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[국내논문] SiC계 세라믹을 이용한 면상발열 판넬 개발에 관한 연구
A Study on the Fabrication of Surface Heating Panel Using SiC Ceramics 원문보기

한국정보전자통신기술학회논문지 = Journal of Korea institute of information, electronics, and communication technology, v.9 no.6, 2016년, pp.604 - 608  

조현섭 (Department of Electronic Engineering, ChungWoon University)

초록
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최근 난방장치에 대한 에너지의 효율적 사용측면에서 경제성과 안정성을 높이기위한 지속적인 연구 개발이 이루어지고 있다. 특히 고성능 및 신기능 소재에 대한 기술개발이 활발히 이루어지고 있다. 본 논문은 에너지 전달특성이 우수한 발열제품 개발에 관한 것으로 침구류나 매트리스 등에 사용되는 발열체는 전열선을 사용하는 것으로서 전열선이 가늘기 때문에 열의 분포가 전열선 주변에서만 집중되어 전열선에서 떨어진 부분과 온도 편차가 심하게 발생되는 단점이 있다. 또한 전자기가 유도되어 인체에 유해하고 에너지 소비도 많다. 따라서 원적외선, 음이온 등이 방사되어 인체에 이로우면서도 무해할 뿐 아니라 열전도가 우수하여 에너지 효율을 높일 수 있는 SiC계 세라믹을 이용한 면상발열판넬을 개발하고자 한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In recent years, research and development has been carried out in order to increase the economical efficiency and stability in terms of efficient use of energy for the heating apparatus. Especially, technology development for high performance and new functional materials is actively being carried ou...

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문제 정의

  • 본 연구에서는 보다 더 경제적인 면을 고려하여 소결온도가 더 낮은 고온 가압소결법 (hot pressing)으로 전도성 세라믹 재료를 개발할 목적으로 β-SiC에 ZrB2 또는 TiB2 를 혼합하고 소결조제 Al2O3 +Y2O3 를 첨가하여 1650℃에서 액상소결(LPS)하였다.
  • SiC-TiB2 와 SiC-ZrB2도전성 복합체의 최적 설계 요소와 제조기법을 찾을 목적으로 상대밀도, 꺾임강도, Young's 계수, EDS와 XRD분석, 파단면의 미세구조 관찰과 전기 저항률, 저항온도계수를 측정․평가하여 향후 상압 소결에 의한 SiC계 세라믹 발열체의 최적 조건을 찾고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
차세대 전자소자가 열 밀도의 증가에 따른 열의방출 문제가 발생하는 이유는? 에너지 절약은 국내에 국한된 문제가아니라 지구촌 전체의 현안으로 대두되면서 선진국을 비롯한 각국은 에너지 절약형 산업용기기의 개발에 심혈을 기울이고 있으며, 이를 통한 기술선점과 더불어 시장 확보경쟁이 치열한 실정이다[1]. 차세대 전자소자는 경박단소 및 다기능화 하면서 고집적화하고 있어 열 밀도의 증가에 따른 열의방출 문제에 대한 대책이 요구되고 있으며, 이러한 열의 방출은 디바이스의 신뢰성 및 수명과 밀접한관련이 있다. 가정용 난방의 경우 현재의 보일러식은 온도 제어 시간이 상당히 길고 물을 가열하여 이의 복사 및 전도열을 이용함으로써 에너지 효율이 낮고 시공이 복잡하며 철거 시에도 많은 폐기물이 나오는 단점을 갖고 있다.
차세대 전자소자에서 발생하는 어떠한 문제에 대한 대책이 요구되는가? 에너지 절약은 국내에 국한된 문제가아니라 지구촌 전체의 현안으로 대두되면서 선진국을 비롯한 각국은 에너지 절약형 산업용기기의 개발에 심혈을 기울이고 있으며, 이를 통한 기술선점과 더불어 시장 확보경쟁이 치열한 실정이다[1]. 차세대 전자소자는 경박단소 및 다기능화 하면서 고집적화하고 있어 열 밀도의 증가에 따른 열의방출 문제에 대한 대책이 요구되고 있으며, 이러한 열의 방출은 디바이스의 신뢰성 및 수명과 밀접한관련이 있다. 가정용 난방의 경우 현재의 보일러식은 온도 제어 시간이 상당히 길고 물을 가열하여 이의 복사 및 전도열을 이용함으로써 에너지 효율이 낮고 시공이 복잡하며 철거 시에도 많은 폐기물이 나오는 단점을 갖고 있다.
기존의 절연시트의 특성을 향상시키는데에 한계에 다다르는 원인은 무엇인가? 기존의 절연시트 제조 기술은 앞서 소개한 바와같이 필러의 고충진화가 핵심 기술이다. 그러나 필러의 고충진화에 따른 성형성 저하, 금속 회로와의 접합력의 저하 및 제조 단가 상승 등으로 열전도성절연 시트의 특성을 향상시키는데 한계에 다다르고있다. 이러한 한계를 극복하기 위하여 최근 수지 자체의 열전도도를 올리는 기술 및 필러의 배향성을 제어하는 기술 등이 보고되고 있다.
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참고문헌 (9)

  1. Cho, Hyun-Seob, "Development of High Efficiency Induction Heating Device", Journal of JKIIECT, Vol. 9, No 2, pp 185-189, April 2016. 

  2. IEEE Std. 519-1992(1993), "IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electric Power Systems" 

  3. M. F. McGRanaghan and D. R. Mueller, "Designing harmonics filters for adjustable-speed drives to comply with IEEE-519 harmonic limit," IEEE Transaction on Industry Application, vol. 35, no. 2, pp. 312-318, March 1999. 

  4. Tein-Ting Chang and Hong-Chan Cang, "An Efficient for Reducing Harmonic Voltage Distortion in Distribution Systems with Active Power Line Conditioners", IEEE Transaction on Power Delivery, Vol. 15, No. 3, pp. 990-995, July 2000 

  5. Fang Z. Peng, "Harmonic sources and Filtering Approaches", IEEE Industry Application Magazine, pp. 18-24, August 2001 

  6. Cathleen Mroz, "Titanium Diboride" J. Am. Ceram. Soc., Bull., 74[6], pp. 158-159, 2000. 

  7. Discharge, high voltage engineering, Dong Myeong Sa, 2000 

  8. Cathleen Mroz, "Zirconium Diboride" J . Am. Ceram. Soc., Bull., 74[6], pp. 164-165, 2011. 

  9. Y. K. Park, J. T. Kim and Y. H. Baik, "Mechanical Properties and Electrical Discharge Machinability of ${\beta}$ -Sialon- $TiB_2$ Composites" J . Mater. Sci. Korea, 5[1], pp. 19-24, 2012. 

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