• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.298.2-298.2
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• 2016

가공이 까다로운 소재를 가공하기 위한 공구에 적용하기 위해서 Al의 함량이 높은 AlTiN 소재가 개발되어 적용되고 있으며, 이 소재는 공구의 수명향상을 위한 표면처리 소재로 각광을 받고 있다. 본 연구에서는 음극 아크 증착 시 거대입자가 박막에 증착되어 결함을 만들기 때문에 그 밀도를 낮추기 위해서 음극 아크 증착을 이용하여 공정 변화에 따른 AlTiN 박막의 표면형상을 관찰하고 특성을 평가하였다. 또한 빗각 증착을 적용하여 제작한 AlTiN 박막의 특성을 평가하였다. Al-25 at.%Ti 합금타겟을 음극 아크 소스에 장착하여 AlTiN 박막을 코팅하였다. 시편은 스테인리스 강판(SUS304)과 초경(tungsten carbide; WC)을 사용하였다. 음극 아크 소스에 인가되는 전류가 낮을수록 AlTiN 박막 표면에 거대입자의 밀도가 낮아졌으며, 기판 전압과 공정압력이 높을수록 AlTiN 박막의 표면에 존재하는 거대입자의 밀도가 낮아지는 경향을 보였다. 이를 통하여 거대입자밀도를 낮추는 기초공정을 도출하였다. AlTiN 박막 제작 시 빗각을 적용한 결과 $60^{\circ}$의 빗각을 적용한 다층 박막에서 약 33 GPa의 경도를 보였다. 본 연구를 통해 음극 아크 증착을 이용하여 거대입자의 밀도가 낮은 박막을 제작할 수 있는 공정을 도출하였고, 빗각증착을 적용하면 경도가 향상되는 결과를 확인하였다. 이를 통해 절삭공구 등과 같이 고경도의 코팅물성 유지를 위한 코팅분야에 응용이 가능할 것으로 판단된다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.144-150
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• 2007

전력사용이 증가함에 따라 전기설비에 의한 전기화재 발생이 증가하고 있다. 통계에 따르면 전기화재가 화재원인 중 가장 높은 비중을 차지하고 있음을 알 수 있다. 그럼에도 불구하고 전기화재를 사전에 예방할 수 있는 조사기법이 아직은 부족한 실정이다. 이 논문은 전기화재 원인과 아크차단기의 특성에 관하여 분석한다. 먼저 아크차단기와 기존의 배선용 차단기를 비교하고 전력의 수학적 분석을 통해 아크에 의한 위험성을 분석하고 회로의 단락에 의한 위험성과 비교한다. 또한 아크차단기 설치와 사회적 비용간의 관계에 대해 알아봄으로써 아크차단기의 필요성을 제기한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제3권4호
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• pp.260-265
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• 2008

수용가 시스템에서 발생하는 아크고장은 전기화재의 직접적인 원인이 되지만 기존의 고장검출 메커니즘으로는 확인이 어렵다. 따라서 본 연구에서는 전기화재의 주 원인이 되고 있는 아크고장의 원인을 분석하고 아크고장 기본 검출 메커니즘을 설계하였다. 또한 아크고장 판단의 정확도를 제고시킴으로써 오동작을 최소화할 수 있는 신호처리 기반의 아크고장 판단 방법론을 제안하였다. 끝으로, 하나의 돌입전류에 대해 이산 프리에 변환(DFT)과 이산 웨이블릿 변환(DWT)을 적용, 그 특성을 분석함으로써 신호척리 기반 고장판단 기법의 적용 방법론을 보였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제22권12호
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• pp.95-100
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• 2008

기존의 누전차단기는 병렬아크에 대해서 차단을 실패하거나 차단시간이 결어지는 결함이 있었다. 본 논문에서는 저압 옥내배선 계통에서 병렬아크를 모의하여 기존 누전차단기의 차단특성을 분석하고, 병렬아크 검출에 적합한 공심형 전류센서와 신호변환회로를 설계하여 기존 방식의 누전차단기에 적용하였다. 제안한 방식은 병렬아크의 발생위치와 관계없이 누전차단기를 동작시켰으며, 차단시간은 아크가 발생한 위상에 따라 $1.74{\sim}8.3[ms]$의 범위로 기존 차단기에 비해 약 5배 빠른 특성이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.419-424
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• 2011

누전, 아크 그리고 과부하로 인한 전기화재를 탐지하고 제어할 수 있는 시스템보드(system- on-board)를 구현하였다. 이를 위하여 화재방지제어 시스템 IC를 사용하였으며, 누설전류 검출을 위한 GF(ground fault)신호 검출회로, 아크(arc fault)신호 검출회로, 그리고 과전류가 발생할 경우 입력전압을 제어할 수 있는 과부하신호 검출회로를 설계하였다. GF신호 검출회로와 아크신호 검출회로는 누설전류와 아크신호에 각각 잘 동작하였으며, 과부하(overload) 신호 검출회로는 노이즈나 부하변동에 따른 오동작 없이 과부하시에만 동작함을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.190.2-190.2
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• 2016

메탄은 변환을 통해 아세틸렌 및 수소와 같은 에너지 생산에 보다 유용한 기체를 얻을 수 있다. 메탄의 열분해 온도는 약 1,200 K로 알려져 있으며, 그 이상의 고온 환경 및 첨가물을 제공한 경우 효과적인 변환을 기대할 수 있다. 이러한 고온 환경 및 화학반응을 제공할 수 있는 시스템으로 열플라즈마 반응로가 있다. 일반적인 열플라즈마는 아크 방전이나 고주파 유도결합 방전으로 플라즈마 발생기에서 발생시킨 이온화된 열유체로 10,000 K 이상의 초고온과 최대 수천 m/s의 특성을 가지고 있다. 본 연구에서는 효율적인 메탄 변환을 위한 저전력 아크 플라즈마 발생기 및 반응로 내부의 온도 및 속도장을 전산모사하여 열유동 특성을 분석하였다. 아크 플라즈마 토치 영역의 전산해석은 전자기적 현상과 고온 열유동의 유체역학적 현상이 함께 작용하므로 기존에 사용되고 있는 전산유체 역학적인 방법론에 전자기적 현상에 대한 보존 방정식이 결합된 자기유체역학(Magnetohydrodynamic, MHD)방법을 이용하였고, 반응기 내부의 복잡한 열유동은 안정적인 계산이 가능한 상용 전산 유체역학(Computational Fluids Dynamics, CFD) 코드를 MHD 코드를 이용한 전산해석 결과 및 고온 물성치와 결합하여 해석하였다. 전산해석에 사용된 운전 변수로는 방전기체인 아르곤과 수소의 전체 유량을 45 L/min 으로 고정하고 수소의 비율을 0%, 6%, 12.5%, 20%로 하였으며, 각 유량 조건에서 입력 전력을 0.7 ~ 2.5 KW로 변화시켜 전체 15종의 운전조건에 따른 전산해석을 수행하여 각각의 운전변수에 따라 입력전력 기준 오차 1 ~ 28%에 해당하는 결과를 도출하였다. 본 연구를 통해 개발된 전산해석 방법을 이용하여 다양한 조건에서 아크 플라즈마 반응로 내부의 온도 및 속도장에 대한 전산해석 결과를 제시하였고, 효율적인 메탄 변환 공정을 개발하기 위한 아크 플라즈마 반응로의 설계조건 및 운전 조건을 제시할 수 있는 기반을 확보하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권10호
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• pp.901-906
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• 2016

본 논문은 두께 10 mm의 조선용 강판 AH36에 대해 레이저-아크 하이브리드 용접을 사용하여 원패스 관통용접을 실시함으로써 실제 조선 산업에서의 생산성 향상을 목적으로 연구되었다. 10 mm두께의 후판을 사용하였기 때문에 관통용접을 얻기 위해서는 더욱 높은 레이저 및 아크의 출력이 요구되었다. 그러나 보다 더 증가된 레이저 및 아크 출력의 사용은 비드 양단에 언더컷과 같은 결함을 야기하였다. 이러한 언더컷은 노치로 작용하여 용접 구조물의 강도를 약화시키므로 반드시 방지되어야하며, 본 실험에서는 아크의 변수인 용접 전압 및 펄스컬렉션을 조절함으로써 제어할 수 있었다. 용접된 시험편의 기계적 특성을 파악하기 위해 레이저 영역 및 아크 영역에 대해 경도 측정을 실시하였다. 그 결과, 열영향부는 조직의 변태로 인해 최대 경도가 용접부보다 높은 것을 확인할 수 있었다. 미세조직 관찰 결과, 열영향부는 마르텐사이트 및 베이나이트와 같은 경한 조직으로 구성되어 있는 것을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.726-728
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• 2013

전력배전반 내 아크방전을 감지할 수 있도록 광전자 방식 아크방전 감지센서를 구현하였다. 아크방전은 시작되면 전력시스템에 치명적이므로 전력차단이 발생하기 전에 사전에 이를 감지하는 것이 필요하다. 전력배전반 내 전력 기기에 직접적인 전기적 접촉을 피하기 위하여 광전자적 감지 방식이 사용되었다. $7.5mm^2$의 수광면적을 갖는 수광소자와 $2.16cm^2$ 발광면적에서 1.9J의 에너지를 발광하는 즉 $0.4cal/cm^2$ 에너지 밀도를 갖는 플래쉬 광원을 사용하여 180도 감지각과 감시 목적으로는 충분한 6m 이상의 감지거리가 달성되었다. 아크방전 센서의 반응속도는 1 msec 미만으로 측정되었으며 감도는 최대 0.94 pC 의 전하를 감지할 수 있을 정도로 민감함을 보여주었다.

• 대한소아치과학회지
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• 제30권4호
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• pp.707-714
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• 2003

플라즈마 아크 광중합기 (Plasma Arc Curing units)는 상대적으로 높은 광강도를 발생시켜 짧은 중합시간으로 복합레진이 충분한 중합강도에 도달할 수 있게 해준다. 시술시간의 단축이라는 점에서 소아치과에서는 최근에 플라즈마 아크 광중합기를 많이 사용하고 있으나, 플라즈마 아크 광중합기는 광조사 동안 많은 열을 발생시킬 수 있다. 본 연구에서는 2종류의 플라즈마 아크 광중합기(Flipo, Q-Lux plasma 100)를 이용하여 여러 두께의 상아질 시편과 중합된 복합레진 시편을 통해 전달되는 온도를 측정하고 비교하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1. 플라즈마 아크 광중합기를 연속적으로 조사하였을 때, 중합기의 조사단에서 측정된 온도는 조사시간이 증가함에 따라 증가하였고, Q-lux에서 Flipo보다 더 큰 온도 증가를 보였다(p<.0.001). 2. 상아질 시편의 두께에 따른 온도 변화에서, 상아질 시편의 두께가 증가함에 따라 온도 증가량은 감소되었다(p<0.05). 3. 복합레진 시편의 두께에 따른 온도 변화에서, 복합레진 시편의 두께가 증가함에 따라 온도 증가량은 감소되었다(p<0.05).

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.26-26
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• 2009

TIG 용접은 고품질이고 용접인자의 제어가 쉽고 정확하다는 장점이 있지만, 얕은 용입과 낮은 생산성과 같은 단점이 있다. TIG 오비탈 용접에서는 용입의 한계 때문에 작은 루트면과 넓은 그루브를 가공하여 다층 용접을 하며, 루트패스에서는 파이프 진원도에 의한 핏업 시 단차의 문제가 자주 발생하여 많은 현장에서 루트갭을 만들어 수동 용접하는 실정이다. 따라서 생산성이 낮으며 생산 단가가 높고 용접 품질이 작업자에 따라 다르게 된다. 이러한 문제점을 해결하여 자동 오비탈 용접을 위해 단차를 흡수 할 수 있는 용접 공정 개발이 필요하다. 본 연구의 목적은 TIG 용접에서 단차에 따른 용접성을 검토하여 이를 맞대기 용접에 적용했을 때 균일한 이면비드를 얻는 공정을 개발하는 것이다. 따라서 본 연구는 아래보기 자세에서 단차에 따른 용입 특성을 이면비드 및 단면으로 비교 분석하였다. 단차 없이 아크길이만 1mm, 2mm, 3mm로 변경하여 실험한 결과 아크길이가 짧아질수록 표면비드 폭은 좁아졌고 이면비드 폭은 증가하는 경향을 나타내어 아크길이가 짧아질수록 용융효율이 증가하는 것을 확인하였다. 단차 1mm에서 아크길이 3mm를 제외하고 표면비드 및 이면비드가 미려하였다. 하지만 단차 2mm에서는 아크길이 1mm, 2mm, 3mm 전부 이면비드가 생성되지 않았다. 이는 단차로 인해 아크길이가 증가하여 용융효율이 낮아졌기 때문이라 판단된다. 이면비드가 생성되지 못한 시험편을 백 베벨링(0.5mm, 1.0mm, 1.5mm, 2.0mm)하여 실험한 결과 단차 2mm, 아크길이 1-3mm 백 베벨링 2.0mm 적용한 시험편에서 양호한 이면비드를 얻을 수 있었다.