• 제목/요약/키워드: Heat Forming

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바이오가스 정제 및 고질화 기술 현황 및 전망 (The Present and the Future of Biogas Purification and Upgrading Technologies)

  • 허남효;박재규;김기동;오영삼;조병학
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.172-172
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    • 2011
  • Anaerobic digestion(AD) has successfully been used for many applications that have conclusively demonstrated its ability to recycle biogenic wastes. AD has been successfully applied in industrial waste water treatment, stabilsation of sewage sludge, landfill management and recycling of biowaste and agricultural wastes as manure, energy crops. During AD, i.e. organic materials are decomposed by anaerobic forming bacteria and fina1ly converted to excellent fertilizer and biogas which is primarily composed of methane(CH4) and carbon dioxide(CO2) with smaller amounts of hydrogen sulfide(H2S) and ammonia(NH3), trace gases such as hydrogen(H2), nitrogen(N2), carbon monoxide(CO), oxygen(O2) and contain dust particles and siloxanes. The production and utilisation of biogas has several environmental advantages such as i)a renewable energy source, ii)reduction the release of methane to the atomsphere, iii)use as a substitute for fossil fuels. In utilisation of biogas, most of biogas produced from small scale plant e.g. farm-scale AD plant are used to provide as energy source for cooking and lighting, in most of the industrialised countries for energy recovery, environmental and safety reasons are used in combined heat and power(CHP) engines or as a supplement to natural. In particular, biogas to use as vehicle fuel or for grid injection there different biogas treatment steps are necessary, it is important to have a high energy content in biogas with biogas purification and upgrading. The energy content of biogas is in direct proportion to the methane content and by removing trace gases and carbon dioxide in the purification and upgrading process the energy content of biogas in increased. The process of purification and upgrading biogas generates new possibilities for its use since it can then replace natural gas, which is used extensively in many countries, However, those technologies add to the costs of biogas production. It is important to have an optimized purification and upgrading process in terms of low energy consumption and high efficiency giving high methane content in the upgraded gas. A number of technologies for purification and upgrading of biogas have been developed to use as a vehicle fuel or grid injection during the passed twenty years, and several technologies exist today and they are continually being improved. The biomethane which is produced from the purification and the upgrading process of biogas has gained increased attention due to rising oil and natural gas prices and increasing targets for renewable fuel quotes in many countries. New plants are continually being built and the number of biomethane plants was around 100 in 2009.

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터보차저 노즐 슬라이드 조인트의 정형공정에 관한 연구 (Study on the shaping process of turbocharger nozzle slide joint)

  • 김봉주;이선봉
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권1호
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    • pp.107-114
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    • 2017
  • 터보차저는 배기가스로 구동되는 엔진 과급기를 말하며, 배기에너지를 이용하여 배기통로에 연결된 터빈의 회전력을 변화시켜, 혼합 가스의 충전효율을 높여 출력과 연비를 향상 시키는 부품이다. 이러한 목적에 따라 과급을 조절해주는 것이 중요하며, 핵심 부품 중 노즐 슬라이드 조인트가 있다. 소재는 현재 오스테나이트 계 스테인리스강으로 높은 내열성과 내식성 등의 우수한 기계적 성질을 이용하고 있다. 그러나 절삭성이 나쁘기 때문에 절삭가공에 의해 복잡한 형상의 제품을 만드는데 어려운 점이 많다. 현재 노즐 슬라이드 조인트의 가공방법은 금속분말 사출성형후 치수정밀도를 위해 절삭가공을 행하고 있다. 따라서 본 연구에서는 Nitronic 60을 이용하여 터보차저 과급유량을 조절해주는 노즐 슬라이드 조인트의 제작 공정에서 절삭가공이 필요 없는 정형가공 공정을 제안하기 위하여, 기계적 특징에 영향과 연관이 있는 소결온도, 제품의 응력 및 변형률, 형상과 관련이 있는 모따기 펀치각도 및 펀치의 곡률반경을 설계변수로 선정하였다. 그에 따라 유한요소해석과 실험계획법인 다구찌법 및 SN비를 이용하여 가장 좋은 공정 조건을 제안하였다. 최종제품과 유한요소해석 결과의 상대밀도 및 정수압을 비교하여 경향이 일치함을 알 수 있었다. 따라서 다구찌법을 이용한 금속분말의 성형공정 설계에 유용하게 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

Pulling rate, rotation speed 및 melt charge level 최적화에 의한 쵸크랄스키 공정 실리콘 단결정의 O2 불순물 최소화 설계 (A Czochralski Process Design for Si-single Crystal O2 Impurity Minimization with Pulling Rate, Rotation Speed and Melt Charge Level Optimization)

  • 전혜준;박주홍;블라디미르 아르테미예프;황선희;송수진;김나영;정재학
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제58권3호
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    • pp.369-380
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    • 2020
  • 대부분의 단결정 실리콘 잉곳은 초크랄스키(Czochralski(Cz)) 공정으로 제조된다. 그러나 단결정 실리콘 잉곳을 제품화 및 태양 전지 기판으로 가공하였을 때 산소 불순물이 있는 경우 낮은 효율성을 나타내는 경향이 있다. 단결정 Si-잉곳의 생산을 위해서는 용융 Si를 녹인 다음 단결정 Si의 시드(Seed)로 결정화하는 초크랄스키(Cz) 공정을 도입한다. 용융된 다결정 Si-덩어리를 단결정 Si-잉곳으로 결정성장 될 때, 열 전달은 Cz-공정의 구조에서 중요한 역할을 한다. 본 연구에서 고품질 단결정 실리콘 잉곳을 얻기 위해 Cz-공정의 최적화된 설계를 구성하였다. 결정 성장 시뮬레이션로부터 결정성장을 위한 Pulling rate 및 Rotation speed에 최적의 변수값을 형성하기 위해 사용되었으며, 변형된 Cz-공정에 대한 연구 및 해당 결과가 논의되며 결정 성장 시뮬레이션을 사용하여 Cz-공정의 Pulling rate, Rotation speed 및 Melt charge level의 최적화된 설계로 인한 결정성장시 단결정 실리콘으로 유입되는 산소 농도 최소화를 설계하였다.

저온 경화형 초친수성 티타니아 하이브리드 졸의 제조와 친수성 특성 평가에 관한 연구 (Superhydrophilicity of Titania Hybrid Coating Film Imposed by UV Irradiation without Heat-treatment)

  • 김원수;박원규
    • 대한치과기공학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.121-131
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    • 2007
  • A preparation process's conditions of aqueous sol which contains anatase-type nano titania particles with photocatalyic properties was established by using Yoldas process, so called, DCS(Destabilization of Colloidal Solution) process in this study. And crystal size change and phase transformation of titania particles in aqueous titania sol depending on reaction conditions was investigated by a light scattering method and XRD analysis of frozen dried powders, respectively. This sol with photo catalytic nano titania particles was used to the following hydrophilic hybrid coating film's fabrication and its properties was evaluated. Subsequently, for coating film using the above mentioned aqueous titania sol, non-aqueous titania sol was prepared without any chemical additives and its time stability according to aging time was investigate. By using the above mentioned aqueous titania sol and non-aqueous sol, a complex oxide coating sol for metal and ceramic substrate and a organic-inorganic hybrid coating sol for polymer substrate was prepared and it's hydrophilicity depending on UV irradiation conditions was evaluated. As a conclusions, the following results were obtained. (1)Aqueous titania sol The average particle size of titania in formed aqueous titania sol was distributed between 20$\sim$90nm range depending on reaction conditions. And the crystal phase of titania powders obtained by frozen drying method was changed from amorphous state to anatase and subsequently transformed to rutile crystal phase and it is attributed to concentration gradient in aqueous sol. (2)Non-aqueous titania sol Non-aqueous titania sol was prepared using methanol as a solvent and a little distilled water for hydrolysis and nitric acid as a catalyst were used. The obtained non-aqueous titania sol was stable at room temperature for 20 days. Additionally, non-aqueous titania sol with addition of chealating reagent such as acethylaceton and ethylene glycol prolonged the stability of sol by six months. (3)Complex sol and hybrid sol with super hydrophilicity The above mentioned aqueous titania sol as a main photocataylic component and non-aqueous titania sol as a binder for coating process was used to prepare a complex sol used for metal, ceramic and wood material substrate and also to prepare the organic-inorganic hybrid sol for polymer substrate such as polycarbonate and polyethylene, in which process APMS(3-Aminopropyltrimethoxysilane), GPTS(3-Glycidoxypropyl-trimethoxysilane) as a hydrophilic silane compound and HEMA(2-Hydroxyethyl methacrylate) as a forming network in hybrid coating film were used. The hybrid coating film such as prepared through this process showed a superhydrophilicity below 1$10^{\circ}$ depending on processing conditions and a pencil's hardness over 6 H.

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열산화법에 의한 티타늄 임플란트의 인산칼슘 결정의 형성 능력 증진 (Improvement of Calcium Phosphate Forming Ability of Titanium Implant by Thermal Oxidation Method)

  • 황규석;안준형;이선옥;윤연흠;강보안;오정선;김상복
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권5호
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    • pp.460-466
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    • 2002
  • 티타늄 임플란트의 표면을 열산화법을 이용하여 티타늄의 표면 위에 생체활성을 갖는 $TiO_2$ 박막을 생성시켜 다양한 의료분야의 응용 가능성을 검토하였다. 시판되고 있는 순수한 티타늄 디스크를 세척 공정을 거친 후, 공기와 아르곤 분위기에서 500, 550, 600, 650, 700${\circ}C$의 온도로 10분간 각각 열산화 처리를 실시하였다. 열처리된 시편의 인산칼슘 결정의 형성 능력을 시험하기 위하여 36.5${\circ}C$의 Eagle's minimum essential medium 용액에서 15일 동안 침적시험을 행하였다. 침적하기 전과 후의 시편의 표면 형상과 표면 조성을 Field Emission-Scanning Electron Microscopy(FE-SEM)와 Energy Dispersive X-ray Spectrometry(EDS)로 각각 분석하였다. In vitro 시험에서 미세한 $TiO_2$ 결정이 생성된 박막의 표면에는 탄소가 함유된 인산칼슘 결정이 생성됨을 확인하였다.

두부 부패 미생물과 병원성 미생물에 대한 황금의 항균효과 (Antimicrobial Activities of Scutellaria baicalensis Georgi Against Various Pathogens and Spoilage Bacteria Isolated from Tofu)

  • 우인택;박경남;이신호
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.470-475
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    • 2007
  • 두부에서 분리한 부패 미생물 16균주와 6종류의 병원성 미생물에 대한 황금 에탄을 추출물의 항균활성을 조사한 결과 분리 13균주와 병원성 미생물에 대해서 항균활성을 나타내었으며, 두부 부패 미생물인 KN-4, KN-6, KN-10, KN-20에 대하여 황금 에탄을 추출물 0.05% 이상의 농도에서 성장억제 현상을 나타내었다 선발균주를 동정한 결과, KN-4, KN-6, KN-10과 KN-20 공히 Bacillus sp.로 동정되었다. 황금 에탄을 추출물은 Listeria monocytogenes ATCC 19115, Pseudomonas fluorescens ATCC 21541, Staphylococcus aureus ATCC 29273, Salmonella Typhimurium ATCC 21541, Vibrio parahaemolyticus ATCC 17802, Aeromonas hydrophila KCTC 2358에 대해 항균활성을 나타내었으며, 0.5% 이상 농도에서 성장이 억제되었다 황금에탄올 추출물은 $80^{\circ}C$에서 30min, $100^{\circ}C$에서 30 min, $121^{\circ}C$에서 15 min 열처리에 의해, 공시균주에 대한 항균활성이 다소 감소하는 현상을 나타내었으나 열처리 후에도 두부 부패미생물과 공시 병원성 미생물에 대한 항균활성은 뚜렷하게 유지되었다. 두부 부패 미생물과 병원성 미생물에 대한 황금 에탄을 추출물의 최소저해농도는 각각 0.1%와 0.5%이었다.

다공질유리의 이온교환성에 미치는 알루미나의 영향 (Effect of Alumina on the Ion-Exchange Capacity of Porous Glasses)

  • 김병호;이덕열;김성길
    • 한국세라믹학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.251-260
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    • 1988
  • $10Li_2O$.$(90-x)B_2O_3$.$xSiO_2$ 기초유리에 $Al_2O_3$ 또는 $MoO_3$를 첨가한 유리를 열처리한 후 열수 또는 산처리하여 이온교환성 다공질 유리를 제조하였다. 그리고 $Al_2O_3$ 또는 $MoO_3$ 첨가가 분상과 양이온교환능(CEC)에 미치는 영향을 조사하였다. 이들 유리의 분상최적조건은 48$0^{\circ}C$, 10시간 열처리하였다. 분상은 $Al_2O_3$ 10mol%까지는 급격히 억제되고 그 이후에는 분상억제 효과가 완화되었다. 양이온교환능의 최대값은 $1OLi_2O$.$45B_2O_3$.$45SiO_2+7.5Al_2O_3$ 조성유리를 열수처리한 다공질유리에서 약 252meq/100g을 나타냈으며 이 유리의 세공평균반경은 약 16.3A이었다. $MoO_3$ 첨가는 분상과 용출속도를 증가시켰다. $MoO_3$첨가에 의해 다공질유리의 세공반경과 세공용적이 크게 증가하는 것으로 보아 $MoO_3$는 유리의 붕산염상중의 실리카 농도를 낮추고 용출처리중 실리카를 수용성 착체로 형성시키는 효과가 있다고 생각된다.

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레이저 열원을 이용한 보론강 및 핫스탬핑강의 용접특성에 관한 연구 (I) - 핫스탬핑 공정에 사용되는 Al-Si 코팅된 보론강의 레이저 용접특성 - (The Study on Weldability of Boron Steel and Hot-Stamped Steel by Using Laser Heat Source (I) - Laser Weldability of Al-Si Coated Boron Steel Used for Hot Stamping Process -)

  • 김종도;최소영;이수진;서정
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권12호
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    • pp.1367-1372
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    • 2014
  • 전세계적으로 환경문제에 대한 위기의식이 고조됨에 따라 운송산업 분야에서는 차체경량화를 통해 이와 같은 문제를 해결하고자 하였다. 차체경량화의 방법으로써 보론강을 $900^{\circ}C$이상의 온도에서 가열한 후, 성형과 동시에 냉각하여 1500 MPa 이상의 강도를 얻을 수 있는 핫스탬핑 공정이 제시되고 있다. 하지만 핫스탬핑 공정에 일반적으로 사용되고 있는 보론강의 레이저 용접성에 대한 연구결과는 많지 않다. 따라서 본 연구에서는 보론강의 레이저 용접특성을 조사하기 위해 레이저 매개변수에 대하여 기초적 연구를 실시하였다. 실험결과, 실드가스에 대한 매개변수의 최적의 조건은 $Q=20{\ell}/min$, ${\alpha}=40^{\circ}$, d = 20 mm, l = 0 mm이며, 맞대기 용접부의 경도는 용접부에서 마르텐사이트 형성으로 인해 급격하게 상승하였다.

Ir-RE 코팅 대비 자장여과필터방식을 이용한 비구면 유리 렌즈용 초경합금(WC)표면의 ta-C 박막 코팅 성능 개선 연구 (A Study on the Performance Improvement of ta-C Thin Films Coating on Tungsten Carbide(WC) Surface for Aspherical Glass Lens by FCVA Method Compared with Ir-Re coating)

  • 정경서;김승희
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권12호
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    • pp.27-36
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    • 2019
  • 작은 굴절률 및 높은 굴절률을 갖는 저 분산 렌즈에 대한 요구가 증가함에 따라, 높은 내열성 및 내마모성을 갖는 이형성 보호 필름에 대한 필요성이 증가하고 있다. 그러나 광학 산업은 비구면 유리 렌즈 성형에 사용되는 이형보호 필름의 제조 공정 및 품질 표준에 대한 명확한 표준을 아직 확립하지 못했다. 이 기술은 광학 렌즈를 제조하는 각 회사의 노하우로 취급된다. 본 연구에서는 FCVA (Filtered Cathode Vacuum Arc) 기반 ta-C 박막 코팅의 이온에칭, 각 소스 및 필터부의 마그네트론 및 아크 전류, 바이어스 전압의 최적화에 관한 실험을 수행하였다. 그 결과, 코팅성능 측면에서, 이리듐- 레늄 합금 박막 스퍼터링 제품 대비 필름 두께가 약 50% 얇고, 경도는 약 20%, 박막의 접착강도는 약 40 % 개선된 것으로 측정되었다. 본 연구의 박막 코팅 공정 결과는 금형 이형 박막층의 최소 기계적 특성 및 품질 확립을 위한 유리 렌즈의 개발 및 활용에 크게 기여할 것으로 사료된다.

리튬 이온 전지의 분리막으로 사용하기 위한 복합 고분자 막의 동향 (Progress in Composite Polymer Membrane for Application as Separator in Lithium Ion Battery)

  • 오석현;파텔 라즈쿠마
    • 멤브레인
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    • 제30권4호
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    • pp.228-241
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    • 2020
  • 리튬 이온 전지의 양극과 음극 사이에 물리적인 층을 만들어주는 분리막은 분리막의 품질에 따라 리튬 이온 전지의 성능을 결정함에 따라 많은 관심을 받고 있다. 일반적으로 전기화학적 안정성과 적절한 역학적 강도를 갖고 있는 폴리에틸렌과 폴리프로필렌으로 구성된 다공성 막이 리튬 이온 전지의 분리막으로 사용된다. 하지만 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 낮은 열 저항성과 젖음성으로 인해 리튬 이온 전지의 잠재력을 충분히 끌어내지 못한다. 녹는점 이상의 온도에 도달하게 되면 분리막의 구조가 변형되고 리튬 이온 전지는 단락된다. 분리막의 낮은 젖음성은 낮은 이온전도도와 부합하고, 이는 전지의 저항을 상승시킨다. 이러한 폴리에틸렌과 폴리프로필렌 분리막의 단점을 극복하고자 이중 전기방사방법, 코팅 층 도포 방법, 코어 셸 구조 형성 방법, 제지법 등 여러 가지 방법들이 연구되었다. 언급된 방법들로 합성된 분리막들은 열 저항성과 젖음성이 크게 향상되었고 유연성과 인장 강도 같은 역학적 특성도 향상되었다. 본 리뷰 논문에는 각기 다른 방법으로 형성된 리튬이온 전지의 분리막에 대해서 다루고 있다.