• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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• pp.18-18
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• 2010

전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하고 또한, 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환할 수 있는 압전 세라믹스는 압전 변압기 (piezoelectric transformer), 초음파 모터, 센서 등과 같은 응용분야에 광범위하게 사용되고 있다. 특히, 전원장치에 있어서 현재 주요 전자제품에 사용되고 있는 권선형 변압기와 같은 전자 변환기의 대체품으로 압전 세라믹스 소재의 특성을 이용한 압전변압기의 개발과 응용연구는 국내외적으로 활발히 연구되어왔다. 압전변압기는 권선형 변압기와 비교 하였을 때 누설자속이 없어 노이즈 발생이 없고, 공진주파수만을 이용하므로 출력의 파형이 정현파에 가까워 고조파 잡음이 없으며, 불연성의 특징을 가지고 있다. 추가적으로 압전 변압기는 소형화, 슬림화, 경량화가 가능하며 90%이상의 높은 효율을 얻을 수 있다. 또한, 단판형 압전변압기의 출력한계를 개선하기 위해 높은 승압비와 고출력을 갖는 적층타입의 압전변압기가 제안되었다. 압전변압기용 조성 세라믹스는 높은 에너지 변환효율을 위해서 전기기계결합계수 ($k_p$)가 커야 하며, 발열에 의한 온도 상승을 억제하기 위하여 기계적 품질계수(Qm)가 큰 것이 바람직하다. 또한, 높은 전류를 발생하기 위해서는 유전상수가 커 압전변압기의 출력측 정전용량을 크게 하여야한다. 이러한 압전변압기의 제작 조건을 위해 우수한 압전 및 유전특성을 갖는 PZT계 세라믹스가 주로 사용 되어져 왔다. 그러나, PZT계 세라믹스의 우수한 압전 및 유전특성에도 불구하고 $1000^{\circ}C$에서 급격히 휘발하는 PbO의 성질 때문에 환경적으로나 인체의 건강문제로 인해 전세계적으로 그 사용량을 제한하고 있다. 또한 적층 압전변압기의 구조적 특성상 내부전극과 함께 소결하여야 하는데, 이때 소결온도가 높으면 값비싼 Pd합량이 높은 전극을 사용하여야 한다. Pd함량이 10%미만인 Ag/Pd 전극을 사용하기 위해서는 $950^{\circ}C$ 이하에서 저온소결이 가능한 세라믹스 제조가 필수적이라 할 수 있다. 소결온도를 낮추는 방법으로는 다른 물질들을 치환하여 소결온도를 낮추는 방법과 미세분말을 만들어 그레인사이즈를 미세화 하는 방법들이 있다. 많은 미세 분말 제조 방법 중에서 Attrition mill은 일반적인 ball mill에 비해 분말의 입도를 미세하게 할 수 있어 증가된 분말의 비표면적에 의하여 반응을 촉진시킴으로써 저온소결이 가능한 세라믹스를 만들 수 있다. 따라서 본 연구에서는 소결온도가 낮으면서도 유전 및 압전특성이 우수한 조성을 사용하여 적층 압전변압기를 제작하여 전기적 특성을 조사하였다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.22 no.3
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• pp.127-133
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• 2012

To achieve low-cost and high-efficiency of thin-film solar cells applications, the sol-gel method that can be coated on a large area substrate, obtain homogeneous thin films of high purity was used. We studied structural and optical characteristics versus annealing temperature of $Cu_2ZnSnS_4$ which has kesterite structure by substitution low-cost sulfur (S) instead of high-cost selenium (Se). By analyzing XRD patterns, main peak was observed at $2{\theta}=28.5^{\circ}$ when Zn/Sn ratio is 0.8/1.2. And when we observed kesterite structure which has orientation of (112) direction, the more annealing temperature increase the bigger strength of (112) direction is. $Cu_2ZnSnS_4$ thin film showed characteristics of kesterite structure at $550^{\circ}C$. And when we calculated lattice constant, a = 5.5047 and $c=11.014{\AA}$ as same JCPDS (Joint Committee on Powder Standards) data measured. We measured optical transmittance to analyze optical characteristics. Optical transmittance was lower than 65 % at visible ray (${\lambda}=380{\sim}770nm$).

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.115-115
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• 2010

고휘도 고효율 백색 LED (lighting emitting diode)가 차세대 조명광원으로 급부상하고 있다. 백색 LED를 생산하기 위한 공정에서 MOCVD (유기금속화학증착)장비를 이용한 에피웨이퍼공정은 에피층과 기판의 격자상수 차이와 열팽창계수차이로 인하여 생성되는 에피결함의 문제로 기판과 GaN 박막층 사이에 완충작용을 해줄 수 있는 버퍼층 (Buffer layer)을 만든다. 그 위에 InGaN/GaN MQW (Multi Quantum Well)공정을 하여 고휘도 고효율 백색 LED를 구현 할 수 있다. 이 공정에서 기판의 온도가 불균일해지면 wafer 파장 균일도가 나빠지므로 백색 LED의 yield가 떨어진다. 균일한 기판 온도를 갖기 위한 조건으로 기판과 induction heater의 간격, 가스의 흐름, 기판의 회전, 유도가열코일의 디자인 등이 장비의 설계 요소이다. 본 연구에서는 유도가열방식의 유도가열히터를 이용하여 기판과 히터의 간격에 차이에 따른 기판 균일도 측정했고, 회전에 의한 기판의 온도분포와 자기장분포의 실험적 결과를 상용화 유체역학 코드인 CFD-ACE+의 모델링 결과와 비교 했다. 또한 가스의 inlet위치에 따른 기판의 온도 균일도를 측정하였다. 본 연구에서 사용된 가열원은 유도가열히터 (Viewtong, VT-180C2)를 사용했고, 가열된 흑연판 표면의 온도를 2차원적으로 평가하기 위하여 적외선 열화상 카메라 (Fluke, Ti-10)를 이용하여 온도를 측정했다. 와전류에 의한 흑연판의 가열 현상을 누출 전계의 분포로 확인하기 위하여 Tektronix사의 A6302 probe와 TM502A amplifier를 사용했다. 흑연판 위에 1 cm2 간격으로 211곳에서 유도 전류를 측정했다. 유도전류는 벡터양이므로 $E{\theta}$를 측정했으며, 이때의 측정 방향은 흑연판의 원주방향이다. 또한 자기장에 의한 유도전류의 분포를 확인하기 위하여 KANETEC사의 TM-501을 이용하여 흑연판 중심으로부터 10 mm 간격으로 자기장을 측정 했다. 저항 가열 히터를 통하여 대류에 의한 온도 균일도를 평가한 결과 gap이 3 mm일때, 평균 온도 $166.5^{\circ}C$에서 불균일도 6.5%를 얻었으며, 회전에 의한 온도 균일도 측정 결과는 2.5 RPM일 때 평균온도 $163^{\circ}C$에서 5.5%의 불균일도를 확인했다. 또한 CFD-ACE+를 이용한 모델링 결과 자기장의 분포는 중심이 높은 분포를 나타냄을 확인했고, 기판의 온도분포는 중심으로부터 55 mm되는 곳에서 300 W/m3로 가장 높은 분포를 나타냈다. 가스 inlet 위치를 흑연판 중심으로 수직, 수평 방향으로 흘려주었을 때의 불균일도는 각각 10.5%, 8.0%로 수평 방향으로 가스를 흘려주었을 때 2.5% 온도 균일도 향상을 확인했다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.20 no.12
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• pp.797-803
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• 2019

This study was carried out to reduce the lateral vibration of high-speed electric multiple units. In the study, the high-speed electric multiple unit prototype (HEMU-430X) has a high lateral vibration at low equivalent conicity regardless of the wheel profiles (XP55, GV40, S1002). As wheel wear progresses and the equivalent conicity increases, the lateral vibration tends to decrease. The reason is that a combination of the suspension characteristics causes the body and bogie to resonate at a frequency of 1.4 Hz when the equivalent conicity is low, resulting in body hunting. An investigation of the lateral vibration of overseas high-speed trains showed that a decrease in the hydraulic stiffness of the yaw damper could improve the vibration. The series stiffness of the yaw damper is a combination of the hydraulic stiffness and elastic joint. In this study, an attempt was made to improve the lateral vibration by lowering the stiffness of the elastic joint. The series stiffness of the adjusted yaw damper was approximately 60% compared to the original one. The on track test results showed improvement in the lateral vibration for both running directions. The vibration reduction method of this study can be used for EMU-250 and EMU-320 in future commercial operations.

• Journal of the Korean Society of Radiology
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• v.11 no.1
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• pp.37-42
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• 2017

We measured the absorbed dose and the area dose using an ionization chamber type of area dose product (DAP) meter and measured the calibration factor in the X-ray examination. In the indirect dose measurement method, the detector was installed in the radiation part of the X-ray equipment, and the measured value was calculated as the dose at the exposure part. The instrument used to calculate the calibration factor was an X-ray equipment (DK-550R / F, DongKang Medical Co., Ltd., Seoul, Korea). The calibration method for the calibration factor was to connect the DAP meter (PD-8100, Toreck Co. Ltd., Japan) to the calibration dosimeter tube voltage of 70 kV, tube current of 500 mA, 0.158 sec. The reference dosimeter used a semiconductor (DOSIMAX plus A, Scanditronix, $Wellh{\ddot{o}}fer$, Germany). After installing the DAP meter on the front of the multi-collimator of the ionization chamber, the calibration factor of the dosimeter was obtained using the reference dosimeter for accurate dose measurement. Experimental exposure values and values from the calibration dosimeter were calculated by multiplying each calibration factor. The calibration factor was calculated as 1.045. In order to calculate the calibration coefficient according to the tube voltage in the ionization type DAP dosimeter, the absorbed dose and the area dose were calculated and the calibration factor was calculated. The corrective area dose was calculated by calculating the calibration factor of the DAP meter.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.16 no.1
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• pp.28-33
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• 2006

La substituted perovskite $BiFeO_3$ have been prepared by a sol-gel method. Magnetic and structural properties of the powders were characterized with Mossbauer spectroscopy, XRD, SEM, and TG-DTA. The crystal structure is found to be a rhombohedrally distorted perovskite structure with the lattice constant $\alpha=3.985{\AA}\;and\;\alpha=89.5^{\circ}.\;Bi_{2/3}La_{1/3}FeO_3$ powders that were annealed at and above $600^{\circ}C$ have a single-phase perovskite structure. However, powders annealed at $900^{\circ}C$ have a typical perovskite structure with small amount of $Bi_2O_3$ phase. The Neel temperature of $Bi_{2/3}La_{1/3}FeO_3$ is found to be $680\pm3K$. The isomer shift value at room temperature is found to be 0.27 mm/s relative to the Fe metal, which is consistent with high-spin $Fe^{3+}$ charge states. Debye temperature far$Bi_{2/3}La_{1/3}FeO_3$ is found to be $305\pm5K$. The average hyperfine field $H_{hf}(T)$ of the $Bi_{2/3}La_{1/3}FeO_3$, shows a temperature dependence of $[H_{hf}(T)-H_{hf}(0)]/H_{hf}(0)=-0.42(T/T_N)^{3/2}-0.13(T/T_N)^{5/2}$ for $T/T_N<0.7$ indicative of spin-wave excitation.

• Korean Journal of Food Science and Technology
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• v.24 no.5
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• pp.414-422
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• 1992

To keep up with urgent need of continuous, effective and rapid drying unit, a fluidized bed drying system with computer controlling air temperature, velocity and relative humidity was designed. This study was attempted to determine physical properties and some basic experiments of fluidized bed d교ing of barley. Also experimental data of the designed fluidized bed drying system using the barely were compared with those of published equations to confirm the reliability of the system and the following results were obtained. The physical dimension husked barley were shown larger than that of naked barley from the experiment. When air temperature. relative humidity and charged amount were $35^{\circ}C$, 30% and 300g respectively, the minimum fluidization velocity of naked and husked barley were found 1.5 m/s and 1.7 m/s. And the optimum fluidization velocity was shown as 3.0 m/s from the experiment. The empirical equation of $U_{mf}$ in this fluidized system was obtained as follow; $U_{mf}^2= \frac{{\phi_s}\;d_p}{Hk}\;{\cdot}\;\frac{(\rho_s-\rho_g)g\;{{\varepsilon}_{mf}^3}} {\rho_g}(Re_p>1,000)$ Where HK=0.4881 for naked barley, 0.6649 for husked barley.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.306-306
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• 2008

기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 에너지 변환소자인 압전 세라믹스는 액추에이터, 변압기, 초음파모터, 초음파 소자 및 각종 센서로 응용되고 있으며, 그 응용분야는 크게 증가하고 있다. 최근에는 이러한 압전 소자를 앞으로 도래하는 ubiquitous, 무선 모바일 시대의 휴대용 전자제품, robotics, MEMS 분야 등의 대체 에너지원으로 응용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 특히 인간의 걷기 운동 등과 같은 일상적인 동작으로 필요한 전력을 얻을 수 있고, 세라믹 소자를 이용하기 때문에 전자노이즈가 발생되지 않을 뿐 아니라 반영구적으로 사용할 수 가 있어서, 기존 이차전지를 대체 또는 보완 할 수 있는 방안도 검토되고 있다. PZT계 세라믹스는 높은 유전상수와 우수한 압전특성으로 전자세라믹스 분야에서 가장 널리 사용되어지고 있지만 $1200^{\circ}C$ 이상의 높은 소결온도 때문에 $1000^{\circ}C$ 부근에서 급격히 휘발되는 PbO로 인한 환경오염과 기본조성의 변화로 인한 압전 특성의 저하가 문제시 되고 있다. 또한 적층 세라믹스의 제작 시 구조적 특성상 내부전극이 도포된 상태에서 동시 소결이 필요한데, 융점이 낮은 Ag전극 대신 값비싼 Pd나 Pt가 다량 함유된 Ag/Pd, Ag/Pt 전극이 사용되고 있어 경제성이 떨어지는 단점을 갖게 된다. 순수 Ag 전극을 사용하거나 Ag의 비율이 높은 내부전극을 사용하기 위해서는 $900^{\circ}C$ 이하에서 소결되고 우수한 전기적 특성을 보이는 압전 세라믹스를 개발 하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 압전특성이 우수한 $(Pb_{1-x}Cd_x)(Ni_{1/3}/Nb_{2/3})_{0.25}(Zr_{0.35}/Ti_{0.4})O_3$ 계의 조성을 설계하고, 소걸온도를 낮추기 위해서 2 단계 하소법을 이용하였다. 또한 $MnCO_3$, $SiO_2$, $Pb_3O_4$ 등을 소량 첨가하여 액상 소결 특성을 부여하여 소결 온도를 감소시키려는 시도도 하였다. 분말을 볼 밀링 (ball milling)을 통해 24시간 동안 혼합하고, 혼합된 분말은 $800^{\circ}C$에서 2시간 동안 하소하였다. 하소한 분말을 다시 72시간 동안 볼 밀링 하여 최종 분말을 얻었다. 최종 분말에 PVB를 첨가하여 직경 15mm의 디스크 형태로 성형한 후, 850~$975^{\circ}C$ 범위에서 온도를 변화시키면서 소결을 하였다. 최종 분말 및 소결된 시편을 XRD분석을 통하여 상을 확인하였고, SEM을 이용하여 미세조직을 관찰 하였다. 전기적 특성을 평가하기 위하여 두께를 1mm로 연마한 시편에 Ag 전극을 도포하여 $650^{\circ}C$에서 열처리한 후, 분극처리 하였다. 압전특성은 $d_{33}$-meter로 측정하였고, impedance analyzer를 이용하여 압전 특성 (전기기계결합계수 및 기계적품질계수)을 측정 하였다. 또한 강유전체 특성 평가 장치 (Precision-LC)를 이용하여 분극-전계 특성을 평가하였다. 이상의 연구를 통하여 소결 온도가 $900^{\circ}C$인 경우에서도 양호한 압전 특성을 확보 할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.294-294
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• 2008

동시 증발 증착법 화합물의 구성원자를 독립적으로 증발시켜서 기판에 증착하는 방법이다. 각 물질은 온도에 따른 증기압을 가지는데 각 물질의 온도를 조절하여 증착률을 조절한다. 보트에서 떠난 원자가 기판에 도달할 확률은 챔버의 진공도, 보토와 기판과의 거리 등에 의하여 영향을 받는다. 진공도가 나쁠수록, 보트와 기판과의 거리가 멀수록 기판에 도달할 확률이 떨어진다. 동시증발 증착법을 이용한 SmBCO 초전도층 증착에서 각 물질의 기판에 도달하는 원자비를 조절하기 위하여 QCM(증착률 측정장치), QCM 가이드를 사용하였다. QCM sensor 입구에 튜브형태의 QCM 가이드를 설치하고 QCM 가이드가 특정한 물질의 증발보트를 향하도록 배치하였다. 따라서 각 보트에서 떠난 원자들은 특정한 QCM sensor에 도달하게 되고 결국 3원소(Sm, Ba, Cu)의 증착률의 비를 조절함으로써 조성비를 조절할 수 있게 된다. QCM 증착률의 비와 실제 조성비는 여러 가지 변수에 의하여 영향을 받는 다. 대표적인 변수는 챔버의 진공도, QCM 가이드의 직경 및 길이, QCM 센서와 보트와의 거리 등이 있다. 진공도가 높을수록 특정 보트에서 떠난 원자들이 QCM 가이드 입구에 도달할 확률이 낮아지고, QCM 가이드의 직경이 좁을수록 가이드 내벽에 흡착될 확률이 높아진다. 또한 QCM센서와 보트와의 거리가 멀수록 챔버내 잔류가스의 원자들과 충돌확률이 높아지므로 도달확률이 줄어들게 된다. 동시 증발 증확법에서 조성비의 재현성을 높이기 위해서는 매회 증착실험에서 진공도가 일정해야 하며, QCM 가이드와 보트와의 거리를 되도록 최소화 하고, QCM 직경을 크게 하는 것이 유리하다.

• KSBB Journal
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• v.16 no.4
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• pp.332-336
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• 2001

This paper is intended as an application of the biological rope media sedimentation tank using biodegradability of BAC(Biological activated carbon) to the drinking water treatment system for the removal of NOM. The removal of DOC(Dissolved organic carbon), UV absorbance(UV$\_$254/), and turbidity were evaluated under various operation condition of a biological rope media sedimentation tank such as raw water-media process (Media 1), ozonation-media process (Media 2), and ozonation-coagulation/sedimentation-media process (Media 3). The raw water had DOC concentration of 1.3∼3.4 mg/L, UV$\_$254/ of 0.027∼0.039 cm$\^$-1/, and turbidity of 0.3∼4.5 NTU, respectively. The average DOC concentration were 2.2 mg/L in media 1, 1.8 mg/L in media 2, and 1.3 mg/l in media 3 from raw water, respectively. On the other hand, the DOC concentration in conventional sedimentation tank was 1.5 mg/l. Higher removal of the DOC was noted in media 3 than media 1 and media 2. The UV$\_$254/ of the treated water were 0.037 cm$\^$-1/ in media 1, 0.027 cm$\^$-1/ in media 2, and 0.014 cm$\^$-1/ in media 3 from raw water, respectively The UV$\_$254/ in conventional sedimentation tank was 0.014 cm$\^$-1/ which is similar to that of media 3. Average turbidity of the treated water was 1.1 NTU in media 1, 0.9 NTU in media 2, and 0.5 NTU in media 3, respectively. It is expected that the biological rope media sedimentation tank is a good alternative over the conventional sedimentation process from these results.