• 대한금속재료학회지
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• 제46권2호
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• pp.65-68
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• 2008

Generally CCM (cold crucible melting) is not suitable for melting glass. However, in this study we described the quantitative relationship between the basic property of glass and power balance, the power absorption in the melt, the losses in the coil and the cold crucible, for melting glass in CCM. The dependence of power balance on the applied frequency and the electric conductivity has been found. Above 300 kHz, the glass (B) contained alkali ion which has the low resistance $3.0{\Omega}{\cdot}cm$ at $900^{\circ}C$ and $1.36{\Omega}{\cdot}cm$ at $1,100^{\circ}C$ was melted easily and 60% of the overall power was absorbed in the melt and 30% and 10% of the overall power was lost in the cold crucible and coil respectively. Under the same condition, the glass (A) contained non-alkali ion was not melted easily and 50% of the overall power was absorbed in the melt and 40% and 10% of the overall power was lost in the cold crucible and coil respectively. In conclusion, the small absorbed power of the overall power in melt prevented a successful melting as for glass A, and the successful melting depends on the relative size of the absorbed power in melt irrespective of the melting volume. Hence, as typical for direct induction heating method(CCM), the successful melting strongly depended on the chosen working frequency based on electric conductivity of glass, power balance and the control of the critical power which was absorbed in melt.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 2005년도 춘계학술대회논문집
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• pp.402-405
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• 2005

부양용해 기술은 티타늄등 용해 및 주조에 어려움이 있는 기능성 금속의 용해 시 소재의 오염이나 고가의 도가니 없이 용해할 수 있는 기술로써 기계 부품 경량화 및 고강도를 위한 기술 및 신수요 창출을 위한 기반을 제공할 수 있다. 본 논문은 실기용 부양용해 cold crucible의 설계 및 제작에 앞서 실기 제작할 cold crucible에 대한 기초 자료를 바탕으로 컴퓨터 시뮬레이션을 위한 부양체를 포함한 3차원 전자기장 해석 model을 구축하여, 실제 cold crucible 설계 제작 시 다양한 형태로 활용될 수 있는 기본자료를 확보하는데 그 목적이 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.885-887
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• 2003

부양용해 기술은 티타늄등 용해 및 주조에 어려움이 있는 기능성 금속의 용해 시 소재의 오염이나 고가의 도가니 없이 용해할 수 있는 기술로써 기계 부품 경량화 및 고강도를 위한 기술 및 신수요 창출을 위한 기반을 제공할 수 있다. 본 논문은 실기용 부양용해 cold crucible의 설계 및 제작에 앞서 모사 cold crucible에 대한 기초 자료를 바탕으로 컴퓨터 시뮬레이션을 위한 3차원 전자기장 해석 model을 구축하여, 모사 모델과의 측정값과 전자장 해석결과를 비교하여, 실제 cold crucible 설계 제작시 다양한 형태로 활용될 수 있는 기본자료를 확보하는데 그 목적이 있다.

• 한국주조공학회지
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• 제25권3호
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• pp.115-122
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• 2005

In the present study, an EMC (Electromagnetic Casting) process, using a segmented Cu cold crucible under a high frequency alternating magnetic field of 20 kHz, was practiced for the fabrication of poly-crystalline Si ingot of 50 mm diameter. The effects of Joule heating and electromagnetic pressure in molten Si were systematically investigated with various processing parameters such as electric current and crucible configuration. A preliminary experimental work was initiated with the pure Al system for the establishment of a stabilized non-contact working condition, and further adapted to the semiconductor-off-grade Si system. A commercialized software such as Opera-3D was utilized in order to simulate electromagnetic pressure and Joule heating. In order to evaluate the meniscus shape of the molten melts, shape parameter was used throughout the research. A segmented graphite crucible, which was attached at the upper part of the cold crucible, was introduced to enhance significantly the heating efficiency of Si melt keeping non-contact condition during continuous melting and casting processes.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권4호
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• pp.1206-1212
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• 2022

Cold-crucible induction melting (CCIM) technology has been intensively studied as an advanced vitrification process for the immobilization of highly radioactive waste. This technology uses high-frequency induction to melt a glass matrix and waste, while the outer surface of the crucible is water-cooled, resulting in the formation of a frozen glass layer (skull). In this study, for the fabrication of borosilicate glass waste form, CCIM operation test with 60 kg of glass per batch was conducted using surrogate wastes composed of Cs, Sr, and Nd as a representative of highly radioactive nuclides generated during spent nuclear fuel management. A 60 kg-scale glass waste form was successfully fabricated through melting and draining processes using a CCIM system, and its physicochemical properties were analyzed. In particular, to enhance the controllability and reliability of the draining process, an air-cooling drain control method that can control draining through air-cooling near drain holes was developed, and its validity for draining control was verified. The method can offer controllability on various draining processes, such as molten salt or molten metal draining processes, and can be applied to a process requiring high throughput draining.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권1호
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• pp.24-31
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• 2019

사파이어 단결정을 성장시키는 기존 합성방법들의 원료충진율을 높이기 위한 방법으로 스컬용융법을 사용하여 $Al_2O_3$ 파우더를 용융시켰다. 냉각도가니 크기는 내경 24 cm, 내부 높이 30 cm로서 2.75 MHz 발진주파수에서 15 kg의 $Al_2O_3$ 파우더를 1시간 내에 모두 용융시켰으며, 3시간 동안 융액상태로 유지 후 자연냉각 시켰다. 냉각된 잉곳의 부분별 면밀도 및 성분은 SEM-EDS를 통해 분석하였다. 잉곳의 면밀도 및 $Al_2O_3$ 함량은 고주파유도가열 시 냉각도가니 내부에 형성되는 온도 분포와 관련이 있으며, 온도가 높게 형성되었던 부분이 면밀도 및 순도가 높게 나타나는 경향을 보였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제16권4호
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• pp.141-148
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• 2006

스컬용융법은 생산원가가 낮고 crust의 재사용으로 수율이 좋아 양질의 산화물단결정성장 및 대량생산에 좋은 방법이다. 본 연구에서는 루틸단결정을 스컬용융법에 의해 성장시켰으며, 서로 다른 성장조건에서의 ingot특성을 비교하였다. 좋은 품질의 루틸 ingot 성장을 위한 조건은 직경 12, 높이 14cm 도가니 사용, 3000pF의 tank condenser 용량, 2.84 MHz의 주파수, 9시간의 용액유지시간, 2mm/h의 성장속도였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2001년도 춘계학술발표회요약집
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• pp.226.2-226
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• 2001

• 한국결정성장학회지
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• 제19권4호
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• pp.190-195
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• 2009

스컬용융법에 의해 Na사규소운모를 합성하였다. $Mg_3(OH)_2Si_4O_{10}:Na_2SiF_6:SiO_2=8.3:24.8:66.9$ mol% 비율로 혼합한 출발원료를 ${\phi}13{\times}H14cm$의 냉각도가니에 채우고 2.84MHz 출력주파수의 고주파발진기를 이용하여 가열하였다. 원료는 융액상태에서 1시간 유지하였으며 도가니 내에서 냉각시켰다. 운모의 비저항은 추정하였으며, 원주모양과 판상으로 합성할 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제15권5호
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• pp.175-181
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• 2005

스컬용융법에 의해 루틸 단결정들을 성장시켰으며, 서로 다른 융액의 유지시간에 따른 ingot의 특성을 비교하였다. 스컬용융법은 교류전자기장(RF)에 의해 전기가 흐르는 융액의 직접유도가열에 근거하며, 가열은 RF 에너지의 흡수로 실행된다. $TiO_2$는 상온에서는 부도체이지만 온도가 올라갈수록 전기 전도성이 증가한다. 따라서, 초기 RF 유도가열을 위해 티타늄 금속 링(외경 : 6cm, 내경 : 4cm, 두께 : 0.2cm)을 $TiO_2$ 분말(아나타제상, CERAC, 3N)내부에 묻었다. 스컬용융법에 의한 산화물 용융에서 매우 중요한 것은 융점에서의 전기 저항 값, RF generator의 주파수 그리고 냉각도가니 크기이다. 본 연구에서는, $TiO_2$의 융점에서의 전기저항$(10^{-2}\~10^{-1}\;{\Omega}{\cdot}m)$은 알루미나$(10^{-1}\;{\Omega}{\cdot}m)$의 지르코니아$(10^{-3}\;{\Omega}{\cdot}m)$의 전기저항 데이터를 바탕으로 추정하였다. 냉각도가니의 내부직경은 11cm, 높이는 14cm였으며, 이것은 침투깊이$(0.36\~1.13cm)$와 RF generator 주파수를 고려하여 결정하였다