• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.766-767
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• 2008

임계온도가 높아 시스템응용에서 매우 안정한 장점을 지닌 고온초전도(HTS)도체를 이용한 HTS-SMES(Superconducting Magnetic Energy Storage)장치에 대하여 많은 연구가 진행되고 있다[1]-[2]. 이런 HTS-SMES 장치의 고가성, 복잡성 등 원인에 기인하여 운전에 앞서 장치의 임계전류, 자속유동손실 및 충.방전시 불가피하게 발생되는 교류손실 등과 같은 기본적인 특성들이 선행하여 연구되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 600 kJ급 HTS-SMES코일에 대한 자장분석을 기반으로 코일의 임계전류밀도 분포를 계산하였고 최소 임계전류밀도에 근거하여 코일의 임계전류를 결정하였다. 그 주요 결과를 요약하면 코일에서 자장과 임계전류밀도 분포는 코일의 형상에 무관하게 같은 분포 경향을 보여주며 최소 임계전류밀도는 코일의 top과 bottom의 중심에 위치하며, model코일에서 임계전류의 계산값과 측정값이 비교적 잘 일치하였기 때문에 600 kJ급 HTS-SMES코일도 잘 일치할 것으로 사료된다. 또한 SMES코일을 20 K에서 운전한다고 가정하면 코일 임계전류의 ${\sim}60%$, 4.2 K에서는 ${\sim}40%$에서 각각 운전하게 될 것으로 예측된다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제6권5호
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• pp.407-416
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• 1993

무산소동을 안정화 모재로한 Cu/Nb-Ti 빌렛트를 제작한 다음 간접 열간방식의 압출에 의해 얻어진 봉재를 인발한 후 신선과 열처리를 반복하여 단심 및 다심 Nb-Ti 초전도 선재를 제조하였다. 가공 조직을 조사한 결과, 단심 선재의 경우 Nb-Ti 심의 단면이 균일하게 가공된 것을 확인하였으며 다심선재의 경우는 신선가공에 의하여 다소 불균질한 필라멘트부분이 관찰되었다. 4.2K, 자장하에서 4단자법으로 직선형 단척시료의 임계전류를 측정하여 가공 열처리 조건에 따른 임계전류밀도의 자장특성을 조사하였는데 열처리시간을 길게하고 가공도를 높인 시료일수록 자장하의 임계전류밀도가 높게 나타나는 것을 확인하였다. 4.2K, 5T 자장하에서 각각 4 x $10^{5}$A/$cm^{2}$ 및 2 x $10^{5}$A/$cm^{2}$의 임계전류밀도를 나타내는 Nb-Ti 단심 및 다심 초전도선재를 제작 할 수 있었다.있었다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제6권5호
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• pp.446-453
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• 1993

초기충진압력이 서로 다른 시편에 가한 가압횟수와 열처리시간의 혼합공정이 임계전류밀도 특성에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 power-in-tube방법으로 초전도 선재를 제조하였다. 일정 초기충진압력에서 테이프화를 위한 열처리 및 가압이 혼합공정횟수가 증가할수록 임계전류밀도가 증가하였다. 초기충진압력이 1000kg/$cm^{2}$에서 Bi-2223 고온상 체적비가 가장 높게 나타났고 결정립이 판상으로 성장되었을 뿐만 아니라 C축과 직각방향으로 잘 배양되어 있음을 관찰할 수 있었다. 특히 초기충진압력 1000kg/$cm^{2}$의 시편을 두께를 줄이기 위하여 3회 가압하고 450시간 열처리하였을때 임계전류밀도가 5800A/$cm^{2}$를 나타내었으며 이를 중심으로 500, 2500kg/$cm^{2}$이 양측단으로 가우시안분포를 보였다. 결론적으로 시편의 임계특성은 적정 초기충진압력, Bi-2223 고온상 체적비, 테이프화를 위한 가압횟수, 결정의 일방향배열, 결정립의 성장등에 강하게 의존함을 알 수 있었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.32.1-32.1
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• 2011

39 K의 임계온도를 갖는 $MgB_2$ 초전도체를 이용한 전력에너지와 MRI 의료 기기로의 응용 가능성이 높아지고 있다. $MgB_2$ 초전도체 제조에 있어서 마그네슘과 반응성이 좋은 비정질의 붕소 원료 분말 가격이 비싼 반면 상대적으로 경제적인 결정질 분말의 기계적 밀링 공정을 이용하여 비정질화와 나노 입자로의 크기 감소 효과를 얻을 수 있다. 또한 탄소를 이용한 붕소 치환으로부터 고 자기장하에서 초전도 임계 성질을 향상시키고자 유, 무기물 형태의 여러 가지 탄소 소스를 개발하는 연구가 진행되어 왔다. 본 연구에서는 저가의 95~97% 순도, 약 1 ${\mu}m$ 이하 크기를 갖는 준결정상의 붕소 분말을 이용하여 기계적 밀링에 따른 붕소 분말의 비정질화 및 입자 나노화, $MgB_2$ 반응성 향상, $MgB_2$ 결정립 크기 감소 및 결정립계 피닝 증가에 의한 초전도 임계 물성 향상에 대하여 알아보았다. 또한 여러 시간 동안 밀링된 각 붕소 분말에 액체 글리세린을 이용한 탄소 도핑 전처리를 통하여 밀링 시간의 최적화를 알아보았고 이로부터 제조된 $MgB_2$ 초전도 벌크의 경우 적절한 임계온도 감소, 격자 왜곡 결함과 높은 결정립계 밀도 등에 의한 플럭스 피닝 향상으로 $MgB_2$ 초전도체의 임계전류밀도 및 비가역자기장이 증가함을 알 수 있었다. 즉, 경제성 있는 저급의 준결정상을 갖는 붕소 원료 분말의 입자 비정질 나노화 및 탄소 도핑 전처리를 통하여 $MgB_2$ 초전도 임계 물성을 향상시킬 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제4권4호
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• pp.406-415
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• 1994

분말충진법에 의한 Ag/Bi-2223고온초전도선재의 제조방법 및 제조조건에 따른 임계전류밀도를 조사하였다. 전체공정에서 250시간의 열처리 및 2회의 반봅가공 조건에서 임계전류밀도가 가장 높게 측정되었다. 이와 같은 결과는 250시간의 열처리에서 고온상이 크게 성장되었으며, 2회의 반복가공으로 결정입자들이 일방향으로 잘 배열되는 공정조건임을 알 수 있었다. 공정별로는 pressing방법으로 제조한 시편의 임계전류밀도가 $1.05\times 10^4A/\textrm{cm}^2$로 다른 공정에 비해 가장 높았으며, rolling 공정으로는 $0.78\times 10^4A/\textrm{cm}^2$를 갖는 선재를 제조하였다. 7개 및 49개의 세심을 갖는 다심선재를 제조하여 임계전류밀도를 조사하였다. 7개의 다심선재에서 임계전류밀도값은 pressing방법에서 $0.45 \times 10^{4}A/\textrm{cm}^2$ 였으며, 49개 다심은 rolling방법으로 $0.20 \times 10^{4}A/\textrm{cm}^2$를 갖는 선재를 제조하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.1116-1117
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• 2015

최근에 개발되고 있는 2세대 고온초전도 선재는 77.3 K의 액화질소보다 높은 임계온도를 가진다. 응용기기의 특성에 따라 액화질소 온도 이하의 다양한 온도 범위에서 운전되고 있다. 이러한 운전 온도의 차이는 초전도 선재의 임계전류 차이를 가져오고, 높아진 임계전류는 시스템의 안정도 측면에서 장점을 가지는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 다양한 운전 온도 조건에 따른 임계전류에 의한 교류손실 측면의 연구를 진행하였다. 다양한 초전도 권선 형태에서의 임계온도에 따른 교류손실 특성을 수치해석을 통해 확인하고, 시스템의 안정성 향상에 필요한 운전온도에 대한 기본적인 특성 연구를 수행하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.299-299
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• 2008

초전도 응용기기 개발을 위해 필수적인 초전도 박막선재는 길이방향으로 임계전류밀도가 균일한 것이 요구되고 있다. 전체 길이에 대해 가장 임계전류 밀도가 낮은 지점에서 선재의 특성이 제한되기 때문이다. 한편 초전도 박막선재의 경우 높은 임계전류 밀도와 함께 과전류 등의 사고발생시를 고려하여 안정화재를 반드시 초전도층 위에 구성하여야 한다. 고가의 은(Ag)을 두껍게 증착할 수 없으므로 보통은 구리도금 또는 솔더링으로 안정화재를 덧댄다. 본 연구에서는 초전도 박막선재의 대전류화와 길이방향의 전류 균일성 향상, 안정화 특성 항상 등의 목적으로 초전도 박막선재간 확산 접합을 시도하였다. 초전도 박막선재 제조 후 안정화재인 은을 증착 후 따로 구리도금이나 솔더링 없이 선재 2가닥을 서로 포개어서 열처리를 하였다. 이때 선재간의 충분한 확산접합을 위하여 선재를 둥근 SUS 디스크에 감고 외부에 다시 SUS판재로 감아서 열처리 도중 압력을 가하였다. 아울러 포개는 방법도 초전도층의 위치에 따라 3 가지로 하였으며 열처리 후 임계전류를 측정하였다. 각 선재한 가닥에 대한 임계전류는 77K에서 50~60 A 정도의 임계전류를 나타내었으며 선재를 접합한 경우 90~120A의 특성을 나타내었으며 특히 초전도층이 설마주보는 형태에서 가장 높은 임계전류 특성을 나타내었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1992년도 춘계학술발표회
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• pp.102-106
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• 1992

고온 초전도체 $Y_{1-x}$Ho$_{x}$Ba$_2$O$_{7-y}$에서 대신 Ho를 치환시킨 시료를 제작하여 수송 임계전류밀도를 측정하였으며, 적외선 투과율과 Raman 스펙트럼 측정을 상온에서 실시하였다. 특히 Raman 측정은 수직으로 편광한 경우와 수평으로 편광한 경우를 비교하였다. 치환량의 변화에 따른 수송 임계전류밀도 값은 110-217 A/$\textrm{cm}^2$ 범위에 있었고 자기장이증가 됨에 따라 감소됨을 알수 있었다. 적외선 투과율과 Raman 스펙트럼 측정으로부터 얻은 Cu(1)-O(4) stretching mode는 초전도체의 결정 구조를 좌우하며 산소의 영향에 강한 영향을 받는다. 또한 이것은 치환양이 증가됨에 따라 감소하는 경향을 보였다. Raman 스펙트럼에서 수직 편광한 경우와 수평 편광한 경우 모두 asymmetric 한 형태를 이루었다. 특히 수평 편광한 경우는 BaCuO$_2$ phase 의 강도가 증가했다.다.했다.

• 한국재료학회지
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• 제7권2호
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• pp.140-144
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• 1997

은 튜브에 장입되기 전의 초기 분말의 입자 크기가 Ag/Bi-2223초전도 선재의 미세구조와 상전이, 임계 전류 밀도등에 미치는 영향에 대해 고찰하였다. 분말의 입자 크기는 하소 분말을 볼밀을 이용하여 0-48 시간 동안 분쇄하여 조절하였다. 열처리 후 최종 초전도 선재의 전기적 성질은 초기 분말의 입자 크기에 영향을 받는 것으로 나타났으며 분말의 분쇄에 의한 반응성의 증가에 의해 열처리시 2223 상으로의 상전이가 빠르게 일어났고 이차상의 크기와 분율이 감소된 미세구조를 얻을 수 있었다. 그러나 과다한 분쇄에 의한 반응성의 증가에 의해 열처리시 2223상으로의 상전이가 빠르게 일어났고 이차상의 크기와 분율이 감소된 미세구조를 얻을 수 있었다. 그러나 과다한 분쇄는 분말의 비정질화를 유발하여 2223 상으로의 전이를 방해함으로써 선재의 임계 전류 밀도를 감소시키는 결과를 나타내었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.191-191
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• 2010

초전도 전력 기기를 안정적으로 운용하기 위해서는 고자장하에서 높은 임계 전류 밀도($J_c$)를 지닌 초전도체 개발이 필수적이다. 최근 고자기장에서 전기적 특성을 향상시키는 방법으로는 YBCO 박막선재에 인위적 피닝센터로 고자장하에서도 $J_c$가 크게 증가 되었다고 보고되고 있다. 본 연구에서는 STO(100) 기판 위에 SAM 방법을 이용하여 금 나노분말을 분산시킨 후 PLD로 YBCO 박막을 증착하여 미세구조와 전기적인 특성을 분석하였다. 분산된 금 나노분말은 열처리전 나노입자의 높이는 29~32 nm, 지름은 41~49 nm툴 나타내었고 $800^{\circ}C$에서 진공 열처리 후에는 높이는 25~30 nm, 지름은 52~60 nm로 변형되었다. 임계온도는 순수 YBCO에서 85 K을 나타냈지만 금 나노입자를 적용한 YBCO의 경우는 80K으로 낮아진 것을 확인하였다. 임계전류밀도는 4T에서 측정된 경우 65 K에서는 순수한 YBCO는 141 KA/$cm^2$에서 금 나노입자가 형성된 기판에 증착한 YBCO는 42 KA/$cm^2$로 낮아졌다.