• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.356-356
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• 2011

챔버 내부의 압력은 gauge가 달려 있는 몇몇 지점에만 국한되어 읽을 수 있었기 때문에 gauge를 이용한 압력 측정을 통해 보다 상세한 진공도를 구하기란 쉽지 않다. 챔버 내부의 압력은 빔 운전에 적합한 초고진공을 유지하여야 하고, 균일하여야 하므로 신뢰 할 수 있는 방법으로 진공도를 정확히 계산해 볼 필요가 있다. 그리하여 압력에 영향을 미치는 여러 가지 진공 시스템 내부의 요소인 Outgassing, 배기속도, 컨덕턴스, 압력 등을 mass balance equation을 이용해 수식화 하여 정리한다. 이 수식을 가지고 FEA(Finite element analysis)프로그래밍을 이용해 진공도를 계산한다. FEA 프로그래밍에 쓰이는 프로그램은 Matlab, excel을 이용하였다. 이 프로그래밍 결과에 따라 Pressure Profile을 작성 하고, 시간이 변함에 따라 진공도가 어떻게 변하는지 실제로 계산하여 time constant를 구한다. 이 값들을 챔버를 가지고 측정한 데이터와 비교하여본다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.114.1-114.1
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• 2013

우주궤도환경은 고진공 환경이며, 태양복사열에 의한 고온환경 및 극저온환경이 반복되는 가혹한 환경이다. 위성체의 성공적인 임무 수행을 위해 지상에서 철저한 우주환경시험을 거쳐 기능 및 작동상태를 점검해야 하며, 이를 위해서는 $10^{-6}$ Torr 이하의 고진공 및 $-180^{\circ}C$ 이하의 극저온 모사가 가능한 열진공챔버와 같은 우주환경모사장비가 반드시 필요하다. 한국항공우주연구원에서는 다양한 크기의 열진공챔버를 보유, 가동 주이며, 챔버 내부의 진공도를 측정하기 위한 진공게이지의 교정을 매년 실시하고 있다. 또한 교정기관을 통한 교정 이외, 보유하고 있는 표준챔버를 이용한 자체 교정을 실시하여, 진공도의 신뢰성 점검 및 보증을 하고 있다. 본 논문에서는 표준챔버를 이용한 고진공게이지 교정 방법을 소개하며, 다년간의 교정결과를 검토하여 교정주기에 대한 견해를 기술하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.120.1-120.1
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• 2013

우주 궤도환경은 $10^{-5}$ torr 이하의 고진공 및 $100^{\circ}C$의 고온과 $150^{\circ}C$이하의 극저온 환경으로 특징지어지며, 위성체 및 위성체 부품은 이와 같은 우주 궤도환경에서의 성능검증이 필수적이다. 지상에서 이와 같은 환경을 모사하기 위해서는 열진공챔버가 사용되며, 열진공 챔버는 진공배기계와 열제어 시스템으로 구성된다. 특히 위성체 또는 위성부품의 열환경을 모사하기 위해 기체 질소를 이용한 폐회로 열제어 시스템이 사용된다. 폐회로 열제어 시스템은 슈라우드, 극저온 블로워, 히터 등으로 구성이 된다. 열제어 시스템의 신뢰성을 높이기 위해서는 핵심 부품인 극저온 블로워의 이중화가 필요하다. 본 논문에서는 위성체 및 위성체 부품의 열진공 시험에 사용되는 열진공 챔버 열제어 시스템의 핵심인 극저온 블로워의 이중화를 위한 기구 설계 및 제어로직 설계 등이 포함되어 있다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제15권4호
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• pp.163-176
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• 2012

진공 수포화 과정에서 진공시간과 진공압력을 달리하면서 진공시간 및 압력이 유효공극률 산정에 미치는 영향을 살펴보았다. 시멘트와 모래의 무게비가 1대1인 3개의 시멘트 시험편과 100% 시멘트 모르타르 3개 등 총 6개 시험편을 이용하여 진공 압력을 2, 4, 6, 8, 10 torr, 진공시간을 20, 40, 60, 80, 100분으로 달리하며 측정되는 유효공극률을 비교하였다. 평균 약 25%와 40%로 비교적 큰 유효공극률을 갖는 시멘트 시험편에 대하여 진공압력이 10, 6, 2 torr 일 때 진공시간이 100 ~ 20 분으로 변화하는 3개 시험군 끼리의 결과를 비교하면, 절대편차의 평균값이 0.6%에서부터 0.5%, 0.2%로 작게 나타났다. 진공시간이 100, 60, 20분일 때 진공압력을 각각 2 ~ 10 torr로 변화시키면서 수행한 실험군 끼리의 유효공극률을 비교해도 진공시간이 짧아지면 절대편차의 평균값이 커지는 경향이 있었다. 이로부터 진공압력/진공시간에 관한 국제암반역학회(ISRM) 표준(제안)시험법의 "6 torr 이하/1시간 이상"의 단서로 유추할 수 있었다. 동일한 진공압력에서 진공시간이 20분씩 줄어들 때의 효과와 동일한 진공시간일 때 진공압력이 2 torr씩 낮아질 때의 효과를 정성적으로 밖에 확인할 수 없었는데 그 이유로 습식진공으로 포화된 시험편 내 수분이 $105^{\circ}C$ 오븐 내에서의 건조과정 후에도 완전히 건조되지 않아서 시험편의 초기 함수정도를 동일하게 할 수 없기 때문임을 밝혔다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.150-150
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• 2013

Organic Light Emitting Diode (OLED)에 사용되는 유기발광재료 9,10-di(2-naphthyl)anthracene (ADN)의 상평형 특성을 저진공에서 고진공 조건에 따라 연구하였다. ADN재료의 지속적인 가열과 압력제어가 가능한 진공시스템에서 진공도를 변화시키면서 ADN재료의 온도변화에 따른 상전이 현상을 확인하였다. 본 연구장비의 신뢰성평가를 위하여 상압에서 기존의 Differential Scanning Calorimetry (DSC) 열분석으로 측정한 ADN의 melting point와 비교하였고 각각의 진공조건에서 3회 반복 측정하여 장비신뢰성을 검증하였다. 연구결과, 0.1 Torr에서부터는 상압의 경우와 달리 ADN이 승화하는 것을 확인하였고, 예상대로 진공도가 높아질수록 상전이가 시작되는 온도가 낮아지는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과는 기존의 DSC열분석으로는 확인할 수 없었던 고진공에서의 유기재료의 상전이 현상을 관측하였다는데 큰 의미가 있다. 향후, 이러한 방법을 활용한 고진공에서의 유기재료의 상전이 특성 관측은 유기재료를 이용한 진공 증착공정방법의 최적화와, 다양한 유기재료의 열안정성 특성 파악에 도움이 될 것으로 기대가 된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.38-38
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• 1999

KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) 핵융합 실험 장치의 진공용기 및 진공용기 내부의 플라즈마 대향 부품들은 초고진공 (5$\times$10-9 Torr)의 달성을 위해 진공용기 내부의 이물질(H2, H2O, CO, CO2, CH4 등) 제거를 목적으로 SS316LN인 진공용기는 25$0^{\circ}C$, 탄소 물질인 플라즈마 대향부품은 35$0^{\circ}C$ 정도까지 가열(이하 베이킹)할 필요성이 있다. 이 가열방법으로 고온 질소가스를 진공용기 이중벽 사이로 흘려주는 방식과 코일에 저주파 교류전류를 흘려 진공용기를 유도가열하는 방식이 고려되고 있는데, 유도가열방식은 최대 유도 전력이 70kW 정도로 실제 베이킹에 필요한 열량을 공급하는데 있어 적잖이 부족하며 또 국부적인 가열 특성으로 인하여 KSTSR의 베이킹 방식은 전자의 가열방식을 우선적으로 채택하고 있다. 본 논문에서는 0-차원 해석을 통하여 진공용기와 플라즈마 대향 부품들에 대한 베이킹 계획을 결정하고 이를 만족시키기 위해 투입해야 할 열량을 직선적으로 증가하는 온도 곡선에서 각 부분의 온도 상승률을 다르게 설정한 세 경우와 F-자 형태로 변화하는 온도 곡선의 경우에 대해 각각 적용하여 시간에 따른 필요열량을 비교.검토하였으며, 이를 근거로 안정적인 베이킹 계획을 선정하였고 이 베이킹 계획의 실현을 위해 투입해야 할 고온 질소가스의 유량과 온도 도달시간까지 매 시간에서의 가스온도를 산출하였다. 토러스 형상의 토카막 진공용기와 플라즈마 대향 부품 및 다층단열재에 대한 해석 모델은 길이가 유한한 0-차원 실린더 모델로 가정하였고, 이에 대한 기하학적 성질 및 열역학적 성질은 유효계수를 고려하여 산출하였다. 진공용기 이중 벽 내부로 흐르는 질소가스의 유량과 온도의 계산은 진공용기 내벽과 외벽을 각각 독립적인 열전달 요소로 가정하여 구성한 모델을 이용하였다. 전체 해석에서 각 열전달 요소의 비열 값은 온도에 따라 변화하는 비열의 특성을 반영하였으며. 진공용기와 플라즈마 대향 부품의 방사율(emissivity)은 앞서 가정했던 각 온도 상승 곡선에 대해서 각각 0.1, 0.2, 1.3의 경우를 가정하여 계산하였다. 직선적으로 증가하는 온도 상승 곡선중 2$0^{\circ}C$/hr의 온도상승율을 갖는 경우가 다른 베이킹 시나리오 모델에 비해 효과적이라 생각되며 초대 필요 공급열량은 200kW 정도로 산출되었다. 실질적인 수치를 얻기 위해 보다 고차원 모델로의 해석이 필요하리라 생각된다. 끝으로 장기적인 관점에서 KSTAR 장치의 베이킹 계획도 살펴본다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.45-45
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• 2000

PDP, FED, 그리고 VFD와 같은 마이크로 전자디스플레이 장치를 제작하기 위한 가장 중요한 기술중에 하나인 패널 내를 고진공으로 만드는 것과 초기의 진공을 유지하는 것이다. PDP 디스플레이는 전면판과 후면판으로 구성되어 있다. 전면판은 ITO전극, 절연체 그리고 MgO보호막으로 구성되어 있으며, 후면판은 어드레스 전극, 반사층, 격벽, 그리고 형광체층이 있다. 기존의 방식은 대기에서 프릿 글라스를 이용하여 두 장의 유리를 봉입하고, 후면판 모서리 부분에 있는 구멍에 배기 글라스 튜브를 붙이고, 튜브를 통해서 배기하고, 플라즈마 가스를 채우고, 최종적으로 tip-off를 한다. 이러한 기존의 방식을 통해서는 배기 컨덕턴스의 한계로 얻을 수 있는 초기 진공도에 한계가 있다. 아울러 두 장의 유리사이는 150$\mu$m 정도의 간격으로 되어 있고, 이웃한 격벽사이는 320$\mu$m 정도의 미세한 공간이 주어지는 구조가 컨덕턴스를 저하시킨다. 이와 같은 초기 진공도의 한계성을 극복하기 위한 연구로서, PDP 패널을 구성하는 두 장의 글라스를 진공 챔버내에서 IR heater를 이용하여 실장하였다. 대개 PbO, ZnO, SiO2,, 그리고 B？로 구성된 프릿 글라스를 대기에서 전면판에 dispensing하고 가소한다. 그리고 프릿 글라스가 형성된 전면판과 후면판을 loading, align 한 다음, 2 10-7torr까지 펌핑한 후 heating, holding 그리고 cooling 공정을 수행하므로 써 두 장의 유리를 실장하였다. 그러나 온도의 non-uniformity, 프릿 성분에 따라서 crack과 기포문제가 진공 실장과정에서 발생하였다. 이와 같은 문제를 개선하기 위해 프릿 글라스의 새로운 조성과 온도 uniformity를 유지하므로써, 프릿 글라스의 기포와 crack 발생없이 재현성 있게 진공 실장하였다. Leak channel 형성유무를 검증하기 위하여 챔버 자체의 펌핑 속도와 제작된 패널의 펌핑 속도를 비교하므로써, leak channel형성 유무를 평가할 수 있는 방법을 이용하였다. 이와 같은 방법을 이용하여, crack 또는 기포가 있는 패널은 leak channel을 형성하여 패널내의 진공을 유지할 수 없음을 검증하였고, crack 또는 기포가 없는 패널은 leak channel없이 패널내의 진공을 유지할 수 있음을 검증하였다. 결과적으로 진공 인-라인 실장시 가장 중요한 요인인 프릿의 변화를 분석하므로써, 고진공을 요구하는 FPD(PDP, FED, VFD)에 적합하게 적용할 수 있으며, 아울러 실장시 진공도를 개선하므로 패널내부의 오염을 최소화하여 디스필레이로서의 효율을 극대화할 수 있을 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.119.2-119.2
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• 2016

가열탈기체 처리하면 표면의 물 분자를 빠르게 탈리시켜 단시간에 배기하는 동시에 진공용기 재료 내부의 수소 확산속도를 가속하므로 처리 후 수소 기체방출도 현저하게 낮출 수 있다. 가열탈기체 후의 진공계에서는 물 분자는 일부만 남고 진공용기 재료 내부에서 확산 되어 나온 수소가 잔류가스의 대부분이 된다. 이러한 가열탈기체 처리의 효과에 대해서는 익히 알려져 있으나 정량적으로 예측하기는 쉽지 않았다. 본 연구에서는 가열탈기체 조건이 수소 확산에 미치는 영향에 초점을 맞추어, 진공용기의 재료 및 두께에 따라 목표 진공도에 도달하기 위한 가열탈기체 처리 온도와 시간의 최적 조합을 수치 해석적으로 계산하고 비교하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.227-227
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• 2013

후쿠시마 원전 사고 이후로 원전의 안전에 대한 관심이 어느때 보다 크다. 기존의 원전이 가지고 있는 위험성을 획기적으로 줄인 가속기 구동 원자로(accelerator-driven nuclear reactor)에 대한 관심 또한 매우 크다. 양성자 가속기를 이용하여 양성자를 원자로 내부에 입사시켜 핵파쇄 반응으로 중성자를 생산하는 이 시스템은, 진공을 유지하여야 하는 가속기와 진공이 필요 없는 원자로가 서로 연결되어 있어서, 연결부에 양성자빔을 통과시키고 진공은 유지시키는 윈도우가 필요하다. 이 윈도우를 중심으로 가속기 구동 원자로에 필요한 진공 기술을 살펴본다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문초록집
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• pp.322.1-322
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• 2002

국내외의 반도체 회사의 반도체 제작공정에서 여러 종류의 가스를 흡입하여 웨이퍼의 증착에 이용하게 되는데 각각의 과정에서 요구되는 진공도를 유지하기 위하여 사용되는 것이 드라이 진공펌프이다. 이때 사용되는 질소가스의 흡입압력에 의해 발생되는 진공도의 변화에 따른 진공펌프의 소음 특성을 실험을 통해 분석하였다.