• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.109-109
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• 2016

철을 보호하는 코팅막에 있어서 현재는 우수한 희생방식성을 가지는 아연(Zn)이 많은 분야에서 활용되고 있지만 성능 향상을 위해서는 코팅막의 두께 증가가 필연적이다. 동일한 두께 혹은 그 이하에서 더 나은 내식성을 가지는 코팅막을 개발하는 목적으로 알루미늄(Al)과 마그네슘(Mg)을 이용한 코팅막의 개발을 진행하고 있으며 이 발표에서는 Al과 Mg의 코팅막을 다층으로 제작하여 이전 실험의 Al-Mg 코팅 강판과 비교 하였을 때 어떠한 특성이 나타나는지를 확인하였다. Al-Mg 코팅층은 99.999%의 Al, 99.99%의 Mg target을 사용하여 스퍼터링을 이용하여 냉연강판 위에 코팅하였다. 증발물질과 기판과의 거리는 7cm 이며, 기판은 세척을 실시한 후 클리닝 챔버에 장착하고 ${\sim}10^{-5}Torr$ 까지 진공배기를 실시하였다. 클리닝 챔버가 기본 압력까지 배기되면 아르곤 가스를 주입하고 기판홀더에 -800 V의 직류 전압을 인가하여 약 30분간 글로우 방전 청정을 실시하였다. 기판의 청정이 끝나면 아르곤 가스를 차단하고 코팅 챔버로 시편을 이송 후 코팅층 성분의 구성형태에 따라 Al과 Mg을 코팅하였다. Al-Mg 코팅층은 $5{\mu}m$의 두께를 기준으로 계면의 코팅층이 각각 Al과 Mg이며 다층으로 구성된 코팅층을 제작하였다. 그리고 후속 공정으로 질소 분위기 $400^{\circ}C$에서 10분간 열처리를 하였다. Al-Mg 코팅층을 주사전자현미경(SEM)으로 관찰한 결과, 표면에서는 Al 또는 Mg의 결정성 구조를 보였으며 단면에서는 다층의 경계를 조금이지만 확인할 수 있었으며 글로우방전분광기(GDLS)를 통해 열처리 후에는 층의 구분이 모호해 지는 것을 확인 할 수 있었다. 그리고 XRD를 통하여 열처리 후 Al-Mg 합금상의 생성도 확인하였다. 또한 Al-Mg가 다층으로 코팅된 강판을 염수분무시험을 통해서 내부식 특성을 확인하였다. Al-Mg 코팅 강판의 염수분무시험 결과, 모든 제작된 코팅층에서 열처리 전 보다 열처리 후 3배 이상의 내식성의 향상효과를 확인할 수 있었다. 이러한 결과로부터 열처리에 의한 합금상 생성 그리고 Al-Mg 박막의 미세구조 변화가 강판의 내식성에 영향을 미치고 있다는 것을 확인할 수 있었지만 다층 제작이 미치는 영향에 대해서는 좀 더 연구가 필요한 것으로 판단된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.914-915
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• 2015

본 논문은 고속 전동기의 효율 개선을 위한 재료로서 많은 관심을 받고 있는 연자성 분말(Soft Magnetic Composite, SMC)을 적용한 고속 2상 4/2 스위치드 릴럭턴스 전동기 설계 및 SMC 재질이 효율 특성에 미치는 영향 분석에 대한 연구이다. 고속 전동기의 효율 개선을 위한 재료로써 많은 관심을 받고 있는 SMC는 자계적으로 등방성을 띠며, 절연 코팅이 되어 있는 철 분말들로 구성되어 있어 높은 주파수에서 전기 강판 대비 높은 전기 저항으로 와전류 손실을 최소화 할 수 있으며 분말을 압분하여 형상을 만들기 때문에 자유로운 3차원 설계 및 제작이 용이하고 제조 시 재료 소비의 절감과 재활용이 가능한 장점이 있다. 그러나 전기 강판 대비 낮은 비투자율, 낮은 기계적 강도, 저주파 대역에서 높은 철손 특성의 단점을 가지고 있어 SMC를 이용한 전자계 구조 설계 시 낮은 비투자율 특성과 뛰어난 와전류 손실 저감 특성 사이의 균형을 고려할 필요가 있다. 따라서 본 논문에서는 전기 강판을 사용하는 일반적인 2상 4/2 스위치드 릴럭턴스 전동기와의 비교를 통해 SMC 재질 적용이 정적 토크 및 효율 특성에 미치는 영향을 비교분석하여 설계를 진행하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.265-265
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• 2012

스퍼터링을 이용하여 금속을 코팅하면 대부분 주상정 형태의 미세구조로 성장한다. 금속 코팅층의 미세구조를 코팅공정으로 제어하여 치밀한 구조의 코팅층을 합성하기 위해서 평형(balanced magnetron)과 비평형(unbalanced magnetron) 스퍼터링에 의한 박막 구조 변화를 비교하고, 빗각 증착(oblique angle deposition) 효과가 코팅층의 미세구조에 미치는 영향을 확인하였다. 실험에 사용된 타겟은 6 인치 직경의 알루미늄이었으며 기판은 실리콘 웨이퍼와 냉연강판이 사용되었다. 알루미늄 코팅층은 주사전자현미경으로 미세구조를 관찰하였으며, 미세구조 변화가 내부식 특성에 미치는 영향을 평가하기 위해서 알루미늄이 코팅된 냉연강판의 염수분무 시험을 실시하였다. 빗각 증착에 의한 코팅층 미세구조 변화가 가장 두드러지게 나타났으며, 빗각 증착에 의해서 알루미늄 코팅층이 치밀해지는 현상을 관찰할 수 있었다. 알루미늄이 코팅된 냉연강판을 분석한 결과, 빗각 증착으로 코팅된 알루미늄 코팅층이 두께 약 $3{\mu}m$에서 염수분무 200 시간 후에도 적청이 발생하지 않는 우수한 내식성을 보였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.113-119
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• 2019

우리는 선행연구로 다기능 마찰력 측정기를 개발해 왔고 본 논문에서는 적응화 평활화 방법을 적용하여 마찰력 측정기의 성능을 개선하고자 하였으며, 스크래치 테스트를 통해 시편에 대한 마찰력과 마찰면의 모니터링 기능을 심도 있게 분석하였다. 일반적으로 강판을 가공하여 사용하고자 할 때 마찰을 줄이기 위해서 윤활유를 사용하지만, 윤활유는 환경오염의 큰 원인이기 때문에 본 연구에서는 윤활강판을 사용하였다. 특히, 윤활강판의 마찰계수는 유기, 무기 등의 시편의 종류 및 코팅층의 상태에 따라 변화하기 때문에 합금화 용융아연도금강판과 같은 다양한 시편에 대한 정밀한 실험을 통해 분석하였다. 이를 토대로 적응화 평활화법을 이용하여 잡음이 제거된 정확한 마찰계수를 측정할 수 있는 측정기의 성능을 향상시킬 수 있음을 검증하였다. 그 결과로서 마찰계수 0.16에 대하여 적응화 평활화법을 이용한 경우 저감률이 0.0417%임을 보였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2006년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.498-500
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• 2006

본 논문에서는 SMC(Soft Magnetic Composit)의 특성이 고려된 구동시스템에 대한 특성 분석을 실시하였다. SMC는 기존의 전기강판과는 다른 자기적 특성으로 인해 기존 전기강판을 구동하는 시스템과 다른 특성을 지닌다. 본 논문은 이러한 SMC의 특성을 고려하기 위해서 FEM을 통해서 모터의 특성을 고려하였고, 인버터의 특성을 고려하기 위해서 Spice를 이용하여 FEM과 Spice의 연성해석을 통해 자기적 특성이 다른 모터의 구동 시스템에 대한 해석을 실시하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.76-77
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• 2013

최근 풍력발전등의 분산전원 설치가 많아짐에 따라 계통연계 인터페이스 필터에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 인터페이스 필터는 LCL 필터인 경우가 대다수인데 그 제작과 설치 비용이 만만치않음이 현실이다. 그 중 코어와 코일의 복합체인 인덕터의 설치에 노력과 비용이 가장 크게 들어간다고 볼 수 있다. 본 논문은 최근의 하이브리드 타입의 코어에 착안하여 인덕터 설계에 있어서 페라이트/더스트코어 혹은 하이브리드타입 코어를 인입쪽의 인덕터(L1)요소로 하고 계통 인출쪽 인덕터(L2)를 규소강판으로 하는 혼합형 LCL 필터를 제안한다. 인입쪽의 L1C필터는 LPF로 작동하므로 L2를 저주파수용 규소강판으로 설계하여 결과적으로 비용을 저감함이 본 논문의 초점이다. 그 효과는 선형 재질을 사용한 PSIM 시스템 시뮬레이터를 활용하여 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.35-37
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• 2015

본 논문은 전력구 내 지중선에서 발생하는 상용주파수(60 Hz) 자기장을 이용한 2 W급 무선전력 수신장치를 제안한다. 제안하는 수신장치는 자성체와 구리도선을 포함하는 수신 코일, 장치의 개폐를 위한 손잡이, 직렬공진회로 및 정류기를 포함하는 부가회로로 구성된다. 수신장치는 3상 지중선 중 하나에 설치되어 전력구 내 조명 및 온습도 센서를 구동하는데 사용 가능하다. 수신장치의 자성체로는 높은 기계적 강도 및 포화 자속밀도를 가지는 규소강판 박편이 사용되었으며, 직렬공진회로를 사용하여 최대전력을 수신하였다. 수신장치의 공진회로는 3 이하의 낮은 공진계수를 가지기에 50 Hz 및 60 Hz 지중선에 범용으로 사용이 가능하다. 사용된 규소강판 및 구리선의 무게와 가격의 곱을 성능지수(Figure of Merit)로 선정하여 이를 최소화하는 설계를 수행하였다. 제작된 시작품의 무게는 약 750 g중으로 2.2 W LED부하 구동이 가능하며, 이때 지중선의 전류는 $100A_{rms}$로 가정하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2003년도 추계학술발표회초록집
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• pp.145-146
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• 2003

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.471-476
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• 2021

분말 야금 기술에 의한 복합 연자성 재료는 전기기기에 일반적으로 사용되는 종래의 전기강판보다 많은 장점을 가지고 있으며, 그 관련 기술은 최근에 상당한 발전을 거듭하고 있다. 복합 연자성 재료는 일반적으로 분말의 형태로 인해 자기적 등방성 가지므로 3차원 자속 및 복잡한 구조의 전기기기 구성에 적합하다. 하지만 SMC와 같이 등방성 자기 특성을 가지는 재료는 복잡한 벡터 히스테리시스를 가지므로 정확한 손실 특성을 예측하는 것이 매우 어렵다. 따라서 본 논문에서는 전기강판 및 SMC의 링 타입 시편을 제작하고 시편 크기에 따라 자기적 특성을 측정한 후, 측정된 자기적 정보를 이용하여 800Hz 이상에서 구동하는 고속 영구자석 전동기의 전자계 해석을 수행하였다. 또한, 해당 모델의 시작품을 제작하고 효율 측정 및 비교를 통해 본 논문의 신뢰성을 입증하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.165.1-165.1
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• 2016

Zn의 수요는 매년 증가하지만 매장량의 한계로 대체용 물질계가 개발이 필요한 시점이다. Zn보다 상대적으로 풍부하고 동일 두께의 Zn 코팅층과 비교하여 우수한 내식성을 보이는 Al과 Mg의 코팅층을 제작하여 Al-Mg 코팅 강판의 특성 분석 및 평가를 실시하였다. Al-Mg 코팅층은 99.99%의 Al, 99.9%의 Mg target을 사용하여 스퍼터링을 이용하여 냉연강판 위에 코팅하였다. 증발물질과 기판과의 거리는 7cm 이며, 기판은 세척을 실시한 후 클리닝 챔버에 장착하고 ~10-5 Torr 까지 진공배기를 실시하였다. 클리닝 챔버가 기본 압력까지 배기되면 아르곤 가스를 주입하고 기판 홀더에 -800 V의 직류 전압을 인가하여 약 30분간 글로우 방전 청정을 실시하였다. 기판의 청정이 끝나면 아르곤 가스를 차단하고 코팅 챔버로 시편을 이송 후 코팅층 성분의 구성형태에 따라 Al과 Mg을 코팅하였다. Al-Mg 코팅층은 $3{\mu}m$의 두께를 기준으로 Mg wt.%의 비율을 5% ~ 90%까지 변화시키며 코팅하였다. 그리고 후속 공정으로 질소 분위기 $400^{\circ}C$에서 10분간 열처리를 하였다. Al-Mg 코팅층을 주사전자현미경으로 관찰한 결과, 표면에서는 Al-Mg 코팅층에 존재하는 Mg 함량이 높아질수록 grain의 크기가 증가하였고 단면에서는 열처리 전의 치밀한 구조에서 열처리 후에는 주상구조 혹은 grain 구조가 선명해지는 것을 볼 수 있었으며 글로우방전분광기로 Al과 Mg의 성분 비율변화를 확인할 수 있었다. 또한 Al-Mg가 코팅된 강판을 염수분무시험을 통해서 내부식 특성을 확인하였다. Al-Mg 코팅 강판의 염수분무시험 결과, Mg 함량이 낮은 Al-Mg 코팅층은 열처리 후 뚜렷한 내식성 향상을 보였으며 Mg 조성 변화에 따라 일정한 경향성을 보였다. 하지만 Mg 함량이 높은 Al-Mg 코팅층은 열처리 후 급격한 내식성 저하와 함께 시편간의 편자가 커지는 것을 확인 할 수 있었다. 최적의 내식성을 보이는 Mg의 조성을 확인하기 위해서는 향후 보다 변별력이 높은 평가가 결과가 필요하다고 판단되어진다.