• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2010.05b
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• pp.996-999
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• 2010

고압의 가스를 이용하여 고온 가스와 저온 가스를 분리하거나 입자상 물질의 분리에 사용할 수 있는 장치인 볼텍스 튜브의 에너지 분리 특성을 파악하기 위하여 $100Nm^3$/hr급 볼텍스 튜브를 제작하고 이에 대한 실험을 진행하였다. 저온측의 유량비와 오리피스 직경 및 볼텍스 튜브의 길이가 온도에 미치는 영향을 분석하였다. 오리피스 직경 0.6D에서 최적의 온도 분리 효과를 나타내었으며, 0.8D의 경우 그 효과가 미미하였다. 또 한 오리피스 직경이나 길이에 관계없이 저온유량비가 약 0.9부근에서 고온측의 온도가 최고점을 나타내었고, 볼텍스 튜브 길이는 저온측 온도 변화에 미미한 영향을 미치나, 오리피스 직경의 변화는 최저 온도점이 나타나는 저온 유량비에 상당한 영향을 미쳤다. 본 연구의 결과는 $100Nm^3$/hr급 볼텍스 튜브의 최적화를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.180-180
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• 2016

보론이 도핑된 $3{\times}3cm$ 크기의 p 형 다결정 실리콘 기판의 표면을 경면연마한 후, 다이아몬드 입자의 seeding을 위해 슬러리 중 다이아몬드 분말의 입도를 5 nm로 고정하고 초음파 전처리 공정을 진행한 후, 다이아몬드 박막을 증착하였다. 다이아몬드 증착은 Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition 장비를 이용하였으며, 공정 조건은 초기 진공 $10{\times}10^{-3}Torr$, 공정 가스 비율 $Ar:CH_4=200:2$, 가스 유량 202 sccm, 공정압력 90 Torr, 마이크로웨이브 파워 600 W, 기판 온도 $600^{\circ}C$이었다. 기판에 DC bias 전압을 인가하는 것을 공정 변수로 하여 0, -50, -100, -150, -200 V로 변화시켜가며, 0.5, 1, 2, 4 h 동안 증착을 진행하였다. 주사전자현미경과 XRD, AFM, 접촉각 측정 장비를 이용하여 증착된 다이아몬드 입자와 막의 특성을 분석하였다. 각 bias 조건에서 초기에는 다이아몬드 입자가 형성되어 성장되었다가 시간이 증가될수록 연속적인 다이아몬드 막이 형성되었다. Table 1은 각 bias 조건에서 증착 시간을 4 h까지 변화시키면서 얻은 다이아몬드 입자 또는 박막의 높이(두께)를 나타낸 것이다. 2 h까지의 공정 초기에는 bias 조건의 영향을 파악하기 어려운데, 이는 bias에 의한 과도한 이온포격으로 입자가 박막으로의 성장에 저해를 받는 것으로 사료된다. 증착시간이 4 h가 경과하면서 -150 V 조건에서 가장 두꺼운 막이 성장되었다. 이는 기판 표면을 덮은 다이아몬드 박막 위에서 이차 핵생성이 bias에 의해 촉진되기 때문으로 해석된다. -200 V의 조건에서는 오히려 막의 성장이 더 느렸는데, 이는 Fig. 1에 보이듯이 과도한 이온포격으로 Si/diamond 계면에서 기공이 형성된 것과 연관이 있는 것으로 보인다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.8 no.6
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• pp.901-906
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• 1997

Ultrafine silicon dioxide($SiO_2$) powder was prepared from tetraethylorthosilicate(TEOS) by the gas-phase reaction. The effects of reaction temperature, flow rate of gas, TEOS concentration, and preheating temperature of reactants on the particle size were investigated. As the reaction temperature increased, average particle size of the silicone dioxide powder became smaller. Smaller particles were also obtained with decreasing the residence time of reactants in the reaction zone. Larger particles having narrow size distribution were produced with the high concentrations of the reactants. The effect of the preheating temperature was not considerable on the average particle size. The range of average particle size was from 30 nm to 58 nm depending on experimental conditions.

• Journal of Biosystems Engineering
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• v.23 no.5
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• pp.481-490
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• 1998

A computer vision system to measure low flow rate of solid particles was developed and tested to examine its performance with various sized 7 kinds of seeds, perilla, mung bean, paddy, small red bean, black soybean, Cuba bean and small potato tuber. The test was performed for two types of particle flow, continuous and discontinuous. For the continuous flow tested with perilla, mung bean and paddy, the tests resulted correlation coefficients for the flow rates measured by the computer vision and direct method about 0.98. Average errors of the computer vision measurement were in a range of 6∼9%. For the discontinuous flow tested with small red bean, black soybean, Cuba bean and small potato tuber, the tests resulted correlation coefficients for the flow rates measured by the computer vision and direct method 0.98∼0.99. Average errors of the computer vision measurement were in a range of 5∼10%. Performance of the computer vision system was compared with that of the conventional optical sensor to count particles in discontinuous flow. The comparison was done with black soybean, Cuba bean and small potato tuber, and resulted that the computer vision has much better performance than the optical sensor in a sense of precision of the measurement.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.20 no.2
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• pp.1-10
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• 2016

Cooling characteristics are investigated numerically in the chamber for high-performance burnout of wastes with solid phase. Before the combustion chamber is manufactured, combustion analysis is performed for evaluation of burning rate and cooling performance. A water cooling method is applied and its feasibility for cooling is examined depending on coolant flow rate. Another method of complex cooling is adopted by combining air film cooling with water cooling, leading to improved cooling performance.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.34 no.4
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• pp.423-428
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• 2010

Electrostatic precipitators (ESPs) used currently in industries for removing fine particles from semiconductors have to be made of expensive anticorrosive metallic materials in order to maintain their particle-removal performance. To satisfy the economical demands of industries, a novel ESP was developed; in this ESP, the charger is made of carbon fibers and collection plates consist of PET films among which an aluminum sheet is inserted. The ESP was evaluated by changing the voltages applied to the chargers and collection plates, flow rates, and number of charging channels. KCl particles with mean diameters of 100 nm were used, and a scanning mobility particle sizer was used to measure the changes in particle number concentrations upstream and downstream of the ESP. The experimental results showed that more than 90% of the particles were removed by using the ESP containing ionizers with nine channels and 65-mm collection plates at $500\;m^3/hr$ when voltages of 7 kV and 10 kV were applied to the ionizers and collection plates, respectively.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.302-302
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• 2012

본 연구에서는 아크 소스를 이용하여 TiAlN을 코팅하였으며 공정 변수 중 질소 유량에 다른 TiAlN 박막의 물성 변화를 관찰하였다. TiAlN은 고경도 난삭재의 고능률 절삭 분야에 사용되어 공구의 수명을 향상하기 위한 표면처리 소재로 각광을 받고 있다. TiAlN 박막은 아크 소스에 장착된 TiAlN 타겟(Ti-50 at %Al)을 사용하여 스테인리스 강판 위에 코팅 하였으며 이 때 기판과 타겟 간의 거리는 약 30 cm이었다. 기판을 진공용기에 장착하고 ${\sim}10^{-6}$ torr까지 진공배기를 실시한 후 아르곤 가스를 진공용기 내로 공급하여 공정 압력인 $7{\times}10^{-4}$ torr로 제어한다. 공정 압력에서 아크 소스에 약 70 A의 전류를 인가하여 아크를 발생시키고 기판 홀더에 약 -400 V의 직류전압을 인가하여 약 5분간 청정을 실시하였다. 기판의 청정이 끝나면 기판에 인가된 전압을 차단하고 질소 가스를 진공용기에 공급하여 TiAlN을 코팅하였다. 질소 유량이 30 sccm일 경우 TiAlN 박막의 경도가 약 2510 Hv로 가장 높았으며, 질소의 유량이 40 sccm 이상으로 증가할 경우 TiAlN 박막의 경도는 1500 Hv로 주목할 만한 변화는 없었다. 질소 유량이 증가하면 TiAlN 박막의 색상은 회색에서 어두운 보라색으로 변화하였고 주사전자현미경 분석을 통해서 거대 입자(macro particle)가 감소하는 경향을 확인할 수 있었으며 이는 질소 유량이 증가할수록 TiAlN 박막의 표면조도 또한 증가하는 분석결과와 일치하였다. X-선 회절 분석을 통해 질소 유량이 30 sccm 이상에서 박막의 질화가 일어나고 2500 Hv 이상의 경도를 가지는 최적 조건임을 확인하였으며, 이는 절삭 공구 등과 같이 고경도 유지를 위한 코팅 분야에 적용이 가능할 것으로 판단된다. 본 연구에서 얻어진 결과를 바탕으로 질소 유량 외에 다른 공정 조건을 변화시켜 TiAlN 코팅을 실시한다면 다양한 색상 구현, 고경도, 내마모성 등 TiAlN 박막의 기능성을 향상할 수 있을 것으로 예상된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.38-38
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• 2018

TiMoN 코팅층은 우수한 내마모 특성과 낮은 마찰계수를 보여 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 음극아크 증착으로 질소 가스 유량, 아크 전류, 기판 전압 등 공정 변수를 제어하여 TiMoN 코팅층을 스테인리스와 초경 기판 위에 제조하고 색상, 미세구조, 경도 등 물리적 특성을 평가하였다. TiMo 타겟은 Mo가 약 8 at.% 함유되어 있으며 직경은 80 mm이었다. 색차계를 이용하여 TiMoN 코팅층의 색상을 분석한 결과, 질소 유량이 증가할수록 $a^*$와 $b^*$ 값이 증가하는 경향을 확인하였다. 질소 유량 90 sccm으로 제조한 TiMoN 코팅층은 TiN 코팅층과 유사한 색상을 보였다. TiMoN 코팅층의 조성을 에너지분산형 분광기(energy dispersive spectroscopy)로 분석한 결과, 타겟과 유사한 조성을 보였다. TiMoN 코팅층의 단면을 주사전자현미경으로 관찰한 결과, 주상정 형성이 확인되었으며 코팅층 표면에는 음극 아크 공정 시 발생하는 거대입자가 발견되었다. 질소 유량 50 sccm으로 제조한 TiMoN 코팅층은 약 3000 Hv의 경도 값을 보였다. X-선 분광기로 TiMoN 코팅층의 결정성을 분석한 결과, TiN과 유사한 합금상이 형성된 것을 확인할 수 있었다. TiMoN 코팅층은 TiN과 유사한 색상을 보였으며 경도는 TiN보다 높은 값을 보여 절삭공구, 금속 가공용 부품 등 고경도 코팅층으로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• Particle and aerosol research
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• v.12 no.3
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• pp.95-102
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• 2016

Controlling exposures to occupational hazards is important for protecting workers. Certified facepiece respirators are recommended when engineering controls do not adequately prevent exposures to airborne nanomaterials. The objective of this study is to carry out the experimental performance test to investigate the fractional efficiencies of the filter media for two grades of facepiece respirators. Experimental performance evaluations were carried out for the test NaCl particles and silver nanoparticles. For media of respirator filter, the penetration of NaCl particles was less than 5% and the most penetrating particle size occurred at about 40 nm. For silver nanoparticles, the most penetrating particle size was about 20nm with higher efficiency than those of NaCl particles. Charge characteristics of airborne nanoparticles is important because the media of respirator filter is made by the electret filter media.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.17 no.1
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• pp.9-17
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• 2013

A considerable deal of work has been carried out to get an insight into the gas-solid suspension flows and to specify the particle motion and its influence on the gas flow field. In this paper an attempt is made to develop an analytical model to study the effect of nozzle inlet/exit pressure ratio, particle/gas loading and the particle diameter effect on gas-solid suspension flow. The effect of the particle/gas loading on the mass flow, Mach number, thrust coefficient and static pressure variation through the nozzle is analyzed. The results obtained show that the presence of particles seems to reduce the strength of the shock wave. It is also found that smaller the particle diameter is, bigger will be the velocity as bigger particle will have larger slip velocity. The suspension flow of smaller diameter particles has almost same trend as that of single phase flow with ideal gas as working fluid. Depending on the ambient pressure, the thrust coefficient is found to be higher for larger particle/gas loading or back pressure ratio.