• 멤브레인
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• 제30권6호
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• pp.443-449
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• 2020

본 연구에서는 CH4/CO2 혼합가스에서 CO2 분리를 위해 세라믹 중공사 접촉막 모듈(HFMC)을 이용하여 실험을 수행하였다. 고 내구성의 HFMC를 제작하기 위해, 고강도의 중공사막을 제조하여 평가하였다. 제조한 중공사막을 이용하여 HFMC를 제작하였고, 실험은 CH4/CO2 혼합 기체(30% CO2, CH4 balance)와 monoethanolamine (MEA)를 사용하였다. HFMC 운전 중 기체와 흡수제의 압력이 CO2 제거 효율에 어떠한 영향을 주는지 평가하였다. CO2 제거 효율은 기체압력이 증가함에 따라 같이 상승하였으며, CO2 흡수 flux 또한 액체유량과 함께 증가하는 추세를 보였다. 또한 CO2 흡수율이 40% 이하일 때는 흡수제가 아래쪽에서 들어가는 향류형태인 LTS-1이 흡수제가 위쪽에서 들어가는 향류형태인 LTS-2보다 CO2 제거 성능이 높았으며, 흡수율이 40% 이상일 때는 LTS-2가 LTS-1보다 성능이 높았다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.255-255
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• 2015

국제핵융합실험로(ITER)의 3대 목표 중 하나는 핵융합로 개발을 위한 삼중수소증식블랑켓 개념을 시험하고 검증하는 것이며, 이를 위해 시험증식블랑켓(TBM, Test Blanket Module) 프로그램을 마련, 각국이 참여할 수 있도록 하고 있다. 한국도 2012년 국가핵융합위원회 결정에 따라, EU, 일본, 중국, 인도와 함께 TBM 프로그램에 참여하고 있으며, 2021년 설치를 목표로 헬륨냉각 고체증식재 개념의 HCCR (Helilum Cooled Ceramic Reflector) TBM을 설계, 개발하고 있다. 한국형 TBM은 총 4개의 서브모듈과 하나의 후벽(Back Manifold, BM) 으로 구성되며, 각 서브모듈은 플라즈마와 대면하는 일차벽(First Wall, FW), 증식재와 증배재, 반사재를 담고 있는 증식영역(Breeding Zong, BZ), 냉각재 매니폴드 및 구조물 역할을 하는 측벽(Side Wall, SW) 등의 기능부품으로 구성되어 있다. 냉각재는 8 MPa, $300-500^{\circ}C$의 고온고압헬륨을 사용하고, Li2SiO4 혹은 Li2TiO4 형태의 Li 세라믹 증식재를 사용하며, 중성자 증배를 위해 Be 증배재 및 흑연 반사재를 사용한다 [1-3]. 2015년 2월 개념설계검토(CDR, Conceptual Design Review)를 위해, TBM-shield를 포함한 TBM-set 설계가 완료되었으며, 열수력, 구조, 지진, 전자기, 복합하중에 대한 평가가 진행되었다. 본 논문에서는 이 중 H/He-phase에 시험될 EM-TBM과 D-T phase에 시험될 INT-TBM에 대한 열수력 성능 결과를 소개하였다[5]. 각각의 열부하 조건은 0.17과 $0.3MW/m^2$이며, 중성자 조사는 D-T phase 에서만 고려되었다. 구조재 및 사용된 기능소재별 온도 요건을 정의하고, 성능해석 결과와 비교하였으며, 이를 통해 모든 온도 요건을 만족함을 최종 확인하였다. 이러한 온도 분포는 열응력 평가를 위해 구조해석 입력자료로 활용되었다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제24권6호
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• pp.21-27
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• 2006

This study was focused on the evaluation of the thermo-mechanical board-level reliability of Pb-bearing and Pb-free surface mount assemblies. The composition of Pb-bearing solder was a typical Sn-37Pb and that of Pb-free solder used in this study was a representative Sn-3.0Ag-0.5Cu in mass %. Thermal shock test was chosen for the reliability evaluation of the solder joints. Typical $Cu_6Sn_5$ intermetallic compound (IMC) layer was formed between both solders and Cu lead frame at the as-reflowed state, while a layer of $Cu_3Sn$ was additionally formed between the $Cu_6Sn_5$ and Cu lead frame during the thermal shock testing. Thickness of the IMC layers increased with increasing thermal shock cycles, and this is very similar result with that of isothermal aging study of solder joints. Shear test of the multi layer ceramic capacitor(MLCC) joints was also performed to investigate the degradation of mechanical bonding strength of solder joints during the thermal shock testing. Failure mode of the joints after shear testing revealed that the degradation was mainly due to the excessive growth of the IMC layers during the thermal shock testing.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제37권5호
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• pp.401-422
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• 2005

We review here research and development progress achieved in US Plasma Chamber technology roughly over the last decade. In particular, we focus on two major programs carried out in the US: the APEX project (1998-2003) and the US ITER TBM activities (2003-present). The APEX project grew out of the US fusion program emphasis in the late 1990s on more fundamental science and innovation. APEX was commissioned to investigate novel technology concepts for achieving high power density and high temperature reactor coolants. In particular, the idea of liquid walls and the related research is described here, with some detailed examples of liquid metal and molten salt magnetohydrodynamic and free surface effects on flow control and heat transfer. The ongoing US ITER Test Blanket Module (TBM) program is also described, where the current first wall/blanket concepts being considered are the dual coolant lead lithium concept and the solid breeder helium cooled concepts, both using ferritic steel structures. The research described for these concepts includes both thermofluid MHD issues for the liquid metal coolant in the DCLL, and thermomechanical issues for ceramic breeder packed pebble beds in the solid breeder concept. Finally, future directions for ongoing research in these areas are described.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.443-448
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• 2010

기능이 극대화된 초소형 전자기기를 제조하기 위해 사용되는 적층형 소자들 중, 적층 세라믹 콘덴서(MLCC: Multi Layer Ceramic Capacitor)는 휴대전화, 노트북 등에 전자회로의 평활, 안정화, 노이즈 제거, 커플링 등 다양한 용도로 사용되고 있다. 적층형 세라믹 콘덴서는 생산과정에서 압축소결된 미세 다층구조의 적층형 소자 바(bar)를 하나 하나의 칩으로 절단하여야 한다. 현재 적용되고 있는 cutting, dicing 등의 방법을 대신하여 수율의 향상을 도모하기 위해 진동절삭법을 적용하여 그 특성을 조사하였다. 유연 힌지구조를 이용한 진동 절단 구조를 설계하고 해석하여 적층형 세라믹 콘덴서의 절단에 알맞은 진동절단기구를 제안한다. 또한, 설계결과를 바탕으로 제작된 진동절단 기구의 절단가공 특성을 조사하여 기존 절단법과의 성능비교를 통해 힌지 구조를 이용한 진동 절단의 타당성을 검증하였다.

• Design & Manufacturing
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• 제10권3호
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• pp.14-19
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• 2016

Thermally or electrically conductive filler reinforced polymer composites are extensively being developed as the demand for light weight material increases rapidly in industiral applications need good conductivity such as heat sink of the electronics or light. Carbon or ceramic materials like graphite, carbon nanotube or boron nitride are typical conductive fillers with good thermal or electical conductivity. Using these conductive fillers, the polymer composites in the market show wide range of thermal conductivity from approximately 1 W/mK to 20 W/mK, which is quite enhanced considering the thermal conductivity lower than 0.5 W/mK for most polymeric materials. The practical use of these composites, however, is yet limited to specific applications because most composites are still not conductive enough or too difficult to process, too brittle, too expensive for higher conductivity. For practical use of conductive composite, the thermal conductivity required depending on the heat releasing mode are studied first for simplified unit cooling geometry to propose thermal conductivities of the composites for reasonable cooling performance comparing with the metal heat sink as a reference. Also, as a practical design for heat sink based on polymer composite, composite and metal sheet hybrid structures are investigated for LED lamp heat sink and audio amplication module housing to find that this hybrid structure can be a good solution considering all of the cooling performance, manufacturing, mechanical performance, cost and weight.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제39권11호
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• pp.34-39
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• 2002

본 논문에서는 마이크로스트립 전송선로의 유전체 기판(substrate) 내에 삽입된 EGP(Elevated Ground Plane)와 비아를 이용하는 소형의 새로운 포토닉 밴드갭(PBG：Photonic Bandgap) 구조를 제안였하고, 세라믹 기판에 적용된 최적구조를 설계하였다. 해석 결과, 제안된 새로운 PBG 구조는 기존의 평면 PBG 구조에 비해서 크기가 52.5 % 축소되었고 대역폭은 45 % 증가하였다. 그리고 접지면 식각 다층 PBG 구조에 비해서는 크기가 32 % 감소하였고 첨예도(sharpness)가 향상되었으며 차단주파수 이상에서 40 GHz까지 전력손실이 8 dB 이상 개선되었다. 따라서 본 논문에서 제안된 PBG 구조는 대역 저지 또는 저역통과 여파기로 사용할 수 있으며, 이러한 여파기 특성은 경박 단소화된 마이크로파 대역 집적회로나 모듈 개발에 효과적으로 활용될 수 있으리라 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.465-465
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• 2014

증식블랑켓모듈(TBM, Test Blanket Module)을 개발하여 왔다. 이 두 증식블랑켓모듈은 모두 헬륨냉각을 기반으로 개발 되어왔으며 이에 따라, 헬륨순환기, 헬륨히터 및 헬륨열교환기 등에 대한 기본적인 연구가 수행되었다. 이후 2012년 고체형 증식블랑켓모듈을 ITER TBM 개념으로 주도하기로 결정함에 따라, HCCR (Helium Cooled Ceramic Reflector) TBM의 보조계통인 하나인 헬륨냉각계통(HCS, Helium Cooling System)에 대한 개발이 본격적으로 이루어졌다. 한국원자력연구원에서는 HCCR TBM의 냉각성능을 만족하기 위하여 8 MPa, 1.5 kg/s 및 $300/500^{\circ}C$ (입구/출구 온도)의 운전조건을 갖는 헬륨냉각계통의 설계를 완료하였다. 설계된 헬륨냉각계통은 HCCR TBM에서 회수된 약 $450^{\circ}C$의 헬륨을 열회수기(recuperator)기와 냉각기를 통해 상온으로 냉각시킨 후, 필터를 통해 헬륨을 여과시킨다. 여과된 헬륨은 헬륨순환기에 의해 가압되어 열회수기를 다시 지나 $300^{\circ}C$ 이상으로 가열된다. 가열된 헬륨은 열회수기를 지나지 않는 상온의 헬륨과 혼합되어 최종적으로 HCCR TBM의 입구온도 조건인 $300^{\circ}C$로 맞추어 HCCR TBM에 공급된다. 이러한 열회수기 중심으로 '${\infty}$' 모양의 자가 교차로 설계된 헬륨냉각계통은 고온영역과 저온영역으로 냉각회로를 구분하여 순환기, 필터 및 각종 계측기의 운전온도 환경을 상온으로 유지시킬 수 있어 운전 및 유지보수 관점에서 이점이 있다. HCCR TBM의 헬륨냉각계통 설계 및 핵심 기기를 실증하고, 운전 경험을 쌓기 위하여 헬륨공급장치(HeSS, Helium Supply System)를 헬륨유량기준 1/3 규모(0.5 kg/s)로 구축하였으며, '14년까지 HeSS를 실증규모로 업그레이드 하기 위하여 80기압 환경에서 압축비 1.1, 유량 1.5 kg/s의 성능을 내는 헬륨순환기를 설치할 예정이다. 현재 구축된 1/3 규모 HeSS는 국내 구축된 전자빔 고열부하 시험 장비인 KoHLT-EB (Electron Beam)와 연계되어 HCCR TBM의 일차벽(플라즈마 대향부품)을 검증할 예정이며, 이를 통해 얻어진 열수력 DB는 현재 개발중인 핵융합로 안전해석코드인 GAMMA-FR 검증에 활용될 계획이다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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• pp.1158-1161
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• 2004

This paper presents structural characteristics of station class lightning arresters and electrical characteristics of manufactured ZnO varistor blocks which are usable in those arresters. Three types of station class lightning arresters were investigated and those are a ceramic arrester, a FRP tube type polymer arrester, and a FRP rod type polymer arrester. Each arrester has merits and demerits with structural characteristics. In general, polymer arresters were made of silicon rubber for housing materials, FRP tube or rod for mechanical strength, ZnO blocks for electrical characteristics, and metal parts for electrical contact and the silicon rubber, the housing materials, was directly injected to the arrester module which was assembly composed of electrodes, ZnO blocks and FRP tube or rod, and to prevent the nonlinear electric fields distribution on upper parts of arresters, the grade ring was adopted to the upper electrodes. The reference voltage, nonlinear coefficient, residual voltage, and voltage ratio of manufactured ZnO varistors are 4.90kV, 50, 9.54kV, 1.94, respectively. Compared to designed electrical characteristics, the reference voltage was low for 600v and the voltage ratio was slightly high. However, the characteristics of discharge withstand was so excellent that the mechanical destruction does not occur at the impulse current of $8/20{\mu}s$ 10kA for 100 times.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권4호
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• pp.89-93
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• 2018

1200V 이상 급의 전기자동차의 파워 모듈에 적용되는 세라믹 기판은 구동 전력으로 고전력이 인가되는 특성상 고열전도도, 고 전기절연성, 저열팽창계수, 급격한 온도 변화에 대한 저항성의 특성이 요구된다. 방열기판에 적용되는 세라믹 중 질화알루미늄과 질화규소는 그 요구를 충족하는 소재로서 고려되고 있다. 이에 따라 본 논문에서는 질화알루미늄과 질화규소의 방열기판 소재로서의 특성을 상용해석프로그램을 통해 비교하였다. 그 결과 질화규소는 질화알루미늄에 대해 각각 동일한 조건의 열을 부여하는 공정을 시물레이션으로 구현했을 때 스트레스와 휨이 덜 발생하여 더 우세한 내충격성, 내stress성을 보였다. 열전도도 측면에서는 질화알루미늄이 방열 소재로서 더 우수한 특성을 지니지만 신뢰성 측면에서는 질화규소가 더 우세함을 시물레이션을 통해 관찰하였다.