• Title/Summary/Keyword: 회전가열

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백색 LED증착용 MOCVD장치에서 유도가열을 이용한 기판의 온도 균일도 향상에 관한 연구

  • Hong, Gwang-Gi;Yang, Won-Gyun;Jeon, Yeong-Saeng;Ju, Jeong-Hun
    • 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.

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Flow Properties of Gelatinized Cowpea Flour Dispersion (동부 앙금 호화액의 흐름 성질)

  • 이애랑;김성곤;이신영
    • Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition
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    • v.22 no.2
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    • pp.181-185
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    • 1993
  • The effects of concentrations (6~9%), heating temperatures (80, 85, 90 and 95$^{\circ}C$) and heating methods (continuous, method A and instantaneous, method B) on the flow properties of cowpea flour (air-dried sediment) at 6$0^{\circ}C$ were studied. The gelatinized cowpea flour dispersions by method B had higher values of yield stress and consistency index but lower value of flow behavior index compared to those values of method A. The log values of consistency index were positively correlated with the concentration and heating temperature for both methods. The rate of increase in the consistency index value by method B at the same concentration was greater in all heating temperatures than that by method A.

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Developed Inherent Strain Method Considering Phase Transformation of Mild Steel in Line Heating (선상가열시 강의 상변태를 고려한 개선된 고유변형도 기반의 등가하중법)

  • Ha, Yun-Sok;Jang, Chang-Doo
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.41 no.6
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    • pp.65-74
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    • 2004
  • The inherent strain method is known to be very efficient in predicting the deformation of steel plate by line heating. However, in the actual line heating process in shipyard, the rapid quenching changes the phase of steel. In this study, In order to consider additional effects under phase transformation, inherent strain regions were assumed to expand. Also, when calculating inherent strain, material properties of steel in heating and cooling are applied differently considering phase transformation. In this process, a new method which can reflect thermal volume expansion of martensite is suggested.8y the suggested method, it was possible to predict the plate deformations by line heating more precisely.

백색 LED증착용 MOCVD 유도가열 장치에서 가스 inlet위치에 따른 기판의 온도 균일도 측정

  • Hong, Gwang-Gi;Yang, Won-Gyun;Ju, Jeong-Hun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.08a
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    • pp.115-115
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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 에피웨이퍼공정은 에피층과 기판의 격자상수 차이와 열팽창계수차이로 인하여 생성되는 에피결함의 문제로 기판과 GaN 박막층 사이에 완충작용을 해줄 수 있는 버퍼층 (Buffer layer)을 만든다. 그 위에 InGaN/GaN MQW (Multi Quantum Well)공정을 하여 고휘도 고효율 백색 LED를 구현 할 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. 본 연구에서는 유도가열방식의 유도가열히터를 이용하여 기판과 히터의 간격에 차이에 따른 기판 균일도 측정했고, 회전에 의한 기판의 온도분포와 자기장분포의 실험적 결과를 상용화 유체역학 코드인 CFD-ACE+의 모델링 결과와 비교 했다. 또한 가스의 inlet위치에 따른 기판의 온도 균일도를 측정하였다. 본 연구에서 사용된 가열원은 유도가열히터 (Viewtong, VT-180C2)를 사용했고, 가열된 흑연판 표면의 온도를 2차원적으로 평가하기 위하여 적외선 열화상 카메라 (Fluke, Ti-10)를 이용하여 온도를 측정했다. 와전류에 의한 흑연판의 가열 현상을 누출 전계의 분포로 확인하기 위하여 Tektronix사의 A6302 probe와 TM502A amplifier를 사용했다. 흑연판 위에 1 cm2 간격으로 211곳에서 유도 전류를 측정했다. 유도전류는 벡터양이므로 $E{\theta}$를 측정했으며, 이때의 측정 방향은 흑연판의 원주방향이다. 또한 자기장에 의한 유도전류의 분포를 확인하기 위하여 KANETEC사의 TM-501을 이용하여 흑연판 중심으로부터 10 mm 간격으로 자기장을 측정 했다. 저항 가열 히터를 통하여 대류에 의한 온도 균일도를 평가한 결과 gap이 3 mm일때, 평균 온도 $166.5^{\circ}C$에서 불균일도 6.5%를 얻었으며, 회전에 의한 온도 균일도 측정 결과는 2.5 RPM일 때 평균온도 $163^{\circ}C$에서 5.5%의 불균일도를 확인했다. 또한 CFD-ACE+를 이용한 모델링 결과 자기장의 분포는 중심이 높은 분포를 나타냄을 확인했고, 기판의 온도분포는 중심으로부터 55 mm되는 곳에서 300 W/m3로 가장 높은 분포를 나타냈다. 가스 inlet 위치를 흑연판 중심으로 수직, 수평 방향으로 흘려주었을 때의 불균일도는 각각 10.5%, 8.0%로 수평 방향으로 가스를 흘려주었을 때 2.5% 온도 균일도 향상을 확인했다.

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Application of Acoustic Emission Technique and Friction Welding for Excavator Hose Nipple (굴삭기용 호스 니플의 마찰용접과 음향방출기법의 적용)

  • Kong, Yu-Sik;Lee, Jin-Kyung
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.33 no.5
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    • pp.436-442
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    • 2013
  • Friction welding is a very useful joining process to weld metals which have axially symmetric cross section. In this paper, the feasibility of industry application was determined by analyzing the mechanical properties of weld region for a specimen of tube-to-tube shape for excavator hose nipple with friction welding, and optimized welding variables were suggested. In order to accomplish this object, friction heating pressure and friction heating time were selected as the major process variables and the experiment was performed in three levels of each parameter. An acoustic emission(AE) technique was applied to evaluate the optimal friction welding conditions nondestructively. AE parameters of accumulative count and event were analyzed in terms of generating trend of AE signals across the full range of friction weld. The typical waveform and frequency spectrum of AE signals which is generated by friction weld were discussed. From this study the optimal welding variables could be suggested as rotating speed of 1300 rpm, friction heating pressure of 15 MPa, and friction heating time of 10 sec. AE event was a useful parameter to estimate the tensile strength of tube-to tube specimen with friction weld.

Effect of crystal and crucible rotations on the mass transfer in magnetohydrodynamic Czochralski crystal growth of silicon (자기장이 가하여진 초크랄스키 실리콘 단결정 성장에서 질량전달에 미치는 성장결정과 도가니의 회전효과)

  • 김창녕
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.7 no.4
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    • pp.536-547
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    • 1997
  • For various angular velocities of crucible and crystal, the characteristics of melt flows, temperatures and concentrations of oxygen are numerically studied in the Czochralski furnace with a uniform axial magnetic field. Buoyancy effect due to the heating of crucible wall and thermocapillary effect due to the temperature gradient at the free surface, can be differentiably suppressed by the centrifugal forces due to the rotations of the crucible and crystal. The most important factor which yields the centrifugal forces is the rotation velocity of the crucible, that influences the fields of velocities, temperatures and concentrations. In the case that the crucible rotation velocity is not high, the rotations of the crystal gives rise to the centrifugal forces effectively.

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Rheological Properties of Rice Starches Gelatinized with Thermal or Alkali Solutions (가열 및 알칼리 호화에 의한 쌀 전분의 리올로지 특성)

  • Park, Yang-Kyun;Kim, Sung-Kon;Lee, Shin-Young;Kim, Kwan
    • Korean Journal of Food Science and Technology
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    • v.23 no.1
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    • pp.57-61
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    • 1991
  • Rheological properties of Tongjinbyeo(Japonica) and Samgangbyeo($J{\times}Indica$) rice starches gelatinized with thermal or alkali solutions were investigated with rotational viscometer(Brabender Viscotron). The two starches showed Bingham pseudoplastics behavior in $4{\sim}8%$ thermal or alkali gelatinized starch solutions. Rheological properties of thermal gelatinized starch solutions were similar between the two varieties. However, alkali gelatinized Samgangbyeo starch solutions showed higher values of yield stress and consistency index than that of Tongjinbyeo starch. The values of pseudoplasticity, yield stress and consistency index were higher in the thermal gelatinized samples than those of in the alkali gelatinized ones.

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Study on Thermal Performance of the Electric Boiler according to Screw Rotation Speed in Heating Tank (가열탱크 내부 스크류 회전속도에 따른 전기보일러의 열성능에 관한 연구)

  • Kum, Jong-Soo;Kim, Dong-Gyu;Park, Jong-Il
    • Journal of the Korean Society for Geothermal and Hydrothermal Energy
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    • v.11 no.3
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    • pp.13-19
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    • 2015
  • This study was aimed at the heating tank with a screw-rotation device for improving the thermal efficiency of electric boiler. In the proposed system, analysis items were the heater rod surface temperature variation, reaching time for set temperature and thermal efficiency. The following conclusions are obtained from this experimental study. (1) When screw speed increases, the time reaching for set temperature tended to be shorter. (2) When the rotation speed becomes 300 rpm, the surface temperature difference between the right and left heater rod decreases by 49%, from $19.7^{\circ}C$ to $9.7^{\circ}C$ in average. (3) When the rotation speed is over 250 rpm, proposed heating tank structure appeared to be effective in terms of thermal efficiency. Thermal efficiency with the rotation speed 300 rpm is improved by 3.8% compared to the case of rotation speed 0 rpm.

Numerical study of double diffusive convection due to lateral heating in a rotating annulus (회전하는 환형용기내의 옆면 가열에 의한 이중확산대류에 관한 수치해석)

  • Gang, Sin-Hyeong;Lee, Gyo-Seung;Lee, Jin-Ho
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.21 no.11
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    • pp.1422-1436
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    • 1997
  • Numerical investigations were conducted to study the convective phenomena of an initially stably stratified salt water solution with lateral heating in a uniformly rotating annulus. The method of investigation is the finite difference analysis of the basic conservation equation for an axisymmetric, unsteady, double-diffusive convection and calculation is made for R $a_{\eta}$=2*10$^{5}$ and Ta=10$^{7}$ ~ 2.5*10$^{8}$ . Formation of layered flow structure, merging process of layers, the corresponding temperature and concentration distributions, Nu variation with time are examined. Numerical results show that in each layer, the temperature profile looks 'S'-shaped and the concentration profile is uniform due to the convective mixing. At the interface between adjacent layers, the temperature changes smoothly but the concentration changes rapidly. As the effect of the rotation increases, the generation of rolls at hot wall, the formation and merging of layers are delayed. The average Nu shows the trend of conduction heat transferees the effect of the rotation increases.n increases.