• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.34 no.5
• /
• pp.515-522
• /
• 2010

The objective of this study is to investigate the air-side heat transfer characteristics of a spirally-coiled circular fin-tube heat exchanger for various geometric parameters under non-frosting conditions. The heat transfer characteristics of the heat exchanger were analyzed with respect to heat exchanger geometries, and then, the characteristics were compared with those of rectangular-plate fin-tube heat exchangers with discrete fins. The heat transfer coefficient increased with a decrease in the number of tube rows and an increase in the fin pitch. The optimum length of the L-foot was 2.7 mm. In addition, the heat transfer rate increased with a decrease in the tube pitch and the tube thickness. The heat transfer coefficient of the spirally-coiled circular fin-tube heat exchanger was 24.3% higher than that of the rectangular-plate fin-tube heat exchanger.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2008.11a
• /
• pp.415-415
• /
• 2008

수분을 첨가한 열화학기상증착으로 $850^{\circ}C$에서 길게 수직 성장한 다중벽 탄소나노튜브를 합성하였다. 실리콘 웨이퍼에 열 증착기로 Al 15 nm를 입히고 그 위에 촉매 층으로 Fe 0.5 nm 를 증착한 기판을 사용하였다. 탄소나노튜브의 성장에는 분위기 가스로 Ar을, 성장 가스로 $C_2H_2$를 사용하였다. 이들 가스를 이용한 합성 중에 약 100 ppm 전후의 수분을 첨가함으로써 탄소나노튜브의 성장 길이를 10 배 가량 증가시켰다. 이것은 합성 중의 수분 첨가로 인해 금속촉매 입자들의 활동성이 증가하였기 때문이다. 수분의 첨가량를 달리하여 합성한 탄소나노튜브의 길이와 정렬도를 관찰하기 위해 주사전자현미경 (scanning electron microscopy, SEM)을 이용하였고, 탄소나노튜브의 정확한 지름과 벽의 개수를 파악하기 위해 투과전자현미경 (transmission electron microscopy)을, 결정성을 파악하기 위해 Raman 분광기를 사용하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.35 no.2
• /
• pp.145-152
• /
• 2011

The performance of flat-tube radiators with louvered fins was numerically investigated for different tube insertion lengths. The results of numerical analysis using CFX-11 were compared with experimental results. In this study, three types of flat-tube radiators with louvered fins were considered. An experiment was conducted to validate the numerical results. Flow rate ratio (FR) and Stotal were introduced to understand the uniformity of flow distribution easily. The results of numerical analysis revealed that the heat transfer rate and pressure drop increased as the mass flow rate increased. Further, the results showed that the heat transfer rate of sample 3 with h/D = 0.5 was higher than that of the other samples. The pressure drop increased as the insertion length toward the header part increased, and the pressure drop in the case of sample 3 appeared to be the highest. The factor Stotal showed that the uniformity of the flow distribution in the case of sample 1 with h/D = 0 was higher than that in the case of the other samples.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.08a
• /
• pp.387-387
• /
• 2011

탄소 나노튜브(Carbon nanotubes, CNTs)는 육각형 모양의 구조로서 오직 탄소만으로 이루어진 소재이다. CNT는 열전도율이 다이아몬드보다 약 2배 우수하고, 전기 전도는 구리에 비해 1,000배 높으며, 강도는 강철보다 100배나 뛰어나다. CNT의 이러한 특성을 이용한 트랜지스터, 태양전지, 가스 검출을 위한 고감도 센서, 나노 섬유, 고분자-탄소나노튜브 고기능 복합체 등 많은 분야에서 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한 수직으로 성장된 탄소 나노튜브는 일반적인 재료에서는 보기 드물게 힘들게 직경이 나노 크기인 반면 길이는 수 mm까지 합성 되기 때문에 앞서 언급한 분야로의 활용이 더욱 유리하며, 그 중에서도 나노 섬유, 나노 복합체로서의 활용에 극히 유용하다. 이러한 이유로 수직 배열된 CNT 합성에 많은 연구가 집중 되고 있다. 여러 합성 방법 중 성장 변수를 비교적 용이하게 조절 가능한 열 화학 기상 증착법(Thermal chemical vapor deposition, TCVD)을 이용하여 수직 배열된 수 mm의 CNT를 합성한 연구 결과들이 보고된 바 있다. 그러나 앞선 연구결과들은 CNT의 성장속도가 느릴 뿐만 아니라 합성 시간이 길어질수록 성장 속도가 감소하는 경향을 보였다. 반면, 마이크로웨이브 플라즈마 화학 기상 증착법(Microwave plasma CVD, MPCVD)은 기존의 다른 TCVD에 비해 낮은 온도에서 CNT를 합성할 수 있는 장점을 가지며, 고출력(~600 W 이상)의 플라즈마를 사용하기 때문에 성장률이 높고 고밀도의 CNT 합성이 가능하다. 본 연구에서는 철을 촉매금속으로 사용하고 MPCVD을 이용하여 얇은 다중벽 CNT를 합성하였다. 철은 직류 마그네트론 스퍼터(D.C magnetron sputter)를 사용하여 증착하였다. 합성시 가스는 탄소 공급원인 메탄($CH_4$)과 함께 플라즈마 공급원인 수소($H_2$)를 사용하였다. 또한 산소($O_2$)의 주입 여부에 따른 CNT의 성장 속도와 성장 길이를 비교하였다. 산소를 주입하였을 때, CNT의 성장 속도와 길이 모두 크게 향상됨을 확인 할 수 있었다. 이는 촉매금속 표면의 비정질 탄소의 흡착으로 인해 활성화된 촉매금속의 반응시간을 증가시키기 때문이다. 성장된 CNT는 주사전자 현미경(Scanning Electron Microscopy, SEM)과 라만 분광법(Raman spectroscopy)을 통해 표면형상과 결정성을 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2016.02a
• /
• pp.191-191
• /
• 2016

대기압 저온 Ar 플라즈마 제트에서 발생되는 플라즈마에 대해 연구하였다. 플라즈마 제트의 본체는 주사기 바늘, 유리관 그리고 테프론 튜브로 구성되어 있다. 바늘의 앞부분은 유리관에 삽입되어 있으며 바늘의 뒷부분은 테프론 튜브와 연결되어 있다. 주사기 바늘에는 수십 kHz의 사인파를 발생시키는 DC-AC 인버터로 수 kV의 고전압을 인가해준다. 기체는 테프론 튜브를 통해 바늘의 안쪽으로 흐른다. 사용 기체는 Ar이며 유량은 3 lpm이다. 주사기 바늘형 전극의 내경은 1.3 mm, 외경은 1.8 mm, 총 길이는 39.0 mm이며 재질은 스테인레스강이다. 유리관의 내경은 2.0 mm, 외경은 2.4 mm, 총 길이는 80.0 mm이다. 자외선-근적외선 분광계를 이용하여 대기압 저온 Ar 플라즈마 제트에서 발생된 플라즈마의 분광 분석을 하였다. 플라즈마 제트에서 발생되는 플라즈마의 휘도는 대략 $10{\sim}30cd/m^2$이다. 플라즈마의 측정 위치, 플라즈마 제트의 입력 전압과 입력 전류, 기체 종류 등의 변수에 따른 분광 실험을 하였으며 이를 통해 얻은 분광 데이터를 일반적인 볼츠만 기울기법에 대입하여 플라즈마의 들뜸 온도를 측정하였다. 또한 Ar 플라즈마 제트의 분광 데이터를 수정된 볼츠만 기울기법에 대입하여 플라즈마의 전자 온도를 측정하였다. 이는 바이오-의료용 플라즈마 및 플라즈마 공정 등의 다양한 응용 분야에서 유용하게 활용할 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.08a
• /
• pp.253.2-253.2
• /
• 2013

탄소나노튜브(CNT)는 나노미터의 직경과 마이크로미터의 길이를 갖는 기하학적 구조와 우수한 전계방출 특성으로 디지털 엑스선 소스와 같은 차세대 전자소스 소자에 활용되고 있다. 본 발표에서는 고밀착성의 CNT 에미터와 진공 브레이징 공정 개발을 기초로 설계, 제작된 CNT 기반 디지털 엑스선 튜브에 대해서 논의한다. 나노 필러를 함유한 페이스트를 제조하여 캐소드 기판에 대한 CNT 에미터의 밀착성을 향상시켰으며, 진공 브레이징을 고온에서 최적화함으로써 진공 밀봉된 엑스선 튜브내의 진공도를 안정적으로 확보하였다. 유방암 진단을 위한 디지털 단층합성 시스템용으로 50 mA 이상의 고전류 엑스선 튜브를 제작함과 아울러 근접 암치료 또는 강내형 엑스선 영상용으로 6 mm 이하의 직경을 갖는 초소형 엑스선 튜브를 제작하였다. 개발된 CNT 기반 엑스선 튜브는 우수한 안정성과 신뢰성을 보이며, 에너지와 강도를 쉽게 제어할 수 있는 디지털 특성도 잘 나타냈다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
• /
• v.17 no.6
• /
• pp.576-581
• /
• 2008

High-quality double-walled carbon nanotubes (DWNTs) were synthesized without defects and amorphous carbonaceous particles by catalytic decomposition method at $800^{\circ}C$ in high yield. As-synthesized carbon materials almost consist of DWNT bundles with a diameter 12 - 20 nm.. The DWNTs rope have uniform diameter about 2 - 5 um and length up to several tens micrometer. DWNTs is inner tube diameter 0.9 - 1.5 nm and outer tube 1.6 - 2.2 nm. We investigate the crystallinity of DWNTs by TEM and Raman spectroscopy. We also found that the Fe-Mo bimetallic catalyst was active as a very efficient catalyst for the synthesis of DWNTs with the catalyst decomposition method. Our results also indicate that Tetra Hydro Furan (THF) is a very ideal carbon source for the synthesis of DWNTs.

• The Science & Technology
• /
• v.30 no.12 s.343
• /
• pp.75-80
• /
• 1997

21세기의 여명과 더불어 컴퓨터의 핵심인 반도체생산기술에는 지각을 뒤흔들 큰 변화가 예고되고 있다. 반도체칩의 선두메이커인 인텔사와 컴퓨터의 '거인' IBM사는 최근 21세기 컴퓨터혁명에 불을 지필 새로운 최첨단기술개발에 성공하는가 하면 현재보다 1만5천배나 많은 1조비트의 정보를 저장할 수 있는 양자구조의 트랜지스터모델도 개발되었다. 또21세기 초에는 탄소원자로 된 나노튜브(수십개의 원자크기 지름의 탄소분자 튜브)가 반도체 소자의 기능을 대신할 수 있는 길이 열릴 것 같다.

• Economic and Environmental Geology
• /
• v.42 no.5
• /
• pp.501-507
• /
• 2009

Ordered single-walled hollow aluminogermanate (ALGE) nano-balls(NBs) and nano-tubes(NTs) have been self-assembled from the ALGE precursors having an Al/Ge ratio of 1.33 using simple pH-control. The hollow ALGE NBs with average monodisperse diameters of 5 nm and chemistry of Al/Ge=1.5~1.6 were formed through structural assembly in the ALGE solution (Al/Ge=1.33) highly basified to pH=13(Na/Al=28~30) and followed by immediate acidification to pH=9. When the basified solution(pH=13) were acidified to pH=4, ALGE S-NTs (Short-fiber nano-tubes) with diameters of 3.3 nm, 15~20 nm in length, and chemistry of Al/Ge=2.6~2.8 were successfully synthesized. Whereas the solution was basified to pH=9, and subsequently acidified to pH=4, L-NTs(Long-fiber nano-tubes) with >100 nm in length were synthesized for the first time. The self-assembly of the hollow NBs, S-NTs, and L-NTs form the ALGE precursors can be explained by the degree of $H^+$-dissociation of the -Ge-OH inner surfaces, which was controlled by amount of $Na^+$ and pH conditions of ALGE precursor solutions. This results indicate that target forms of ALGE nanomaterials can be synthesized by simple pH controls.

• Proceedings of the Korean Society For Composite Materials Conference
• /
• 2003.10a
• /
• pp.37-41
• /
• 2003

열화학 기상합성법을 이용한 탄소나노튜브의 성장에서 촉매 금속 층의 형성 공정은 탄소나노튜브의 직경 및 길이를 제어해주는 가장 중요한 요소이다. 탄소나노튜브의 대량합성을 위해 자성유체를 이용한 촉매 금속 층의 손쉬운 형성공정을 개발하였다. 수용성 폴리비닐알코올과 마그네타이트 나노 입자들이 혼합된 자성유체를 다양한 기판에 스핀 코팅하여 촉매 금속 층을 간편하게 형성할 수 있었다. 자성유체 제조 시 혼합된 수용성 폴리비닐알코올은 자성유체용액의 점성을 증가 시켜 주었으며, 이러한 점성의 증가는 스핀 코팅 시 용액과 기판간의 접착력을 증대시켜 주었다. 또한 건조 과정 이후에도 잔류되어 탄소나노튜브 합성 공정 중에 촉매금속이 응집되는 현상을 방지 차여 균일한 입자 크기를 유지하도록 하였다. 이는 고밀도의 수직 배열된 탄소나노튜브의 성장의 직접적인 원인으로 생각된다. 또한 탄소나노 튜브의 대량 합성을 위해서 Si 기판 치에 알루미나와 금속 기판에서도 탄소나노튜브의 성장을 시도하였다.