The application of infrared heating in the hot press forming of the thermoplastic composites is conducive to productivity with high-speed heating. However, high energy, high forming temperature, and high-speed heating derived from infrared heating can cause material degradation and deteriorate properties such as re-melting performance. Therefore, this study was conducted to optimize the process conditions of the hot press forming suitable for carbon fiber reinforced polyetherketoneketone(CF/PEKK) composites that are actively researched and developed as high-performance aviation materials. Specifically, the degradation mechanisms and properties that may occur in infrared high-speed heating were evaluated through morphological and thermal characteristics analysis and mechanical performance tests. The degradation mechanism was analyzed through morphological investigation of the crystal structure of PEKK. As a result, the size of the spherulite decreased as the degradation progressed, and finally, the spherulite disappeared. In thermal characteristics, the melting temperature, crystallization temperature and heat of crystallization tend to decrease as degradation progresses, and the crystal structure disappeared under long-term exposure at 460℃. In addition, the low bonding strength was observed on the degraded surface, and the bonding surfaces of PEKK did not melt intermittently. In conclusion, it was confirmed that the CF/PEKK composite material degraded at 420℃ in the infrared high-speed heating. Furthermore, the spherulite experienced morphological changes and the re-melting properties of thermoplastic materials were degraded.
This study was to obtain basic information needed to develop the effective weed control method for the production of less polluted agricultural products by inducing viability loss of weed seeds in soil with infrared irradiation. Ceramic plates were heated by LPG with the aid of forced air and the infrared produced from plates was used as the heat source for heating soil. The soil heated in this study was sandy loam with four levels of moisture contents (0.5, 5.1, 9.1, 15.0% wb). The temperature distribution was measured at various soil depths when soil was irradiated with infrared for different irradiation time (30, 60, 90 sec). The soil depths with duration time of minimum 3 minutes over $80^circ C$, temperature inducing viability loss of weed seeds, were investigated. When the moisture content of soil was 0.5% and 5.1% wb, the soil depths which can induce viability loss of weed seeds was greatly increased with increasing irradiation time. When 30 seconds of irradiation time was applied on soil with moisture content of 9.1% or 15.0% wb, any depths of soil tested in this study was not reached to the temperature of 8$0^{\circ}C$. Generally, the soil depth being needed for viability loss of weed seeds was decreased with increasing moisture content of soil.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2010.02a
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pp.463-463
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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 Epi wafer공정은 에피층과 기판의 격자상수 차이와 열팽창계수차이로 인하여 생성되는 에피결함의 제거를 위하여 기판과 GaN 박막층 사이에 완충작용을 해줄 수 있는 버퍼층 (Buffer layer)을 만들고 그 위에 InGaN/GaN MQW (Multi Quantum Well)공정을 하여 고휘도 고효율 백색 LED를 구현할 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. 코일에 교류전류를 흘려주면 이 코일 안 또는 근처에 있는 도전체에 와전류가 유도되어 가열되는 유도가열 방식은 가열 효율이 높아 경제적이고, 온도에 대한 신속한 응답성으로 인하여 열 손실을 줄일 수 있으며, 출력 온도 제어의 용이성 및 배출 가스 등의 오염 없다는 장점이 있다. 본 연구에서는 유도가열방식의 induction heater를 이용하여 회전에 의한 기판의 온도 균일도 측정을 하였다. 기초 실험으로 저항 가열 히터를 통하여 대류에 의한 온도 균일도를 평가하였다. 그 결과 gap이 3 mm일 때, 평균 온도 $166.5^{\circ}C$ 에서 불균일도 6.5 %를 얻었으며 이를 바탕으로 induction heater와 graphite susceptor의 간격이 3 mm일 때, 회전에 의한 온도 균일도를 측정을 하였다. 가열원은 induction heater (viewtong, VT-180C2)를 사용하였고, 가열된 graphite 표면의 온도를 2차원적으로 평가하기 위하여 적외선 열화상 카메라(Fluke, Ti-10)을 이용하여 온도를 측정하였다. 기판을 회전하면서 표면 온도의 평균과 표준 편차를 측정한 결과 2.5 RPM일 때 평균온도 $163^{\circ}C$ 에서 가장 좋은 5.5 %의 불균일도를 확인할 수 있었고, 이를 상용화 전산 유체 역학 코드인 CFD-ACE+의 모델링 결과와 비교 분석 하였다.
The temperature distributions at various soil depths were predicted by heat transfer model during and after infrared irradiation on sand loam or loam soil. At each soil depth, predicted and measured temperature distributions were compared with using the mean relative percentage deviation and standard error. The mean relative percentage deviation was less than 10% between predicted and measured temperature distributions at each soil depth. Thus, it was concluded that the temperature distribution at each soil depth could be predicted satisfactorily by heat transfer model. Also, it is expected that these predicted temperature distributions can be used as basic information for determining the working speed of weeder and the size when the real weeder is constructed.
원적외선의 이용은 에너지절약을 목적으로한 효율이 높은 열전파형태로서 주로 응용되고 있다. 따라서 방사체의 적외선 방사특성과 피가열체의 적외선 흡수특성과의 관계가 먼저 명확하게 규명되어야 한다. 그러면, 그 흡수특성과 정합된 원적외선 방사세라믹스의 제작도 가능하게 되어갈 것이므로 원적외선의 작용효과가 각종 분야에서 이용되어 갈 것이다. 예를들면 의료분야에서 과거에는 인체의 일부를 가온할 필요가 있을 때에는 고주파전류, 마이크로파 또는 환부를 유동 파라핀속에 넣어 환부를 따뜻하게 하는 방법 등이 있지만 만약 어떤파장의 원적외선이 인체의 피부 깊숙이 투과가 가능하다면 마이크로파 방생장치 대신에 원적외선의 발생장치가 값이 저렴하고 기온부를 국소로 제한 할 수 있으므로 널리 사용되어질 것이다. 또 식품분야에서는 에너지절약의 관점에서 뿐만아니라 조리의 관점에서도 원적외선의 이용이 진전되어 갈 것으로 생각된다. 한편 원적외선센서의 진전은 놀랄만하여 앞으로 초전도세라믹스를 이용한 원적외선 검출의 죠셉슨센서는 더욱 진전되어 질것으로 생각된다. 어떻든 각종 원적외선방사 세라믹스의 개발과 원적외선 영역에서의 파장 특성에 대한 측정법이 확립되어짐에 따라서 원적외선 이용은 앞으로 각종방면에 진전되어질 것이다.
FDTD(Finite Difference Time Domain) 방법을 적용하여 마이크로웨이브 오븐 내부의 전자기장을 해석하였고, 적외선사진을 통하여 실험과 비교 검증하였다. 부하의 종류와 형태에 따른 전자기장의 패턴 변화를 고찰하였고, 여러 가지 포밍형태와 오프닝 형태에 따른 전자기장의 패턴을 적외선 사진과 비교하였다. 표면 보정 기법을 적용하여 부하표면에서의 전자파 패턴을 보다 정확히 예측할 수 있었으며, 또한 마그네트론의 공진 주파수에 따른 전자파 파워 패턴의 변화를 살펴 보았다. 이와 같이 개발된 마이크로 웨이브 오븐 내부의 전자파 해석 프로그램을 이용하면, 균일 가열 성능 향상을 위한 마이크로웨이브 오븐의 캐비티 설계 기간을 크게 단축할 수 있을 것으로 생각된다.
Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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v.24
no.5
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pp.525-531
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2004
In this paper, the concept of infrared thermography(IRT), the principle of measurement of IRT and how to set up the IR camera for the nondestructive testing are described in detail. Also, its utilization and non-destructive testing(NDT) diagnosis are reviewed. By performing the periodic non-touched WDT through the estimation of thermal patterns related with the temperature for the surface targeted, IRT can be applied to the early prevention of the device failure. For the diagnosis utilization, thermal imaging patterns obtained from IRT for heated blocks with internal defects were estimated through the lion-destructive method and discussed the way of IRT estimation from the analysis of characteristics between material defects and thermal imaging patterns.
Kim, Jin-Weon;Yun, Won-Kyung;Jung, Hyun-Chul;Kim, Kyeong-Suk
Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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v.32
no.1
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pp.12-19
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2012
This study conducted infrared (IR) thermography tests using pipe and plate specimens with artificial wall-thinning defects to find an optimal condition for IR thermography test on the wall-thinned nuclear piping components. In the experiment halogen lamp was used to heat the specimens. The distance between the specimen and the lamp and the intensity of halogen lamp were regarded as experimental parameter. When the distance was set to 1~2 m and the lamp intensity was above 60 % of full power, a single scanning of IR thermography detected all artificial wall-thinning defects, whose minimum dimension was $2{\Theta}=90^{\circ}$, d/t=0.5, and $L/D_o=0.25$, within the pipe of 500 mm in length. Regardless of the distance between the specimen and the lamp, the image of wall-thinning defect in IR thermography became distinctive as the intensity of halogen lamp increased. The detectability of IR thermography was similar for both plate and pipe specimens, but the optimal test condition for IR thermography depended on the type of specimen.
Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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2004.10a
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pp.580-584
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2004
In the present study, an evaluation technology for heating channel layout was investigated in SMC molding system design. Conventional design rules of cooling channel in injection molding process were applied to the present work. Finite element thermal analysis with ANSYSTM was performed to evaluate the temperature distribution of mold surface. SMC mold was manufactured to test the effect of a proposed heating channel layout system on the temperature distribution of mold surface and infrared camera was applied to a measurement of temperature. It was shown that infrared camera application was possible in a measurement of temperature distribution on mold surface.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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