• 한국결정성장학회지
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• 제12권6호
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• pp.311-316
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• 2002

2-step 증착법과 Bias-Enhanced Nucleation(BEN)법을 이용해 다결정 Ni 기판에 고품질의 다이아몬드 박막 합성을 연구하였다. $810^{\circ}C$에서 1시간 증착하여 soot충을 형성시킨 후 기판온도를 soot층의 형성이 억제되는 온도인 $925^{\circ}C$로 올려 5시간 증착하는 2-step법을 통해 고품질의 다이아몬드를 합성할 수 있었다. 또한, $925^{\circ}C$에서 -220V의 bias를 10분 동안 기판에 인가한 후 2시간 동안 증착하는 BEN법을 이용해 양질의 다이아몬드를 합성할 수 있었다. $925^{\circ}C$에서 bias 처리를 하지 않은 경우에는 10시간 동안 증착을 시도한 후에도 다이아몬드가 생성되지 않았다.

• 한국연소학회지
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• 제9권2호
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• pp.38-44
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• 2004

The evolution of incipient soot particles has been examined by high resolution electron microscopy (HRTEM) and elemental analyzer in ethylene-air inverse diffusion flames. Laser Induced Incandescence(LII) and laser scattering methods were introduced for examining the soot volume fraction and morphological properties in combustion generated soot qualitatively. Soot particles, collected by thermophoretic sampling, were analyzed by using HRTEM to examine the nano structure of precursor particles. HRTEM micrographs apparently reveal a transformation of condensed phase of semitransparent tar-like material into precursor particles with relatively distinct boundary and crystalline which looks like regular layer structures. During this evolution histories, C/H analysis was also performed to estimate the chemical evolution of precursor particles. The changes of C/H ratio of soot particles with respect to residence time can be divided into two parts: one is a very slowly increasing regime where tar-like materials are transformed into precursor particles (inception process) the other is an increasing region with constant rate where surface growth affects the increase of C/H ratio dominantly (surface growth process). These results provide a clear picture of a transition to mature soot from precursor materials.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.1172-1177
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• 2004

The evolution of incipient soot particles has been examined by high resolution electron microscopy (HRTEM) and elemental analyzer in ethylene-air inverse diffusion flames. Laser Induced Incandescence(LII) and laser scattering methods were introduced for examining the change of soot volume fraction and morphological properties in combustion generated soot qualitatively. Soot particles, collected by thermophoretic sampling were analyzed by using HRTEM to examine the nano structure of precursor particles. HRTEM micrographs apparently reveal a transformation of condensed phase of semitransparent tar-like material into precursor particles with relatively distinct boundary and crystalline which looks like regular layer structures. During this evolution histories C/H analysis was also performed to estimate the chemical evolution of precursor particles. The changes of C/H ratio of soot particles with respect to residence time can be divided into two parts: one is a very slowly increasing regime where tar-like materials are transformed into precursor particles (inception process) the other is an increasing region with constant rate where surface growth affects the increase of C/H ratio dominantly (surface growth region). These results provide a clear picture of a transition to mature soot from precursor materials.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.128-135
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• 2010

본 연구에서는 구획화재로부터 발생되는 화학종의 특성을 파악하기 위해서 혼합분율분석을 수행하였다. 메탄, 헵탄 그리고 톨루엔과 같은 탄화수소 연료들을 사용한 화재 실험이 ISO 9705 표준 화재실에서 수행되었으며 상층부의 두 지점에서 가스종 농도와 그을음(soot) 분율 등을 측정하였다. 미연탄화수소(UHC), 일산화탄소(CO), 이산화탄소($CO_2$), 산소($O_2$) 그리고 그을음 등의 측정된 화학종에 대한 질량분율을 혼합분율의 함수로 나타내었고, 탄화수소 연료의 이상적인 반응식에 기초한 상태 관계식과 비교 분석하였다. 혼합분율 분석은 다양한 화재 조건 및 측정 위치에서 얻은 수많은 측정데이터를 하나의 일관된 파라미터, 즉 혼합분율의 항으로 분류할 수 있게 하였다. 해석 결과를 통해 혼합분율 계산에 그을음을 고려하는 것이, 특히 헵탄이나 톨루엔과 같이 그을음 발생이 큰 연료의 경우 분석의 정확성을 향상시킴을 확인하였다.

• 한국연소학회지
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• 제15권3호
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• pp.32-39
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• 2010

An experimental study was conducted to investigate the relationship between global equivalence ratio(GER) and fire characteristics in an ISO 9705 room. Heptane fuel was burned with different fuel flow rates and doorway widths in order to force the room to be placed in different GER conditions. It was observed that after the onset of under-ventilated fire conditions, temperature and unburned fuel components such as CO and soot increased with increasing heat release rate (HRR), regardless of the doorway width. From the analysis of local mixture fraction, it was reconfirmed that the inclusion of soot production in the product composition was very important to predict accurately the chemical conditions inside the compartment, particularly for the under-ventilated fire conditions. In addition, the local equivalence ratio (LER) was directly proportional to the GER with a unit gradient regardless of doorway width when the soot production was included in the chemical products. This finding provided an important potential that the GER could be used to correlate the local thermal and chemical environment measured at the upper layer of a full-scale enclosure when soot was included.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권8호
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• pp.807-815
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• 2013

대기압에서의 층류 에틸렌 확산 화염 내 매연 생성에 대하여 부력의 영향에 대한 보다 나은 이해를 위해 0g와 1g 조건하에서 수치해석을 수행하였다. 수치해석을 위하여 가스상 메커니즘과 열 및 이송특성을 이용하였다. 매연의 생성과 성장 및 산화에 대하여 예측하기 위하여 간단한 매연 모델이 채택되었으며 이 모델은 가스상과 매연의 화학적 상호작용에 고려되었다. 수치 결과로서 보다 두꺼운 확산층과 축방향 속도의 감소로 인해 0g에서의 화염이 1g하의 화염보다 더 넓은 화염을 가진다는 알 수 있었다. 0g에서의 축방향 속도의 감소는 더 긴 체류 시간을 가지게 하고 그 결과로 더 많은 매연 체적분율을 나타나게 한다. 0g 하에서는 화염이 부력으로 인한 불안정성이 없어져 화염의 흔들거림이 사라졌다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.128-133
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• 2011

본 연구는 구획공간화재에서 화재특성과 위치에 따른 공간내부의 열유속 특성을 파악하기 위해 ISO-9705 표준화재실의 40 % 크기로 축소된 공간에서 화재 실험을 수행하였다. 열유속의 측정은 Schimit-Boelter type 열유속계를 이용하였으며 화재실의 내부와 출입구쪽의 중앙바닥면에서 열유속이 각각 측정되었다. 실험에 사용된 연료는 천연가스, 헵탄, 톨루엔, 에탄올, 폴리스틸렌 등이다. 실험결과 화재발열량과 상층부의 온도가 증가함에 따라 화재실 내부 바닥에서의 열유속이 출입구쪽에 비해 상대적으로 높게 나타났다. 또한 그을음의 생성이 많은 연료일수록 화재실 바닥면에서 열유속의 공간적인 편차가 상대적으로 크게 나타났다. 본 연구를 통해 공간내 하층부에서의 열유속 분포는 화재가 성장함에 따라 화염 및 상층부에서 방출되는 복사열과 밀접한 관계가 있고 이는 상층부의 온도뿐만 아니라 연소가스의 조성이나 그을음 농도(soot concentration), 환기조건 등과 같은 화재특성에 크게 영향을 받는다는 사실을 파악하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권3호
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• pp.29-36
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• 2019

다층·다성분 난연성 케이블의 화재시뮬레이션에서 요구되는 연소물성이 콘 칼로리미터를 통해 측정되었다. 난연성 케이블의 주요 재질에 따른 CO 및 Soot yields 그리고 연소열이 검토되었다. 케이블의 난연성능이 우수한 TFR-8(고난연성 PCV 및 XLPE 첨가), TFR-CVV-SB(고난연성 PCV 및 일반 PVC로 구성) 및 VCTF가 각각 대상으로 고려되었다. 주요 결과로서, 난연성케이블인 TFR-8과 TFR-CVV-SB는 입사 복사열유속이 25 kW/㎡에서 50 kW/㎡으로 증가됨에 따라 CO yield(y_CO) 는 각각 23% 와 16% 증가한다. 반면에 VCTF의 CO yield는 복사 열유속의 변화에 큰 영향을 받지 않는다. 마지막으로 Soot yield 및 연소열은 시스의 재질(난연성능)이 강화될수록 복사 열유속에 의한 차이가 증가됨이 확인되었다. 따라서 다양한 열유속이 공존하는 화재환경에서 난연성 케이블의 연소물성의 적용에는 상당한 주의가 요구된다.

• 한국재료학회지
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• 제5권6호
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• pp.732-742
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• 1995

다이아몬드 증착시 기판의 표면처리를 변화시켰을 때 다이아몬드의 핵생성 밀도에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 실험장치는 열 필라멘트 CVD 장치를 사용하였고, 반응가스로 메탄과 수소가스를 사용하였다. 기판의 표면 처리는 탄소 상을 기판에 증착시키는 방법, Soot에 의한 기판 표면처리, 혹연에 의한 기판 표면처리로 크게 3가지로 행하였다. 모든 경우에 핵생성 밀도가 증가하였으나 탄소 상을 증착시킨 경우와 soot에 의한 사전처리의 경우의 핵생성 밀도의 증가가 혹연에 의한 처리보다 더 현저하였다. 또한 탄소강의 증착의 경우 표면에 굴곡이 없는 매우 평탄하고 균일한 다이아몬드 막을 얻을 수 있었다. 사전증착처리 한 기판에 탄소 층을 형성시켰을 때 탄소 층과 기판과의 접착력이 약한 것을 이용하여 다이아몬드 막을 쉽게 분리시켜 free standing 다이아몬드 박막을 얻을 수 있음을 알았다.

• 열처리공학회지
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• 제37권5호
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• pp.228-236
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• 2024

Low pressure carburizing is an industrially adopted process to modify the mechanical properties of the iron surface. Since acetylene gas is used as a carbon source, it has excellent carbon absorption and uniform carburizing layer compared to other carburizing gas. The superiority of carburizing properties is determined by the selection of process parameters such as acetylene flow rate and process pressure. The the effects of the pressure of acetylene as a carburizing gas on carbon transfer and surface properties of carburized specimen. AISI 4120 steel was carburized using pure acetylene at flow rates of 10, 30 sccm and pressure conditions of 1, 5, 10, 15, 20 torr. In order to investigate the carbon behavior according to the acetylene pressure, the mass gain of carbon was measured and the abnormal structure formed on the surface was observed. With the experimental results, Abnormal layers such as soot and cementite were not observed on the surface of the carburized specimens under the 10 sccm condition, and there was no significant difference in carburizing properties according to pressure. On the other hand, as the pressure increased under the condition of 30 sccm, the cementite fraction increased, and soot was formed from 15 torr, reducing the overall hardness gradient.