전자충격반응을 포함하는 플라즈마 화학반응을 고려한 용량결합형 산소플라즈마의 전산모사 연구

김헌창 ( Heon Chang Kim ) 한국공업화학회 2011 공업화학 Vol.22 No.6

전자충격반응을 고려한 three moment 플라즈마 모델과 전기적 중성성분의 반응을 고려한 유체 유동 모델을 결합하여 용량결합형 산소플라즈마에 대한 2차원적 전산모사 연구를 수행하였다. 전자의 에너지에 의하여 좌우되는 전자충격 반응에 대한 반응속도는 전자와 O2 및 O 사이의 전자충돌단면적으로부터 계산되었다. 플라즈마 모델과 유체 유동모델을 결합하고 상세한 반응메커니즘을 포함시킴으로써 전하를 띠는 전자와 이온(O2 +, O+, O2 -, and O-) 그리고 기저상태의 산소(O2 and O)뿐만 아니라 O2(a1Δ g), O2(b1Σg +), O(1D), O(1S) 등과 같이 산소플라즈마 특성에 중요한 역할을 하는 준안정상태 성분들의 시공간적 분포를 예측할 수 있었다. 또한 산소플라즈마의 전산모사로부터 sheath 경계에 이중층이 존재함을 확인할 수 있었다. Two dimensional simulation results of a capacitively coupled oxygen plasma in a cylindrical reactor geometry are presented. Detailed electron impact reaction rates, which strongly depend on electron energy, are computed from collision cross sections of electrons with O2 and O. Through the coupling of a three moment plasma model with a neutral chemistry/transport model are predicted spatiotemporal distributions of both charged species (electron, O2 +, O+, O2 -, and O-) and neutral species including ground states (O2 and O) and metastables, known to play important roles in oxygen plasma, such as O2(a1Δ g), O2(b1Σg +), O(1D), and O(1S). The simulation results clearly verify the existence of a double layer near sheath boundaries in the electronegative plasma.

열플라즈마 입력전류에 따른 합금 나노입자 특성

오창섭 ( Chang Sup Oh ),정민희 ( Min Hee Jung ),한창석 ( Chang Suk Han ),김헌창 ( Heon Chang Kim ),김영석 ( Hyeong Suk Kim ) 한국공업화학회 2007 응용화학 Vol.11 No.1

열 플라즈마 인가 전류변화에 의한 ZrVFe 합금 나노분말의 제조특성에 관한 연구

한창석(Chang-Mik Han),정민희(Min-Hee Jung),김헌창(Heon-Chang Kim) 호서대학교 공업기술연구소 2007 공업기술연구 논문집 Vol.26 No.1

Plasma Display Panel (PDP), among various FPD’s, is considered as the most promising candidate for large area display due to its manufacturing process appropriate for a large displaying area, and a good display quality. The getter which can be continuously absorbed and eliminated the generated impurities gas such as O 2 , H 2 , CO, etc. from MgO, barrier rib and fluorescent substances during operation, should be installed in the PDP cell. As a result of install getter in the cell, we could obtain the extending the life time of the PDP with a good display quality. To manufacture getter possessing excellent absorption efficiency, it was produced particles of nano size. In this research, alloy nano powders are synthesized by transferred thermal plasma process which is a promising method to produce composite nano powders of various metals, and also provides high temperature environment(104 K), extremely fast and intense chemical reactions. In this study, the thermal plasma system was operated in a transferred mode and the raw material was used Zr, V ,Fe (57 : 35.8 : 7.2) alloy of ingot type which made from arc melting method, and the produced particles were analyzed according to changing plasma input current range from 120[A] to 160[A] by SEM, EDS, PSA, XRD, BET, PSA (Particle Size Analyzer) and BET analysis of particles synthesized by changing thermal plasma input current. Average size of particles is from 83.2[nm] to 47.8[nm] smaller, in result, we confirmed difference of approximately 35[nm] in diameter of the synthesized particle according to increasing plasma input current because particles was rapidly condensate from difference in temperature of between plasma column area of a high temperature and surround area of plasma column. Result of BET analysis is in inverse proportion to PSA result which has small value of particle diameter by increasing plasma input current. In case of 120[A], BET surface area of particle is 100.9[m2/g],and surface area of particle in condition of 160[A] is 211.2[m2/g]. Thus, as increasing plasma input current, BET surface area of the synthesized particle is more extend.

이송식 열 플라즈마를 이용한 나노입자 제조

조태진,김헌창,한창석,김좌연,김영석,Jo, Tae-Jin,Kim, Heon-Chang,Han, Chang-Suk,Kim, Jwa-Yeon,Kim, Young-Suk 한국분말야금학회 2007 한국분말재료학회지 (KPMI) Vol.14 No.2

It is well known that thermal plasma process has lots of advantages such as high temperature and good quality for synthesis of nano particles. In this research, we attempt the synthesis of nano unitary and composite powder (Ag, Mg-Al, Zr-V-Fe) using transferred thermal plasma. Nano particles of metal alloy, ranging from 20 nm to 150 nm, have been synthesized by this process.

천연 수활석의 이산화황 흡수성능에 대한 수열처리 효과

김진배(Jin-Bae Kim),강성구(Seong-Gu Kang),김헌창(Heon-Chang Kim) 한국청정기술학회 2010 청정기술 Vol.16 No.4

중국 Liaoning에서 산출된 천연 수활석(brucite)을 원료로 Mg(OH)₂ slurry를 제조하고, 그 탈황 성능을 조사하였다. 수활석의 입도분포의 차이 및 수열처리에 의한 활성화 효과를 검토하였다. 80 mesh 이하의 수활석 시료에 비해 입자의 크기가 작고 입도분포가 좁은 1000 mesh 이하의 시료가 de-SO₂ 효율이 더 높은것을 확인할 수 있었다. 한편, 80 mesh 이하의 수활석 시료를 비교적 낮은 온도인 363 K에서 3 h 동안 수열 처리하여 매우 높은 de-SO₂ 성능 개선 효과를 얻을 수 있었다. Mg(OH)₂ slurry was prepared by using natural mineral brucite exploited from Liaoning province in China, and its de-SOx efficiency was examined. The effect of difference in particle size distribution of brucite and activation by hydrothermal treatment were investigated. The de-SO₂ efficiency of a finely-milled brucite sample below 1000 mesh with narrow particle size distribution was higher than that of the sample below 80 mesh. On the other hand, the de-SO₂ efficiency of brucite sample below 80 meshes was significantly improved by the hydrothermal treatment at 363 K for 3 h.

열플라즈마에 의한 복합 나노 입자 제조

정민희 ( Min Hee Jeong ),김헌창 ( Heon Chang Kim ) 한국공업화학회 2010 공업화학 Vol.21 No.6

이송식 직류 열플라즈마를 이용하여 ZrVFe 합금모재로부터 복합 나노 입자를 제조하여 플라즈마 가스 유량이 제조된 입자의 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 입자의 특성은 전계방출 주사전자 현미경(FE-SEM), 입도 분석기(PSA), X선 분광기(EDS), X선 회절계(XRD), Brunaucr-Emmett-Teller (BET) 비표면적 측정기를 사용하여 분석하였다. 플라즈마 가스 유량을 20 L/min에서 40 L/min으로 증가시키면 평균입자크기가 91 nm에서 55 nm로 감소하며 입도분포의 기하학적 편차가 줄어들었고 비표면적은 200 m2/g에서 255 m2/g으로 증가하였으며 제조된 입자의 조성에는 큰 영향을 미치지 못했지만 결정성이 향상되었다. Nano composite particles were synthesized from a bulk ZrVFe alloy ingot by transferred DC thermal plasma. Effects of plasma gas flow rate on the characteristics of the produced nano composite particles were investigated. The characteristics of the synthesized powder were analyzed by field scanning electron microscopy (FE-SEM), light scattering particle size analyzer (PSA), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). X-ray diffractometer (XRD), and Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area analyzer. As the flow rate of plasma gas increased from 20 L/min to 40 L/min, the average particle size decreased from 91 nm to 55 nm, the particle size distribution became narrower, the surface area increased from 200 m2/g to 255 m2/g, the particle composition was nearly unaffected, and the particle crystallinity was improved.

니들펀치 공정에 의한 캐빈에어필터 여재의 제조

박승규 ( Seung Kyu Park ),김헌창 ( Heon Chang Kim ) 한국공업화학회 2009 공업화학 Vol.20 No.5

열 플라즈마를 이용한 나노분말 제조

박승규(Seung Kyu Park),김헌창(Heon Chang Kim) 호서대학교 공업기술연구소 2010 공업기술연구 논문집 Vol.29 No.1

C02 gas is known as the biggest problem of greenhouse gas emissions and automobile exhaust gas is discharged through a large amount. Environmental issues in the PDP as well as the large display industry is a substance that is a problem with the drive. To solve these problems in each of the areas used at this time th remove the C02 absorption called getter. Getter materials, Zr, V,Fe, etc. are widely used in the performance of a large suface area is a major factor. Therefore, a thermal plasma device can generate ultra-fine particle size distribution is less straightforward process and has the advantage of continuous process possible. We made Ti, Fe nano powder by thermal plasma process. This created materials analyzed the particle size by SEM,TEM, PSA analysis of uniform average particle size of the particle size.

PDP 방전전압 최소화를 위한 getter 재료 개발 연구

황일선(Hwang il sun),김헌창(Kim heon chan),정민희(juan min hee),오창섭(Oh chang sub) 한국에너지학회 2005 한국에너지공학회 학술발표회 Vol.2005 No.-

Getter는 진공을 이루고 유지하는데 사용되는 물질로, 잔존가스 및 불순가스를 흡수 & 제거하는 물질을 말한다. FPD나 PDP같은 평판 디스플레이는 내부에 진공을 요구하며 작동중에 발생하는 불순가스에 의해 진공도가 떨어져, plasma 방전시 방전개시전압이 상승하는 결과를 초래하기에 이에 적절한 getter의 필요성이 대두 되고 있다. 본 연구의 최종 목적은 PDP 제조시 발생하는 잔존가스 및 운전중 발생하는 불순가스의 제거를 효율적으로 하여 PDP의 수명이 연장되는 고성능 getter 재료를 제조 하고자 하는 것이며, 이에 thermal plasma를 이용하여 nano size로 getter를 제조하였다. 전체적으로 10~30 [㎚] 크기의 getter가 제조 되었지만 응집이 많이 일어나 군집된 형상이 발생 하였으며, 이는 입자가 완전히 성장하기 까지 충분한 열을 받지 못하여 응집이 먼저 발생한 것으로 생각된다.

자동차용 팰트로부터 방출되는 휘발성 유기화합물의 저감 연구

박승규 ( Seung Kyu Park ),김헌창 ( Heon Chang Kim ) 한국공업화학회 2010 공업화학 Vol.21 No.6

나노카본볼과 활성탄을 혼합하여 자동차용 팰트에서 발생하는 휘발성유기화합물의 흡착성능을 시험하였다. 자동차에서 발생하는 휘발성유기화합물의 양을 측정하는 최적의 분석방법으로 고성능 액체크로마토그래피와 가스크로마토그 래피를 활용하였다. 새로 생산된 팰트에서는 포름알데히드가 0.3~6.0 ppm 존재하였으나 상온에서 14일 동안 숙성시 시키면 0.2~0.5 ppm으로 감소하였고, 아세트알데히드도 0.2~3.0 ppm에서 0.2~0.4 ppm으로 감소하였다. 새로 생산된 팰트에서 발생되는 총 휘발성유기화홥물은 8.49 μg/TP로 일본자동차협회의 허용치에 비하여 약 26배나 높게 관측되었으나, 나노카본볼과 활성탄 혼합물 0.2 wt%를 팰트에 첨가시키면 0.32 μg/TP 이하로 저감할 수 있었다. Nano carbon balls (NCBs), activated carbons (ACs) and their mixture (new carbon mixtures, NCMs) were used to reduce volatile organic compounds (VOCs) emitted from the automobile felt. The optimum analytical method to measure the trace amount of the VOCs, including formaldehyde and acetaldehyde, has been established by utilizing high performance liquid chromatography (HPLC) and gas chromatography (GC). The levels of formaldehyde and acetaldehyde released from newly produced felt were in the ranges of 0.3~6.0 ppm and 0.2~3.0 ppm, respectively. After 14 days of aging at the room temperature, however, their levels were still in the ranges of 0.2~0.5 ppm and 0.2~0.4 ppm, respectively. By applying NCMs of 2 wt% to the automobile felt, the amount of the total volatile organic compounds (TVOCs) was reduced under the chronic inhalation minimum risk level of 0.32 μg/TP.