 특성에 따라 플라즈마 특성에 어떤 영향을 미치는지에 대한 연구도 매우 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 침 대 면 전극구조에서 고전압 dc전원이 RC시정수에 따라 repetition frequency가 변하는 전원 회로의 여러 parameter에 따라 스트리머-스파크 방전의 전기적 특성이 어떻게 변하는지 연구한다. 또한, 시뮬레이션을 통해 실험에 대한 예측, 비교를 목표로 한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.20 no.11
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• pp.3676-3685
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• 1996

Enhancement of the ignitability was necessary to realize the lean burn engine. The characteristics of multiple-spark capacitor discharge igniter(MSCDI) usefulness of which for lean burn was examined in constant volume combustion chamber and evaluated in spark ignition engine. Noise of MSCDI for engine was restricted by adoption of low voltage control system. It was found that the adaptability for high engine speed was remarkable. Lean limit in engine with MSCDI was extended 10% than conventional coil ignition system. Also maximum brake thermal efficiency was almost enhanced 1%.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.21 no.12
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• pp.1647-1655
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• 1997

The cyclic variations can be characterized by the variations in different type of parameters. These parameters may be grouped into four main categories: pressure-related parameters, combustion-related parameters, flame front-related parameters, and exhaust gas-related parameters. One of the resultant effects of the cycle-by-cycle variation in the combustion process, which is the most important with regard to the engine performance characteristics, is the cycle-by-cycle variation in IMEP. This paper uses the repetitive discharge igniter, which can change the ignition energy easily, to study on idle stability in a spark ignition engine. From this device, the 6 number of spark and 0.20 ms spark interval, it is very available for the idle stability.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.276-277
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• 2012

플라즈마 아킹은 PECVD, 플라즈마 식각 그리고 토카막과 같은 플라즈마를 이용하는 여러 공정과 연구 분야에서 문제가 되어왔다. 하지만, 문제의 중요성과 다르게 아킹에 대한 본질적인 연구는 아직 미비한 상태이다. 플라즈마 아킹은 집단전자방출(collective electron emission)에 의한 스파크 방전(spark discharge) 현상이다. 집단전자방출은 전계방출(field emission)이나 플라즈마와 쉬스를 두고 인접한 표면위에서의 유전분극(dielec emission)에 의해 발생한다. 우리는 CCP 플라즈마를 이용해 micro-arcing(MA)을 일으키고 랑뮈르 프로브를 이용해 MA 동안의 플로팅 포텐셜의 변화를 측정한다. MA시 PM-tube를 이용해 광량의 변화를 측정하고 플로팅 포텐셜을 fast-imaging과 동기화 시켜 MA 발생 메커니즘을 유추한다. 우리는 $30{\times}20$ cm 크기의 사각 전극을 위 아래로 가진 챔버에서 Ar 가스를 RF (13.56 MHz) 파워를 이용해 방전시켰다. 방전 전압과 전류는 파워 전극 앞단에서 High voltage probe (Tektronix P6015A)와 Current probe (TCPA300 + TCP312)를 이용해 측정했다. 플라즈마 아킹시 변하는 플라즈마 플로팅 포텐셜은 챔버 중앙에 위치한 랑뮈프 프로브에 의해 측정되고 챔버 옆의 뷰포트 앞에 위치한 PM-tube를 이용해 아킹시 변하는 광량을 측정하고 Intensified CCD를 이용해 fast-imaging을 한다. 또한 CCD 앞에 band pass filter를 부착하여 MA의 발생 메커니즘을 유추한다. RF 방전에서의 플라즈마 아킹은 아킹시 플로팅 포텐셜의 변화에 의해 크게 세부분으로 나눌 수 있다. 아킹 발생과 동시에 급격히 감소하는 감소부분(약 2 us) 그리고 감소한 포텐셜이 유지되는 유지부분(약 0~10 ms) 그리고 감소했던 포텐셜이 서서히 원래 상태로 회복되는 회복부분(약 100 us)이다. 아킹 초기시 방출된 집단 전자들은 쉬스를 단락시키게 되고 이로 인해 플로팅 포텐셜은 급격히 감소하게 된다. 이렇게 감소한 플로팅 포텐셜은 아킹 스트리머가 유지되는 한 계속 감소한 상태를 유지하게 된다. 그리고 플라즈마를 섭동했던 집단전자방출이 중단되면 플라즈마는 섭동전의 원래 상태로 회복된다. 플라즈마 아킹 발생시 생성되는 순간적으로 많은 전자들을 국소적으로 생성하게 되고 이 전자들에 의해 광량이 순간적으로 증가하게 된다. PM-tube (750.4 nm)에 의해 측정된 아킹시 광량은 정상방전 상태의 두배 가량이 된다. 그리고 이 순간적으로 증가된 광량은 시간이 지남에 따라 감소하게 되고 정상방전 일때의 광량이 된다. 광량이 증가한 후 정상방전상태의 광량에 이르는 부분은 플로팅 포텐셜이 감소한 상태에서 유지되는 부분과 일치하고 이는 플로팅 포텐셜의 유지부분동안 집단전자방출이 있다는 간접적인 증거가 된다. 그리고 정상 방전 상태 일때의 광량이 되면 집단전자방출이 중단되었다는 것이므로 그 시점부터 플로팅 포텐셜은 정산 방전상태 일때의 포텐셜로 복구되기 시작한다. 이처럼 PM-tube를 이용한 아킹 광량 측정은 아킹 스트리머를 간접적으로 측정하게 하고 집단전자방출을 이용해 아킹 시의 플로팅 포텐셜의 변화를 설명하게 해 준다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.168.2-168.2
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• 2013

테슬라 코일은 니콜라 테슬라가 고안한 변압기로, 교류 아크 방전을 통한 플라즈마의 발생을 관찰할 수 있는 기기이다. 고전압 트랜스를 사용해 저전압을 고전압으로 변환하고, 변환된 에너지를 콘덴서에 충전시켜 스파크 갭 사이에 절연파괴를 일으켜 아크 방전을 통한 플라즈마를 발생시킨다. 이 때 콘덴서와 1차코일 사이에 폐회로가 형성되고, 1차 코일과 2차 코일 사이에 전자기장이 생긴다. 공진주파수가 맞을 때 만들어진 전자기장으로 에너지가 전달되고, 2차 코일에서 증폭된 에너지는 충전된 탑로드 끝에서 아크 방전을 통하여 플라즈마의 형태로 방출된다. 본 프레젠테이션에서는 한동글로벌 학교 고등학생들이 50시간에 걸쳐 직접 제작한 테슬라 코일의 자세한 스펙, 만든 부품들과 그를 만드는 데 사용한 물품들, 설계도들, 날짜별로 기록한 테슬라 코일의 자세한 제작 과정과 후기, 만든 테슬라 코일의 작동과 이를 이용한 추가적인 실험 내용을 발표하고자 한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.30 no.2 s.245
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• pp.170-176
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• 2006

A spark discharge aerosol generator using air as a carrier gas has successfully been applied to silver nanoparticle production. The spark discharge between two silver electrodes, which was periodically obtained by discharging the capacitor, produced sufficient high temperatures to evaporate a small fraction of the silver electrodes. The silver vapor was subsequently supersaturated by rapid cooling and condensed to silver nanoparticles by nucleation and condensation. The morphology of the generated particles observed by transmission electron microscope was spherical. The element composition of the nanoparticles was silver, which was determined by energy dispersive X-ray spectroscopy. The crystal phase of the particles spark-generated under air atmosphere was composed of silver and silver oxides phase, which was determined by Xray diffraction analysis. While the nanoparticles generated under nitrogen atmosphere had only silver phase. This XRD data indicates that some fraction of the evaporated silver vapor could be oxidized in air atmosphere by the reaction with oxygen. A stable operation of the spark discharge generator has been achieved. The size and concentration of the particles can be easily controlled by altering the repetition frequency, capacitance, gap distance and flow rate of the spark discharge system.

• Analytical Science and Technology
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• v.6 no.3
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• pp.297-305
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• 1993

Generally, it is difficult to analyze cast iron samples with spark discharge emission spectrometry since the content of carbon in these samples is high as a few percent. The cast iron samples were analyzed with the developed glow discharge emission spectrometer composed of glow discharge emission source and polychromator. The discharge condition of glow discharge lamp(GDL) has been optimized by variation of Ar gas pressure, discharge voltage and discharge time. Under the optimum conditions obtained in this work, relationships between the measured emission intensities and concentration of two types of cast iron standard samples(BAS, LECO) were investigated. Most of elements(Mn, Si, P, S etc.) showed the good linearity in one calibration curve. And the carbon showed slightly the systematic difference according to the type of standard samples.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 1997.04a
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• pp.95-98
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• 1997

Theoritical predictions are given of the time dependence of charged particle densities and electric field in a pseudospark discharge. Our medel is based on a numerical solution of the continuity equation for electrons and positive ions and coupled with Poisson's equation for the electric field. From numerical results, we can identify phisical mechanisms that lead to the rapid rise in current in the onset of a pseudospark discharge.