• Applied Chemistry for Engineering
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• v.5 no.1
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• pp.127-138
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• 1994

In the process of pervaporation separation for aqueous ethanol solution through cellulose tai-acetate(CTA) membrane, the modelling on the solution-diffusion permeation mechanism was built up on the basis of sorption and permeation experimental results. Also its function type and parameter were examined. The composition of sorption equilibrium in three component system(Ethanol/Water/CTA) were compared with the calculated value by Flory-Huggins' equation using the pure component sorption data. In order to apply the thermodynamic equilibrium relationship between the membrane free composition in the membrane and the equilibrium composition in the liquid phase, the apparent activity this system, however, the results were not satisfied. Diffusion equations were expressed with the concentration gradient considering permeate alone, and a concentration-dependent diffusion coefficient which includes a parameter was used. And this model was fitted with the measured permeation rates. If the permeation rate and the amount of sorption of one component were much larger than those of the other, the bulk flow term could not be negligible. The flux and selectivity were increased with increasing temperature, and with decreasing downstream pressure.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.25 no.10
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• pp.1318-1326
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• 2001

The evaporation heat transfer coefficient and pressure drop for refrigerant R-22 flowing in the plate and shell heat exchanger were investigated experimentally in this study. Two vertical counterflow channels were farmed in the exchanger by three plates of commercial geometry with a corrugated trapezoid shape of a chevron angel of 45 ° Upflow boiling of refrigerant R-22 in one channel receives heat from the hot downf1ow of water in the other channel. The effects of the mean vapor quality, mass flux, heat flux and pressure of R-22 on the evaporation heat transfer and pressure drop were explored. The quality change of R-22 between the inlet and outlet of the refrigerant channel ranges from 0.03 to 0.05. The present data showed that both the evaporation heat transfer coefficient and pressure drop increase with the vapor quality. At a higher mass flux, the evaporation heat transfer coefficient and pressure drop are higher for the entire range of the vapor quality Raising the imposed wall heat flux was found to slightly improve the heat transfer, while at a higher refrigerant pressure, both the heat transfer and pressure drop are slightly lower.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.178-178
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• 2011

군사용 장비의 전원장치, 인공위성, 해양개발용 등의 특정분야에 한정되어 이루어지던 열전물질에 대한 연구가 최근에는 에너지원의 다양화와 에너지 절약에 대한 필요성이 크게 대두됨에 따라 산업 폐열과 각종 열기관의 폐열 및 해수 온도차나 태양열과 같은 자연에너지를 이용하는 열전발전에 대한 연구로 영역이 확장되어 꾸준히 이루어지고 있다. 다양한 열전 재료 중에서 BixTey 계, BixSey 계, SbxTey 계, 혹은 이들의 합금계가 많이 연구되고 있다. 이 중에서 BixTey 계의 박막 성장 방법으로는 sputtering deposition, electrodeposition, flash evaporation, molecular beam epitaxy, chemical vapor deposition (화학적기상증착) 등이 있다. 이러한 다양한 방법들 중에서 화학적기상증착법은 양질의 두꺼운 막을 성장시킬 수 있음과 동시에 산업적인 생산에 적용될 수 있기 때문에 열전박막 증착을 위한 중요한 수단이 될 수 있을 것으로 생각되고 있다. 하지만 적절한 전구체(precursor)의 부족, tellurium (Te)의 재증발과 같은 문제점 때문에 화학적기상증착법을 이용한 BixTey 계 박막에 대한 전반적인 연구가 부족한 실정이다. 본 연구에서는 다양한 기판, 예를 들면, 실리콘(Si), 실리콘 산화물(SiO2), 백금(Pt) 등, 에 화학적기상증착법을 이용하여 BixTey 계 박막을 성장시키고, 온도와 압력 등의 조건 변화에 따른 박막의 형상과조성, 구조적 특성에 관한 연구를 진행하였다. 특히, 성장 조건에 따른 박막의 형상 연구를 통하여 성장 기구에 관한 고찰을 진행할 수 있었다. 나아가 투과전자현미경 연구를 통하여 기판과 박막의 계면 특성과 개별 결정립이 가지는 미세구조적 특성에 관한 연구를 진행하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.384-384
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• 2013

본 연구에서는 e-beam 증착을 이용하여 Al, Mg 단일 금속으로 다층형 Al-Mg 코팅층을 제조하여 특성 분석 및 내식성을 평가하였다. Al-Mg 코팅층은 99.99%의 Al, 99.9%의 Mg grain을 사용하여 E-Beam 가열을 통해 냉연강판 위에 코팅하였다. 증발물질과 기판과의 거리는 48 cm이며, 기판은 세척을 실시한 후 진공 챔버에 장착하고 ~10-5 Torr 까지 진공배기를 실시하였다. 진공챔버가 기본 압력까지 배기되면 아르곤 가스를 주입하고 기판홀더에 800 V의 직류 전압을 인가하여 약 30분간 글로우 방전 청정을 실시하였다. 기판의 청정이 끝나면 아르곤 가스를 차단하고 코팅층의 구성형태에 따라 Al 또는 Mg을 코팅하였다. 다층형 Al-Mg 코팅층은 2층에서 최대 6층까지 제조하였으며 $3{\mu}m$의 두께를 기준으로 Al과 Mg 코팅층의 두께비가 각각 1:1 과 2:1이 되도록 코팅하였다. 6층 이상에서는 코팅층의 두께 제어가 쉽지 않기 때문에 층수는 6층으로 제한하였다.다층형 Al-Mg 코팅층을 주사전자현미경으로 관찰한 결과, Al-Mg 코팅층간의 계면을 관찰할 수 있었다. 또한 글로우방전분광기로 Al-Mg 코팅층을 관찰한 결과, Al과 Mg 코팅층이 균일한 다층 구조를 형성하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 다층의 Al-Mg가 코팅된 강판을 염수분무시험을 통해서 내부식 특성을 확인하였다. Al-Mg 코팅 강판의 염수분무시험 결과, Al-Mg 코팅층의 층수가 증가할 수록 내부식 특성이 향상되는 것을 확인할 수 있었으며, 이러한 현상은 Al-Mg 코팅층이 다층으로 형성되어 있어 부식 생성물을 효과적으로 차단하여 강판의 부식을 방지한 것으로 판단된다.

• Membrane Journal
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• v.20 no.4
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• pp.342-350
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• 2010

Membrane distillation (MD) is a separation process which higher vapor pressure components are evaporated in mixed liquid solution through hydrophobic membrane with 0.1 or $0.5{\mu}m$ pore size. In this study, direct contact membrane distillation process for hollow fiber module were interpreted numerically using the "COMSOL Multiphysics" software. The variables for the system were temperatures and flow rates of lumen and shell side solutions. The permeate flux increased from 1.0 to $3.8L/m^2{\cdot}hr$ as temperature of the feed solution for lumen increased from 30 to $50^{\circ}C$. However the effect of shell solution temperature on permeate flux was relatively low. Also, the optimum velocity of lumen feed was obtained at 0.15 m/s ($Re_L=135$) by considering MD permeate flux as well as operating pressure loss.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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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.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.24 no.7
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• pp.938-944
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• 2000

Recently, micro fin tube is widely used to heat exchanger for high performance. And, as the alternative refrigerants for R-22, hydrocarbons such as R-290, R-600 and R-600a are very promising because of their low GWP and ODP. Thus, R-290 was used as working fluid in this study. Most design of heat exchanger had been based on heat transfer characteristics of pure refrigerant although refrigerant oil exists in the refrigeration cycles. So, the influence of oil on heat transfer characteristics have to be considered for investigating exact evaporation heat transfer characteristics. But, this is an unresolved problem of refrigeration heat transfer. Therefore the influence of the refrigeration oil to the evaporation heat transfer characteristics of R-290 were conducted in a horizontal micro tin tube. The mineral oil was used as refrigeration oil. The experimental apparatus consisted of a basic refrigeration cycle and a system for oil concentration measurement. Test conditions are as the follows; evaporation temperature $5^{\circ}C$, mass velocity 100 $kg/m^2s$, heat flux 10 $kW/m^2$, oil concentration 0, 1.3, 3.3, 5.7 wt.%, and quality $0.07{\sim}1.0$. When refrigeration oil was entered, oil foaming was observed at the low quality region. And, very small bubbles were observed as quality was increased. Pressure drop and heat transfer coefficient increased as the concentration of refrigeration oil increased to 5 wt.%.. The performance index of heat exchanger was the highest near 3.3 wt.%.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2017.05a
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• pp.475-481
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• 2017

In this paper, high speed camera images were used to analyze the supercritical injection behavior of liquid hydrocarbon compounds used as main components of propellant fuel. Decane and Methylcyclohexane (MCH), which have different critical points among kerosene constituents, were selected as experimental fluid and Shadowgraphy technique was used for the analysis. The difference in the temperature variation from the initial injector state of the subcritical condition until the vaporization occurs was represented by the different behaviors of Decane and MCH. However, under the Supercritical conditions, the enthalpy of vaporization near the critical point approaches zero and the phase change to the Supercritical phase occurs instead of vaporization process. In the phase change of the Supercritical system, there was no rapid density change, so the liquid state image was observed in both the Decane and MCH.

• Membrane Journal
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• v.27 no.6
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• pp.511-518
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• 2017

The membrane emulsification (ME) is a technology for producing emulsions with narrow size distribution by using the well-defined porous membranes such as the SPG membrane. In this study, the preparation of polycaprolactone (PCL) microcapsules by using the multiple emulsions obtained from membrane emulsification method is studied. After the making of $W_1/O$ single emulsions by sonication method, then $W_1/O/W_2$ multiple emulsions are formed by premix-ME method. The PCL microcapsules impregnated with BSA model drug are prepared by solvent evaporating from $W_1/O/W_2$ multiple emulsions. The effects of various parameters such as the ratio of disperse/continuous phase (D/C ratio), the concentration of PCL, emulsifier and model drug and the transmembrane pressure on the size and distribution of PCL microcapsules are investigated. The uniform PCL microcapsules with about $5{\sim}6{\mu}m$ of mean size and 26% of BSA loading are obtained by the premix membrane emulsification.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.71-71
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• 2000

본 연구에서는 차세대 마이크로파 유전체 소자로서의 응용을 목적으로 펄스 레이저 방식에 의하여 증착된 MgTiO3 박막의 전기적 특성을 종합적으로 연구 분석하였다. 이를 바탕으로 MgTiO3 박막의 유전손실 등과 같은 열화를 야기시키는 박막 내부 또는 박막과 기판간의 결함의 특성을 파악하여 열화 메카니즘을 분석하였다. MgTiO3는 마이크로파 영역에서의 우수한 유전특성과 같은 낮은 유전손실을 가지며, 온도 안정성 또한 우수하다. 현재까지 벌크 세라믹 MgTiO3 의 응용 광범위하게 연구되어 왔으나 박막의 제조공정 및 전기적 특성 분석은 미흡한 형편이다. 따라서 벌크 세라믹과는 특성이 상이한 박막의 전기적 특성분석 및 연구가 필요하다. 분석을 위한 소자의 기본 구조로서 Metal-Insulator-Semiconductor(MIS) 구조를 채택하였다. MgTiO3 박막을 증착하기 위한 기판으로는 n형 Si(100)기판과 p형 Si(100)기판을 사용하였고, Si 기판 위에 급속 열처리기 (RTP)를 이용하여 SiO2를 ~100 두께로 성장시킨 것과 성장시키지 않은 것으로 구분하여 제작하였다. MgTiO3 박막은 펄스 레이저 증착 방식(PLD)에 의하여 약 2500 두께로 증착되었으며, 200mTorr 압력의 산소 분위기 하에서 기판의 온도를 40$0^{\circ}C$~55$0^{\circ}C$까지 5$0^{\circ}C$간격으로 변화시키며 제작하였다. 상하부의 전극 금속으로는 Al을 이용하였으며, 열증발 증착기로 증착하였다. 증착된 MgTiO3 박막의 결정구조를 확인하기 위하여 XRD 분석을 수행하였으며, 박막의 전기적 특성을 분석하기 위해 Boonton7200 C-V 측정기와 HP4140P를 이용한 경우에는 C-V 곡선에 이력현상이 나타났으나, MgTiO3/SiO2를 이용한 경우에는 이력현상이 나타나지 않았고, 유전율은 감소하는 것으로 나타났다. I-V 측정 결과, 절연층으로 MgTiO3/SiO2를 이용한 경우에는 MgTiO3만을 절연층으로 사용한 경우에 비해 동일한 전계에서 낮은 누설전류 값을 가짐을 알 수 있었다. 또한 박막의 증착온도가 증가함에 따라서 C-V 곡선의 위치가 양의 방향으로 이동함을 확인하였다. 위의 현상은 기판의 종류에 관계없이 발생하는 것으로 보아 벌크 또는 계면에 존재하는 결함에 의한 것으로 추정된다. 현재 C-V 곡선의 이동 원인과 I-V 곡선의 누설전류 메카니즘을 분석 중에 있으며 그 결과를 학회에서 발표할 예정이다.