• 한국재료학회지
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• 제9권11호
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• pp.1112-1116
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• 1999

$\textrm{Bi}_{2}\textrm{Te}_{3}$의 고/액 계면을 통하여 전류밀도와 방향을 달리 하면서 통전시켰을 때 발생하는 고상, 액상 및 고/액 계면에서의 미소 온도변화를 측정하였다. 이 냉각(가열) 효과는 전류밀도, 통전방향 및 시간에 따라 다르게 나타났으며, 온도변화에 미치는 Peltier 열, Thomson 열 및 Joule 열의 영향을 이론 및 실험에 의해 각각 분류하였다. $\textrm{Bi}_{2}\textrm{Te}_{3}$의 고/액상간의 Peltier 계수는 -1.10$\times\textrm{10}^{-1}$V이었으며, 고상과 액상의 Thomson 계수는 각각 7.31\times\textrm{10}^{-4}V/K와 5.77\times\textrm{10}^{-5}V/K이었다. 직류를 통전하면서 Bi$_2$Te$_3$결정을 성장한 결과, 고상에서 액상으로 통전한 경우, Peltier 냉각에 의한 온도구배의 상승으로 방향성이 향상된 결정을 얻을 수 있었지만, 전류의 방향을 반대로 하면, 결정성 향상에 별 도움을 주지 못하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권2호
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• pp.17-21
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• 2017

본 연구에서는 수평형 열전 냉각 소자의 열전 냉각 성능 극대화를 위해 모사 해석을 수행하였다. ANSYS Workbench의 Thermal-Electric 프로그램을 활용한 모사 해석을 진행하였으며 해당 프로그램은 열전 효과에 초점이 맞춰 있어 보다 정확하고 효과적인 모사 해석이 가능하다. 수평형 열전 냉각 소자는 n-type의 $Bi_2Te_3$와 p-type의 $Sb_2Te_3$ 및 Au 금속 전극으로 가정하였으며, Joule 발열이 소자 중앙 하부에서 발생되는 것으로 가정하였다. 모사 해석을 통해 최대 $13^{\circ}C$의 냉각 효과를 확인하였으며, 이런 기하학적인 변수들로부터 냉각 성능을 최적화 할 수 있는 디자인을 제시하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제28권2호
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• pp.324-329
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• 1996

두유 및 두부 공장의 부산물로 생산되는 두유박을 식이섬유원 또는 식품용 소재로 유효하게 이용하기 위한 연구의 일환으로 저장성을 증가시킬 수 있는 탈수 공정에 대한 연구를 수행하였다 유압식 양착 탈수기를 이용하여 압착 압력, 시간, 시료량 등이 탈수 효과에 미치는 영향 및 ohmic heating을 이용한 압착탈수 효과 등을 검토, 고찰하였다. 단순가압에 의한 두유박의 탈수 조건을 검토한 결과 압착 압력 $5{\sim}20kg/cm^2$ 범위에서 압착 압력이 증가할수록 탈수 효과는 거의 직선적으로 증가하였으며, 압착 실린더에 시료의 충진 두께가 15 mm이상일 때 압착 효율이 매우 낮았다 가압에 의한 압착으로는 초기 수분함량 약 80%에서 단지 $74{\sim}785$정도까지만 감소시킬 수 있어 기계적 압력만으로는 효율적으로 탈수되지 않았다. 생두유박을 $10kg/cm^2$의 압력으로 압착하면서 60Hz, 100v의 일반 교류를 통하였을 때 초기 10분 동안에 급속히 탈수되었으며, 그 이후는 간신히 탈수가 진행되었다. 교류통전 압착시 기계적 압착에 비해 압착 즙액량이 2.4배 증가하였으며, 압착 케이크의 수분 함량은 70%까지 감소시킬 수 있었다. 또한 Joule열에 의하여 두유박은 급속히 가열되어 살균 효과를 얻을 수 있었다. 상용 주파수(60Hz)에서 접압을 변화시켰을 때 100V에서 가장 효과적인 탈수가 일어났으며, 60 V의 고정 전압에서 주파수 변환 시는 5kHz가 가장 효율적이었다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제12권2호
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• pp.216-233
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• 1995

Kamide et al.(1981)이 개발한 지자기기록 연전방법인 KRM 방법과 Ahn et al.(1995)이 개발한 전기전도도모델을 이용하여 지자기활동이 중간정도로 교란된 기간동안의 극전리층의 전기전도도, 전위, 수평전류, 연자기력선전류, Joule 열 발생, 오로라입자에 의한 에너지유입 등의 분포 및 하강오로라입자의 에너지스펙트럼상의 특성을 조사하였다. 지상지자기자료는 단일 자력계망(Alsaka meridian chain)에서 장기간 (1978년 3월 9일부터 4월 27일까지)에 걸쳐 얻어진 자료이므로 극전리층의 평균적인 전자기상태를 보여줄 것으로 기대되낟. 본연구에서 얻어진 몇가지 결론은 다음과 같다. (1) 전위분포는 소위 두개의 대류 cell이라 불리우는 형태를 나타내며 아침영역의 양의 전위 cell이 저녁영역의 음의 전위 cell로 깊숙히 진입된 모습을 보이고 있다. (2) 이 기간동안 오로라제트전류대가 잘 발달되어 있으며 DP-1 및 DP-2 전류계가 확인되었다. 아침영역의 서향제트전류대의 극쪽영역은 전기장이 전기전도도보다 전류의 밀도를 증가시키는데 더 중요한 구실을 하는 반면 적도쪽은 전기전도도가 상대적으로 중요한 역할을 담당하고 있다. (3) 전지구적인 규모의 연자기력선전류의 분포는 Iijima & Potemra(1976)가 구한 통계적인 분포와 유사했다. 그러나 이미 지적된 바(Kamide 1988)와 같이 영역 1의 전류밀도가 영역 2보다 현저하게 높았다. (4) Joule 열발생은 섬처럼 격리된 영역에 집중되어 나타났다. 하나는 서향제트전류대의 극쪽사면을 따라 나타나고 다른 하나는 오후영역의 동향전류대를 따라 나타났다. (5) 하강오로라입자의 최대 평균 에너지는 아침시간대(07~08 MLT)에 나타나는 반면 최대에너지유입은 02 MLT 시간대에 관측되었다. 그래서 지자기활동이 증가할 때 수반되는 오로라밝기의 증가와 전기전도도의 강화는 하강전자의 평균에너지의 증가보다는 에너지속의 증가와 더 밀접한 관계가 있는 것 같다.

• 한국식품과학회지
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• 제28권4호
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• pp.638-643
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• 1996

두유 공장의 부산물로 생산되는 두유박의 효율적인 탈수 방법을 개발하기 위하여 유기산 첨가에 의한 pH 조절, 압착조건, ohmic heating 등이 탈수 효과에 미치는 영향을 연구하였다. 두유박 시료의 pH를 유기산을 이용하여 $3.5{\sim}7.0$ 범위에서 조절하였을 때 대두 단백질 등전점인 pH 4.5근방에서 탈수 효과가 가장 우수하여 함수율 $70{\sim}72%$까지 탈수되었으며, 압착액의 고형분 함량은 3%까지 현저히 감소하였으며, 여과포로부터의 박리성도 향상되었다. Acetic acid로 두유박의 pH를 4.5로 조절한 후 압착했을 때 압착 압력이 $10kg/cm^{2}$일 때 수분 함량은 $69%$까지 감소되었으며, 그 이상의 압착압력에서는 일정하였다. 생두유박의 pH를 acetic acid로 4.5로 조절한 후 60V, 60㎐의 교류전류를 통하면서 $5kg/cm^2$의 압력으로 10분간 압착했을 때 수분함량은 63%까지 탈수되었으며, 탈수시간도 단축되었다. 또한 우수한 탈수효과 이외에도 Joule열에 의해 중심부 온도가 $95{\sim}100^{\circ}C$까지 상승하므로 살균 효과도 거둘 수 있어 저장성이 현저히 증가하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.114.2-114.2
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• 2017

Transparent film heaters (TFHs) based on Joule heating are currently an active research area. However, TFHs based on an indium tin oxide (ITO) monolayer have a number of problems. For example, heating is concentrated in part of the device. Also, heating efficiency is low because it has high sheet resistance ($R_S$). Resistance of indium zinc oxide (IZO) is similar to ITO and it can be used to flexible applications due to its amorphous structure. To solve these problems, our study introduced hybrid layers of IZO/Ag/IZO deposited by magnetron sputtering, and the electrical, optical, and thermal properties were estimated for various thickness of the metal interlayer. It was found that the sheet resistance of the multilayer was mainly dependent on the thickness of the Ag layers. The $R_S$ of IZO(40)/Ag/IZO(40nm) multilayer was 5.33, 3.29, $2.15{\Omega}/{\Box}$ for Ag thickness of 10, 15, and 20nm, respectively, while the $R_S$ of an IZO monolayer(95nm) was $59.58{\Omega}/{\Box}$. The optical transmittance at 550nm for the IZO(95nm) monolayer is 81.6%, and for the IZO(40)/Ag/IZO(40nm) multilayers with Ag thickness 10, 15 and 20nm, is for 72.8, 78.6, and 63.9%, respectively. The defrost test showed that the film with the lowest RS had the highest heat generation rate (HGR) for the same applied voltage. The results indicated that IZO(40)/Ag(15)/IZO(40nm) multilayer has the best suitable property, which is a promising thin film heater for the application in vehicle windshield.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제20권6호
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• pp.807-812
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• 2016

Transparent film heaters (TFHs) based on Joule heating are currently an active research area. However, TFHs based on an indium tin oxide (ITO) monolayer have a number of problems. For example, heating is concentrated in only part of the device. Also, heating efficiency is low because it has high sheet resistance ($R_s$). To address these problems, this study introduced hybrid layers of ITO/Ag/ITO deposited by magnetron sputtering, and the electrical, optical, and thermal properties were estimated for various thicknesses of the metal interlayer. The $R_s$ of ITO(40)/Ag/ITO(40 nm) hybrid TFHs were 5.33, 3.29 and $2.15{\Omega}/{\Box}$ for Ag thicknesses of 10, 15, and 20 nm, respectively, while the $R_s$ of an ITO monolayer (95 nm) was $59.58{\Omega}/{\Box}$. The maximum temperatures of these hybrid TFHs were 92, 131, and $145^{\circ}C$, respectively, under a voltage of 3 V. And that of the ITO monolayer was only $32^{\circ}C$. For the same total thickness of 95 nm, the heat generation rate (HGR) of the hybrid produced a temperature approximately $100^{\circ}C$ higher than the ITO monolayer. It was confirmed that the film with the lowest $R_s$ of the samples had the highest HGR for the same applied voltage. Overall, hybrid layers of ITO/Ag/ITO showed excellent performance for HGR, uniformity of heat distribution, and thermal response time.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제29권1호
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• pp.43-47
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• 2022

본 연구에서는 보일러 등에 적용을 하기 위하여 물속에 담군 채 가열할 수 있는 친환경 박막형 히터에 대한 결과를 보고한다. 장수명을 확보하기 위하여 소재 안정성이 높은 Mo 박막(40 nm)을 마그네트론 스퍼터법을 이용하여 Glass 기판상에 증착하였으며 후속 공정 진행 시 Mo 박막의 부식을 방지하기 위하여 상부에 ZnO 박막 (60 nm)을 형성하였다. 이후 투명 접착성을 가지는 PVB (Polyvinyl Butyral)를 이용하여 ZnO 박막 상부에 또 다른 Glass기판을 올려두고 열풍건조기 내에서 150℃의 온도에서 2시간동안 PVB를 경화시키며 접착시켜 Glass/Mo/ZnO/Glass 구조의 수중 히터를 완성하였다. 이렇게 제작한 발열체를 수중에 담근 후 발열 시 물의 온도가 2분 내 50℃까지 상승되는 것을 확인하였으며 미미한 수준의 저항증가가 발생하며 구조적 안정성 또한 확보되었다. 인가 전압의 세기에 따라 발열체의 온도가 제어되기 때문에 보일러에 적용할 때 사용자가 설정하는 온도를 용이하게 제어할 수 있을 것이라 기대된다. 마지막으로, 본 연구에서 제작한 박막형 히터는 반투명의 특성을 가져 심미성을 부여할 수 있어 제품의 부가가치를 더욱 높일 수 있을 것으로 기대된다.

• 센서학회지
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• 제30권6호
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• pp.369-375
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• 2021

In this study, heterogeneous ZnO/CNTF composites were developed to improve the NO₂-sensing response, facilitated by the self-heating property. Highly conductive and mechanically stable CNTFs were prepared by a wet-spinning process assisted by the liquid crystal (LC) behavior of CNTs. Metal-organic frameworks (MOFs) of ZIF-8 were precipitated on the surface of the CNTF (ZIF-8/CNTF) via one-pot synthesis in solution. The subsequent calcination process resulted in the formation of the ZnO/CNTF composites. The calcination temperatures were controlled at 400, 500, and 600 ℃ in an N₂ atmosphere to confirm the evolution of the microstructures and NO₂-sensing properties. Gas sensor characterization was performed at 100 ℃ by applying a DC voltage to induce Joule heating through the CNTF. The results revealed that the ZnO/CNTF composite after calcination at 500 ℃ (ZnO/CNTF-500) exhibited an improved response (R_air/R_gas = 1.086) toward 20 ppm NO₂ as compared to the pristine CNTF (R_air/R_gas = 1.063). Selective NO₂-sensing properties were demonstrated with negligible responses toward interfering gas species such as H₂S, NH₃, CO, and toluene. Our approach for the synthesis of MOF-driven ZnO/CNTF composites can provide a new strategy for the fabrication of wearable gas sensors integrated with textile materials.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권3호
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• pp.1-7
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• 2017

고주파 유도가열은 최근 활발히 연구되고 다양한 산업분야에서 적용 되고있다 본 논문에서는 산업체에서 많이 사용되고 있는 SCM440 시편을 대상으로 유도 가열한다. 시편은 지름 20mm, 길이 160 mm의 환봉으로 제작하였다 유도 가열 전원 공급 장치 모듈을 이용하여 약 85 kHz의 고주파로 환봉을 50초 동안 유도가열 하여 5초 단위로 바닥면에서 150 mm지점의 온도를 얻는다. 이 실험을 총 10회 반복하여 측정한 실험의 중앙값과 전자기-열 연동해석을 통해 환봉의 저항열과 온도에 대한 해석 결과값을 서로비교 분석하였다. 환봉의 해석모델은 표피효과를 고려하여 모델링을 하였고, 50초동안 유도가열을 했을 때의 실험의 중앙값은 $57.65^{\circ}C$ 해석값은 $57.27^{\circ}C$이다. 이 결과로 해석결과는 실험결과와 잘 일치함을 보이고, 본 해석방법으로 유도가열 현상을 수치적으로 예측할 수 있음을 보였다.