• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권8호
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• pp.4723-4728
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• 2014

본 연구에서는 1-D 해석 프로그램인 AMESim을 활용하여 열전소자와 디젤엔진을 모델링하여 이를 New European Driving Cycle (NEDC) 운전모드에서 구동시킨 자동차에서 나오는 폐열을 이용해 열전소자로 발전을 하고 이에 따른 결과를 분석해보는 연구를 수행하였다. 열전소자 모델링 시 배기폐열 회수율 및 전기 에너지 변환률 뿐만 아니라 재료적 특성을 고려하여 열전달부분에 초점을 맞추었다. 또한, 디젤 산화 촉매(DOC)를 설계하여 열전소자로 인한 폐열회수가 디젤 산화촉매 활성화에 미치는 영향과, 그 결과 배기가스의 성분별 증감을 조사하였다. 열전소자를 이용한 폐열회수는 자동차 연비개선에 도움이 되지만, 배기가스의 온도를 떨어뜨려 촉매 활성화에 영향을 미치게 되면, CO와 HC 배출이 최대 14% 증가하는 것을 관찰하였다. 따라서, 열전소자를 이용한 배기 폐열 회수 시스템 개발 시에 배기에 미치는 영향을 고려해야 한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 춘계학술회의 초록집
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• pp.11-11
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• 2010

In order to design for nano structured materials with enhanced thermoelectric properties, the alloys in the pseudo-binary $Bi_2Te_3$-PbTe system were investigated for their micro structure and thermal properties. For this synthesis the liquid alloys were cooled by water quenching method. The micro structure images were taken by using electron probe micro analyzer (EPMA). Dendritic and lamellar structures were clearly observed with the variation in the composition ratio between $Bi_2Te_3$ and PbTe. It was confirmed that a metastable compounds is $PbBi_2Te_4$ in the The $Bi_2Te_3$-PbTe system. The change in the composition increasing $Bi_2Te_3$ ratio causes to change structure from dendritic to lamellar. Seebeck coefficient of alloys 5 which the mixture rate of $Bi_2Te_3$ is 83% was measured as the highest value. In contrast, the others decreased by increasing $Bi_2Te_3$. n-type characteristics was observed at all condition except alloy 6 which $Bi_2Te_3$ ration is 91%. The power factors of all samples were calculated with Seebeck coefficient and resistivity. Also the thermal conductivity was measured by using laser flash analyzer (LFA). In this work, the microstructures and thermal properties have been measured as a function of ratio of $Bi_2Te_3$ in the $Bi_2Te_3$-PbTe system.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권4호
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• pp.432-436
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• 2015

본 연구에서는 해수를 활용하여 수동적으로 냉각되는 폴리머 히트싱크의 열성능을 전산적으로 탐구한다. 폴리머 히트싱크는 폐열회수를 위한 열전생성기의 저온면의 냉각모듈로 제안되었고, 상세한 수치연구를 위해 3차원 전산유체역학 모델링이 수행되었다. 폴리머 히트싱크의 기본 소재로 polyphenylene sulfide (PPS)와 pyrolytic graphite (PG)가 선택되었고, 전산연구는 다양한 휜 수와 휜 두께에서 PPS와 PG 히트싱크의 성능을 결정하고, 이 결과는 알루미늄 (Al)과 티타늄 (Ti) 히트싱크와 비교된다. 연구결과는 PG 히트싱크가 Ti 히트싱크 보다 3~4배 열성능이 우수함을 보이는데, 이 결과는 Ti 히트싱크보다 더 우수한 PG 히트싱크의 열확산에 기인한 것으로 보인다. 연구결과에 의하면 PG 히트싱크의 열성능에 대한 휜 수 증가의 효과가 PPS와 Ti 히트싱크 경우와는 상반됨을 보이는데, 이는 휜 수 증가에 대한 열확산, 표면적 증대, 유동저항의 상관관계로 설명이 가능하다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.308-308
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• 2012

Electrodeposition of thermoelectric materials, including binary and ternary compounds, have been attracting attentions, because its many advantages including cost-effectiveness, rapid deposition rate, and ease of control their microstructure and crystallinity by adjusting electrodeposition parameters. In this work, $Bi_xTe_y$ films were potentiostatically electrodeposited using Au/Ni(80/20 nm)/Si substrate as the working electrode in solutions consisting of 10mM $TeO_2$ and 1M $HNO_3$ where $Bi(NO_3)_3$ was varied from 2.5 to 10 mM. Prior to electrodeposition potentiostatically, linear sweep voltammograms (LSV) were acquired with a standard three-electrode cell. The $Bi_xTe_y$ films deposited using the electrolyte containing low Bi ions shows p-type conductivity, which might be attributed by the large incorporation of Te phases. Near stoichiometric $Bi_2Te_3$ thin films were obtained from electrolytes containing 5mM $Bi(NO_3)_3$. This film shows the maximum Seebeck coefficient of $-100.3{\pm}12.7{\mu}V/K$. As the increase of Bi ions in electrolytes decreases the Seebeck coefficient and resistivity. The maximum power factor of $336.2{\mu}W/m{\cdot}K^2$ was obtained from the film deposited using the solution of 7.5mM $Bi(NO_3)_3$.

• 한국결정성장학회지
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• 제17권3호
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• pp.121-127
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• 2007

본 연구에서는 나노결정립의 $Mg_2Si$ 열전화합물을 제조하기 위하여 기계적 합금화(MA)를 적용하였다. 단상의 초미세 $Mg_2Si$ 열전화합물을 얻기 위하여 최적 볼밀조건 및 열처리 조건을 X선 회절분석과 시차주사 열량분석을 이용하여 조사하였다. $Mg_{66.7}Si_{33.3}$ 혼합분말을 $20{\sim}180$시간까지 볼밀 처리한 경우 모든 시료에서 $220^{\circ}C$ 및 $570^{\circ}C$ 근방에 broad한 발열 반응이 관찰되었다. 한편 $Mg_{66.7}Si_{33.3}$ 혼합분말을 260시간 동안 볼밀 처리한 경우 $230^{\circ}C$에 예리한 발열피크를 보였다. 단상의 $Mg_2Si$ 화합물은 $Mg_{66.7}Si_{33.3}$ 혼합분말을 60시간 동안 MA처리 후 $620^{\circ}C$까지 열처리함으로써 얻을 수 있었다. MA분말시료의 치밀화는 50MPa, $800{\sim}900^{\circ}C$에서 흑연다이를 사용하여 SPS 소결을 실시하였다. Mg-Si계 MA 분말시료의 SPS 소결시 수축은 $200^{\circ}C$ 근방에서 현저하게 관찰되었다. SPS법으로 고화된 성형체의 밀도측정 결과, 모든 시료에서 이론밀도의 94% 이상 금속광택을 나타내는 치밀한 소결체임을 알 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제24권4호
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• pp.176-182
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• 2014

상온 압축 성형 후 고상 반응 소결 공정을 통하여 $Mg_3Sb_2$ 소결체를 제조하고자 하였다. Mg과 Sb의 성분의 몰비와 반응온도에 따른 결정상의 변화를 조사하였다. 773~843 K에서 얻어진 고상반응 소결체들은 전형적인 $Mg_3Sb_2$ 결정상을 형성하였으나 소결체의 위치에 따라 약간 다른 상적 구성을 보였다. 소결체 하단 부위에서 전형적으로 얻어지는 결정상이 얻어졌으며 823 K 온도에서는 Mg : Sb = 3.15 : 1.85 조성일 때, 843 K 온도에서는 Mg의 몰 수가 3.10 이상인 모든 조성에서 ${\alpha}-Mg_3Sb_2$ 상과 정확히 일치하는 결정상이 얻어졌다. 미량 남아있는 Mg 성분은 응고 후 냉각 시 ${\alpha}-Mg_3Sb_2$ 상으로부터 석출된 것으로 보인다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제17권4호
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• pp.77-82
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• 2010

증착공정 및 환원분위기 열처리가 p형 Sb-Te 박막의 열전특성에 미치는 영향을 연구하였다. $Sb_2Te_3$ 잉곳을 분쇄한 분말을 증착원으로 사용하여 형성한 박막은 $2.71{\times}10^{-4}W/m-K^2$, Sb와 Te 혼합분말을 증착원으로 사용하여 형성한 박막은 $0.12{\times}10^{-4}W/m-K^2$, Sb와 Te의 동시 증착으로 제조한 박막은 $0.73{\times}10^{-4}W/m-K^2$의 출력인자를 나타내었다. $300^{\circ}C$에서 2시간 유지하는 환원분위기 열처리에 의해 $Sb_2Te_3$ 잉곳을 분쇄한 분말을 증착원으로 사용하여 형성한 박막의 출력인자가 $24.1{\times}10^{-4}W/m-K^2$로 향상되었으며, Sb와 Te의 동시증착으로 제조한 박막의 출력인자는 $40.2{\times}10^{-4}W/m-K^2$로 크게 향상되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.580-580
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• 2012

Heterostructures has unique and important properties, which may be helpful for finding many potential applications in the field of electronic, thermoelectric, and optoelectronic devices. We synthesized CdTe/Te core-shell heterostructures by vapor-solid process at low temperatures using a quartz tube furnace. Two step vapor-solid processes were employed. First, various tellurium structures such as nanowires, nanorods, nanoneedles, microtubes and microrods were synthesized under various deposition conditions. These tellurium nanostructures were then used as substrates in the second step to synthesize the CdTe/Te core-shell heterostructures. Using this method, various sizes, shapes and types of CdTe/Te core-shell structures were fabricated under a range of conditions. These structures were analysed by scanning electron microscopy, high resolution transmission electron microscopy, and energy dispersive x-ray spectroscopy. The vapor phase process at low temperatures appears to be an efficient method for producing a variety of Cd/Te hetero-nanostructures. In addition, the hetero-nanostructures can be tailored to the needs of specific applications by deliberately controlling the synthetic parameters.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권1호
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• pp.73-86
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• 1996

본 연구에서는 국내 8개 석탄화력발전소에서 발생하는 석탄회중 영월화력발전소에서 부산되는 석탄회를 주 대상으로 순수 비회(FA)와 저회(BA), 회사장에 투기되는 흔합회(FA:BA=8:2), 적정비로 혼합된 석탄회(FA:BA=5:5),그리고 일반도로성토재에 대하여 토질역학시험을 통해 공학적 특성이 비교, 분석되었으며 석탄회를 성토재 및 매립재로서 대규모로 이용할 경우의 변형해석을 위해 Hyperbolic Mode야 적용시 필요한 제반 변수를 산정하였다. 석탄회의 토공재로서의 활용 가능성을 검토한 결과 석탄회는 동일입도의 일반 홀에 비해 강도 정수 등 유리한 공학적 특성을 갖고 있으며,특히 연약지반상에 매립 또는 구조물 됫채움재로서 사용할 경우 자경성, 경량성 등 우수한 조건을 지니고 있다.

• 한국재료학회지
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• 제12권3호
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• pp.176-181
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• 2002

Fabrication of ${\beta}-FeSi_2$ was attempted by making use of the combined process of mechanical alloying (MA) and spark plasma sintering (SPS). MA was performed under the Ar gas atmosphere using mixed powders of pure iron and silicon having the mole fraction of 1:2. SPS process was performed at 800-85$0^{\circ}C$ with the applied pressure of 50MPa and the holding time was ranging from 0 to 30min. The mechanically alloyed powder by cyclic operation of rotor for 15hrs consisted of $\varepsilon$-FeSi and Si phases. When this mechanically alloyed powder was sintered by SPS process above 85$0^{\circ}C$, $\varepsilon$-FeSi and ${\alpha}-Fe_2Si_5$ phase were formed. Bulk product sintered at 82$0^{\circ}C$ for 30min consisted of ${beta}-FeSi_2$ phase with a small fraction of $\varepsilon$-FeSi and the density of sintered specimen was 75.3% theoretical density. It was considered that the MA/SPS combined process was effective for the preparation of ${\beta}-FeSi_2$ without heat treatment process after sintering.