• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.374-375
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• 2013

Al/Ni 나노 멀티 포일은 상온에서 외부 방전 및 촉발에 따라 급속한 자기 발열 반응이 일어나는 특성을 보여, 외부 촉발을 통해 상온에서 온도를 높일 수 없는 접합이나 마이크로 수준의 미세 접합이 가능한 접합재료로서 활용이 상당히 기대되는 재료이다. 본 연구에서는 스퍼터링법을 이용하여 한 층이 20 nm 이하에서 Al과 Ni의 혼합 기준을 달리한 Al/Ni 나노 멀티 900층을 제조와 제조된 반응성 포일이 자기 발열 반응에 따른 미세구조에 대해 조사하였다. 박막의 증착은 3~10 mTorr의 공정압력 으로 Al 타겟 전류 1.7 A, Ni 타겟 전류 1.4 A로 하여 증착시간을 조절하여 제조하였다. SEM과 EDX를 통하여 Al/Ni 나노 멀티 포일의 성장구조와 각 원소의 함량을 조사하였다. XRD 미세결정구조 분석은 제조된 반응성 포일과 외부 촉발시킨 후 자기 발열 반응에 의해 형성되는 혼합 상에 대한 조사를 실시하였다. 혼합기준이 1:1의 Al/Ni 나노 멀티 포일에서 약 $980^{\circ}C$의 발열이 발생하는 것을 Pyrometer를 통해 측정하였으며, 자기 발열 반응 후의 혼합 상은 AlNi이 형성되었다. Ni rich 포일에서는 약 $730^{\circ}C$의 발열이 발생하였고, 혼합상으로 주로 AlNi이 형성되었고 Al3Ni2도 나타났으며, 반응에 참여하지 못한 Ni이 남아있는 것을 관찰하였다. Al rich 포일에서는 약 $720^{\circ}C$의 발열과 함께 AlNi, $AlNi_3$이 형성되었고 반응에 참여하지 못한 Al이 미세하게 나타났다.

• 한국광학회지
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• 제7권4호
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• pp.348-356
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• 1996

기체의 순간 온도를 측정할 수 있는 펄스 레이저를 사용한 이동형 CARS 분광기를 제작하였다. 이 분광기의 측정 프로그램은 측정한 스펙트럼으로 부터 온도를 얻기 위하여 8가지의 빠른 온도 계산법과 최소제곱법을 포함하고 있다. 빠른 온도 계산법 중 두 가지는 최소제곱법 보다 계산 시간은 훨씬 덜 걸리면서 온도의 분산이 작은 측정 결과를 준다. CARS 온도의 정밀 정확도는 복사온도계를 기준으로 흑연관 흑체로에서 측정하였다. 1000K부터 2400K의 온도 영역에서 정확도는 .+-.2% 이내이고 정밀도는 가장 정밀한 결과를 주는 빠른 온도 계산법을 적용할 때 1600K에서 .+-.35K이다. 순간 온도 측정의 적용 예를 보이기 위하여 이 분광기를 정해진 조건에 있는 난류 연소의 측정에 적용하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제26권1호
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• pp.71-81
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• 2009

Die steel for plastic molding were used as mold material of automobile parts and electronic component industry. The material of this paper has superior to mechanical properties, such as repair weldability, corrosion resistance and high temperature strength, required mold parts for semitransparent. Laser-induced surface hardening technology is widely adopted to improver fatigue life and wear resistance via localized hardening at the surface of mold parts. The objective of this research work is to investigate on the characteristics of surface hardening of the laser process parameters, such as beam travel speed, laser power and defocsued spot position, for the case of die steel for plastic molding. Lens for surface hardening of large area is plano-convex type with elliptical profile to maintain uniform laser irradiation. According to the experimental results, large size of hardened layer at the surface of die steel for plastic molding was achieved, and microstructure of this layer was lath martensite. Optimal surface status and mechanical property of hardened layer could be obtained at 1095Watt, $0.25{\sim}0.3m/min$, 0mm (focal length: 232mm) for laser power, beam travel speed, and focal position. Where, heat input was $0.793{\times}10^{3}J/cm^2$, and width of hardened layer was 27.58mm.

• 한국레이저가공학회지
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• 제9권2호
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• pp.23-30
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• 2006

Silicon Nitride $(Si_3N_4)$, which is widely used in a variety of applications, is hard-to-machine due to its high hardness. At high temperature (e.g. above $1000^{\circ}C)$, however, the machinability can be greatly improved. In this work, we used a $CO_2$ laser with a high absorptivity to $Si_3N_4$ of 0.9 to locally heat the surface of a rotating $Si_3N_4$ rod on a lathe. In order to examine the effects of the laser-assisted heating on hardness, an $Si_3N_4$ rod is heated to temperatures from 900 to $1800^{\circ}C$ and is rotated at speeds from 440-900 rpm in experiments. When the rod is naturally cooled to room temperature, we measured the Vickers hardness (Hv); and observed the surface of HAZ using a scanning electron microscopy (SEM). Energy dispersive spectroscopy (EDS) was used for ingredient analysis. Results showed that when heated at $1600^{\circ}C$, the hardness of $Si_3N_4$ decreased from 1500 Hv to 1000 Hv. Also, in order to predict the depth of HAZ, we numerically analyzed the laser-assisted heating of $Si_3N_4$.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.54-54
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• 2018

To optimize the deposition parameters of diamond films, the temperature, pressure, and distance between the filament and the susceptor need to be considered. However, it is difficult to precisely measure and predict the filament and susceptor temperature in relation to the applied power in the hot filament chemical vapor deposition (HFCVD) system. In this study the temperature distribution inside the system was numerically calculated for the applied powers of 12, 14, 16 and 18 kW. The applied power needed to achieve the appropriate temperature at a constant pressure and other conditions was deduced, and applied to actual experimental depositions. The numerical simulation was conducted using the commercial computational fluent dynamics software, ANSYS-FLUENT. To account for radiative heat-transfer in the HFCVD reactor, the discrete ordinate (DO) model was used. The temperatures of the filament surface and the susceptor at different power levels were predicted to be 2512 ~ 2802 K, and 1076 ~ 1198 K, respectively. Based on the numerical calculations, experiments were performed. The simulated temperatures for the filament surface were in good agreement with experimental temperatures measured using a 2-color pyrometer. The results showed that the highest deposition rate and the lowest deposition of non-diamond was obtained at a power of 16 kW.

• 한국레이저가공학회:학술대회논문집
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• 한국레이저가공학회 2006년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.16-24
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• 2006

Silicon Nitride ($Si_3N_4$), which is widely used in a variety of applications, is hard-to-machine due to its high hardness. At high temperature (e.g. above $1000^{\circ}C$), however, the machinability can be greatly improved. In this work, we used a $CO_2$ laser with a high absorptivity to $Si_3N_4$ of 0.9 to locally heat the surface of a rotating $Si_3N_4$ rod on a lathe. In order to examine the effects of the laser-assisted heating on hardness, an $Si_3N_4$ md is heated to temperatures from 900 to $1800^{\circ}C$ and is rotated at speeds from 440-900 rpm in experiments. When the rod is naturally cooled to room temperature, we measured the Victors hardness (Hv): and observed the surface of HAZ using a scanning electron microscopy (SEM). Energy dispersive spectroscopy(EDS) was used for ingredient analysis. Results showed that when heated at $1600^{\circ}C$, the hardness of $Si_3N_4$ decreased from 1500 Hv to 1000 Hv. Also, in order to predict the depth of HAZ, we numerically analyzed the laser-assisted heating of $Si_3N_4$.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.116-121
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• 2010

n-dodecane 연료 액적의 고온면 점화특성을 파악하기 위해 본 연구에서는 공기의 공급과 제어가 가능한 실험실 규모의 실험 장치를 제작하였다. 표면온도는 적외선 측정법에 의해 계측되었으며 적외선 측정법에 의해 계측된 온도는 k-type 열전대에 의해 측정된 온도와 비교하여 $10^{\circ}C$ 이내의 오차를 보였다. 각 공기 공급유량에 대하여 약 400회의 점화실험이 수행되었으며 점화실험결과로부터 점화확률 분포와 최소 점화온도에 관한 결과를 얻었다. 공기 공급유량이 3.0lpm인 경우를 제외하고 냉염과 열염 점화특성을 보였으며 공기 공급유량에 따라 냉염점화가 일어나는 온도범위가 큰 차이를 보였다. 실험결과 n-dodecane 연료의 최소고온면점화온도(MHSIT)는 공기공급 유량이 0.5lpm인 경우에 대하여 약 $300^{\circ}C$를 나타냈다. 본 연구에서는 외기조건에 따른 점화특성을 파악함으로써 초기 발화 메커니즘을 이해하고 조기화재 진압을 위한 시스템 설계의 기초적 자료로 활용된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.443-443
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• 2014

CIS 박막을 제조하기 위한 방법으로 셀렌화(selenization)방식, MOCVD방식, 동시진공증발(co-evaporation)방식, 전착(electrodeposition)방식 등이 있으나, 이러한 방식을 이용하여 CuInSe2 박막을 제조하는 경우 어떤 방법으로든 다원화합물의 조성 및 결정성을 조절하기가 매우 어려운 단점이 있었다. 기판의 온도를 일정 온도로 유지하도록 하고, 증발원을 가열하여 이에 내포된 물질(이원화합물 또는 단일원소)을 증발시켜 기판에 증착이 이루어지도록 하거나, 기판의 온도를 승온시키고 구리 이원화합물을 내포한 증발원을 가열해 물질을 증발시켜 기판에 증착이 이루어지도록 하는 방법으로 기판에 박막이 형성되도록 한다. 기판의 대면적화로 인해 균일한 박막의 형성이 어려워지고 있으며, 이중 15% 이상의 고효율을 보인 방법은 3-stage process를 이용한 동시진공증발방식으로, Cu, In, Ga, Se 등의 각 원소를 동시에 진공 증발시키면서 조성을 조절하여 태양전지에 적절한 전기적, 광학적 특성을 가지는 Cu(In,Ga)Se2 (CIGS)박막을 증착시키는 방법이다. 일반적으로, 실험실에서 연구되고 있는 장비의 구조는 증발원이 아래에 장착되어서 상향 증착되는 방식이다. 본 연구에서 사용된 장비는 하향 증발원이 측면에 장착되어서 하향 증착되는 방식으로 구성하였다. 증착되는 면방향으로, 적외선온도계(pyrometer)가 설치된 시창(viewport)의 오염 등으로 인하여, 지속적인 공정이 이루어지기 힘든 점을 개선하여 증착기판의 후면에 적외선 온도계를 설치하여 기판의 온도변화를 감지하여 공정에 반영할 수 있도록 하였다. 본 연구에서는 하향식 진공 증발원, 기판후면 온도모니터링모듈 등을 개발 장착하여, CIGS 박막을 제조하였으며, 버퍼층은 moving 스퍼터링법으로 ZnS를 증착하였고, 투명전극층은 PLD(Pulsed Laser Deposition)를 이용하여 제조하였다. 가장 높은 광변환효율을 보인 Al/ZnO/CdS/Mo/SLG박막시료는 유효면적 $0.45cm^2$에 광변환효율 15.65 %, Jsc : $33.59mA/cm^2$, Voc : 0.64 V, FF : 73.09 %를 얻을 수 있었으며, CdS를 ZnS로 대체한 Al/ZnO/ZnS/Mo/SLG박막시료는 유효면적 $0.45cm^2$에 광변환효율 12.45 %, Jsc : $33.62mA/cm^2$, Voc : 0.59 V, FF : 62.35 %를 얻을 수 있었다.