• 대한기계학회논문집A
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• 제36권5호
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• pp.545-553
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• 2012

본 논문은 옵셋인쇄용 잉크를 자동적으로 교반할 수 있는 시스템의 개발과정을 소개하고 있다. 교반 공정은 페인트, 잉크 등 색을 다루는 많은 산업 분야에서 필요하고, 특히 소량의 고점성 잉크를 섞어서 별색을 제조하기 위한 자동화된 시스템은 해당 산업체에서 크게 필요로 하고 있다. 본 연구에선 공전과 자전에 의한 회전과 벨트 전동 방식으로 잉크를 교반할 수 있는 시스템의 설계, 제작, 실험이 수행 되었다. 회전 방향, 속도, 교반용기의 각도 및 잉크 양 등 다양한 조건에서 실험을 수행함으로써 교반시스템의 성능을 검증하였다. 또한 실험을 통해 잉크 교반에 적합한 조건을 찾음으로써 옵셋 인쇄업체에서 별색 제조용으로 사용이 가능한 방법을 제시하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.111-111
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• 2012

지식경제부의 청정제조기반 산업원천개발사업의 일환으로 진행 중인 "초고진공펌프 개발" 과제 중 제 3 세부 과제인 "고진공펌프종합특성평가시스템 설계, 진단기술 개발" 과제에서 추진되고 있는 연구결과를 소개한다. 국내 초고진공펌프 개발 수준의 선진화를 위한 기본적인 초석 확립은 현존하는 모든 진공 발생 장치의 국제적 신뢰성이 있는 완벽한 성능평가의 구현에 있다고 할 수 있다. 고진공펌프개발 총괄 과제의 대명제는 "국제적 신뢰성을 가지는 상용화 제품의 완성"이며, 이를 위한 3세부과제의 추진 방향은 기 완료된 1단계 기술개발에 근거한 1세부과제 및 2세부과제와의 유기적인 infra를 통한 성공적인 지원체계 구축 및 상용화 제품 개발 단계의 모든 신뢰성 확보 전략을 수립, 수행하는 것을 골자로 하고 있다. 또한 2단계 사업 추진 동안 제품 개발 주체인 산업체에 모든 개발된 기술을 적용할 수 있는 기반 제공 및 상용화를 위한 성공적인 기술이전도 포함된다. 상용화 개발 완료 후인 Post Project 기간 동안에 발생할 수 있는 모든 지원 체계의 구축도 장기간에 걸친 연구 개발의 연장선상에서 추진되어야 될 것으로 예상된다. 상용화 단계의 내구성 및 신뢰성 확보를 위한 전제 조건은 대외적으로 공표할 수 있는 시험평가 데이터와 개발 주체에서 기밀 수준으로 유지해야만 하는 민감한 자료의 상시 생산 infra의 구축으로 볼 수 있다. 이러한 고진공펌프개발이라는 과제의 대명제를 완성하기 위하여 추진 연구개발 방향 등 향후 2년간의 최종 상용화에 필요한 국제 신뢰성, 공정대응성 확보 등 핵심사업 추진내용 및 infra 구축의 상세설계 로드맵 초안을 고찰하고자 한다. 본 연구는 지경부 산업원천기술개발사업 중 "초고진공펌프 개발" 사업의 제 3 세부과제인 "고진공펌프종합특성평가시스템 설계, 진단기술 개발" 과제(과제번호: 10031836)에서 수행된 연구결과의 일부임.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.171-171
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• 2011

헬륨냉동계통은 연구용 원자로인 하나로에서 냉중성자를 생산할 수 있도록 설치된 수조내기기 내의 감속재인 수소가 정상적으로 열 사이펀을 유지하기 위한 주요 계통이다. 헬륨냉동계통은 헬륨가스를 압축하는 헬륨 압축부분과 헬륨가스를 팽창시켜 저온을 생성시키는 헬륨 팽창부분으로 나누어진다. 헬륨 압축부분은 두 개의 스크류가 맞물려 회전하면서 약 1.05 bar(a)의 헬륨가스를 최대 13 bar(a)까지 압축시키는 압축기가 있으며, 헬륨 팽창부분인 냉동박스의 팽창 터빈은 self-acting gas bearing에 의해 구동되며, 저온모드 운전 시작시 헬륨 압축부분에서 일부의 가스는 팽창 터빈 축(shaft)으로 유입되어 회전속도가 서서히 증가하면서 고속으로 회전하여 극저온의 헬륨가스(14~18 K)를 생성하는 주요 기기이다. 헬륨을 팽창하는 부분인 냉동박스 내로 헬륨 압축가스를 유입하기 전에 압축된 헬륨가스 내 불순물의 순도를 분석하여 냉동박스의 주요 부품인 팽창터빈의 운전에 영향을 미치지 않는 것이 가장 중요하다. 따라서 헬륨 저압측에 헬륨가스 내 불순물 즉, 수소($H_2$), 수분($H_2O$), 질소($N_2$), 탄화수소류(CxHy) 및 오일(Oilaerosol) 등의 함량을 분석하기위해 가스 분석기가 설치되어 있으며, 냉동박스 내로 유입되기 전에 헬륨압축에서 순환되는 가스 내 불순물인 수분, 질소, 탄화수소류 및 오일은 10 vpm 이하이어야 하며, 수소 함량은 0.1 % 이내이어야 한다. 헬륨 압축부분에서 순환되는 가스의 불순물이 요구 조건에 만족하도록 헬륨 고압측과 헬륨 저압측에 cryogenic adsorber를 설치하여 가스 내 불순물을 제거하는 가스순도제어 작업을 수행해야 한다. cryogenic adsorber를 사용하기 위해서는 장치 내의 불순 가스를 공정진공도(1.33 X $10^{-3}$ mbar) 이하로 진공배기하는 작업이 매우 중요하다. 이는 계통의 헬륨가스가 오염되지 않도록 하는 것으로 cryogenic adsorber 내에는 액체질소를 충전하여 액체질소 온도에 노출된 활성탄층을 헬륨가스가 흐르면서 수분, 질소, 탄화수소류 및 오일 등이 제거된다. 이 논문에서는 헬륨냉동계통의 가스 순도 제어 작업을 통해 헬륨가스의 순도가 요구조건 이하로 만족하며, 팽창 터빈의 운전에 영향을 미치지 않음을 기술하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.315-316
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• 2012

반도체와 금속배선의 확산을 방지하기 위한 확산방지막의 필요성이 대두되고 있으며, 이에 대한 연구는 많은 연구 그룹에서 진행중에 있다. 하지만 이러한 연구의 대부분은 전기적, 결정학적 특성에 대하여 안전성 및 재료학적 연구에 국한되어 진행되어졌다. 본 연구그룹은 텅스텐(W)을 질화시킨 W-N 확산방지막에 대하여 연구를 진행하였고, 역시 결정학적 특성에 대한 열적인 안전성을 주로 연구하였으나, 본 연구에서는 W-N 박막의 나노영역에 대한 기계적 특성 평가에 주안점을 두어 W-N 박막의 stress를 nano-indenter 기법을 이용하여 측정하고자하였다. 특히 공정시간의 단축 효과 등의 이유로 박막의 두께를 감소시키는 현재 추세에 맞춰 더 얇은 W-N 확산방지막을 제작하였으며, 이에 대한 분석을 실시하였다. W-N 확산방지막은 Ar(Argonne), $N_2$ (nitrogen) 총유량을 40 sccm으로 고정하여, 질소 유입 조건을 0, 0.5, 1 sccm 으로 변화시켜 Si (silicon) (100) 기판 위에 rf (radio-frequency) magnetron sputter를 이용하여 증착하였다. 이때 W-N 박막의 두께를 30, 100 nm로 달리하여 증착하였으며, 증착된 박막은 질소 분위기 $600^{\circ}C$에서 30분간 열처리하였다. 증착된 시료는 nano-indent를 통하여 표면으로부터 10 nm 부근의 극 표면 물성을 측정하였다. 측정 결과, $N_2$ 가스의 유량을 0.5 sccm 흘려주면서 증착한 W-N 박막이 $N_2$가스를 흘려주지 않은 W 박막과 비교하여 압축응력을 덜 받아 비교적 열에 대하여 안정적임을 확인하였다. 또 30 nm 두께의 W-N 박막이 100 nm 두께의 W-N 박막보다 더 기계적으로 안정적인 상태임을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.239-239
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• 2011

최근에 감지막의 pH 감지특성을 평가하기 위해 electrolyte insulator semiconductor (EIS) 구조가 유용하게 이용되고 있다. EIS는 CMOS공정과 호환이 가능하고 구조가 간단하며 pH 변화에 반응속도가 빠르다는 장점을 가지고 있다. EIS 구조를 갖는 pH 센서의 동작 메커니즘은 pH 용액의 수소이온이 감지막의 표면에서 표면전위를 변화시키는 것에 기인한다. pH 감지막으로는 높은 유전율과 안정성이 뛰어난 high-k 물질이 많이 연구되고 있다. 그 중 high-k 물질인 ZrO2은 낮은 열전도도, 산성에서 알칼리성 영역까지의 넓은 화학안정성을 가지며 낮은 열 팽창성, 높은 유전상수 등 우수한 특성을 가지고 있다. 본 실험은 SiO2/ZrO2를 적층한 EIS 소자를 제작하여 열처리에 따른 전기적 특성과 pH 감지 특성을 평가해 보았다. EIS 적층막으로 사용된 SiO2는 실리콘과 high-k 감지막 사이의 계면상태를 양호하게 유지시키기 위한 완충막으로 성장되었다. 후속열처리는 rapid thermal annealing (RTA) 시스템을 이용하여 750$^{\circ}C$, 850$^{\circ}C$, 950$^{\circ}C$로 H2/N2 분위기에서 30초 동안 실시하였다. RTA 열처리 온도가 증가할수록 높은 pH 감지특성이 보였으며 hysteresis 현상과 drift 효과와 같은 non ideal 효과에 강한 immunity가 있는 것을 확인하였다. 결론적으로 SiO2/ZrO2 적층구조를 갖는 EIS는 RTA 950$^{\circ}C$ 열처리를 실시하였을 때 우수한 EIS pH 센서를 제작할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국재료학회지
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• 제16권1호
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• pp.11-18
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• 2006

[ $Co_3O_4$ ] particles with non-aggregation characteristics were prepared by various conditions such as preparation temperature, flow rate of carrier gas, and concentration of spray solution using spray pyrolysis. The morphology and crystallinity of the preformed particles obtained by spray pyrolysis at various conditions affected the mean size and morphology of the post-treated $Co_3O_4$ particles. The preformed particles with hollow and porous morphology obtained from spray solution with citric acid and ethylene glycol turned to $Co_3O_4$ particles with nano size, regular morphology and non-aggregation characteristics after post-treatment at $800^{\circ}C$. On the other hand, the preformed particles obtained by the preparation conditions of short residence time of particles inside hot wall reactor and high reactor temperature turned to $Co_3O_4$ particles with aggregated morphology after post-treatment. The mean crystallite size and particle size of the $Co_3O_4$ particles prepared from optimum preparation conditions were 47 nm and 210 nm at post-treatment temperature of $800^{\circ}C$.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.105.1-105.1
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• 2012

고온가압소결으로 제조된 SiCf/SiC 복합체는 부식과 침식에 강하고 우수한 열적 성질과 고온에서의 높은 기계적 강도를 유지하는 장점을 가진 복합체다. 복합체의 파괴인성은 섬유와 기지 사이에 존재하는 열분해탄소 (PyC) 계면층에 의해 큰 영향을 받는데, 고온가압소결중 첨가되는 소결조제 ($Y_2O_3$, MgO, $Al_2O_3$)와 반응하여 계면이 손상되어 복합체의 기계적 특성치가 낮아지는 결과를 보였다. 본 연구에서는 계면의 손상을 보호하고자 PyC 계면상 위에 SiC 층을 증착하였는데 계면층과 SiC 층의 증착은 화학기상 증착법(CVD)을, 기지채움 공정은 전기영동법(EPD)과 고온가압소결방법(Hot Pressing)을 이용하여 복합체를 제조하였다. Tyranno-SA 섬유에 소스가스인 메탄을 열분해 하여 200nm 두께로 PyC 계면상을 증착하고, 두께를 달리하여 보호층으로써의 SiC 층을 single 과 double layer로 증착하였다. SiC 나노분말과 소결 첨가제인 $Y_2O_3$, $Al_2O_3$, MgO를 첨가한 슬러리를 전기영동법(EPD)을 이용하여 섬유내부에 슬러리를 함침시켰고, 이러한 프리폼을 $1750^{\circ}C$/20MPa의 조건으로 고온 가압소결 하여 $SiC_f$/SiC 복합체를 제조하였다. 이렇게 single layer와 double layer로 제조된 $SiC_f$/SiC 복합체에 대해 밀도와 미세구조를 관찰하였고, 기계적 특성을 비교하여 보호층으로써의 SiC 증착효과를 고찰하고자 하였다.

• 분석과학
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• 제14권3호
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• pp.253-258
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• 2001

본 연구에서는 우리나라 생활폐기물 대형소각시설(200톤/일 이상) 9개소에서 발생되는 소각재중, 바닥재에 대한 금속류의 용출시험 및 함량시험을 수행하여 유해특성과 유해잠재성을 고찰하였다. 용출시험은 우리나라 폐기물공정시험방법에 따라 수행하였으며, 함량시험은 수은(Hg)의 경우 열분해금아말감원자흡광분광기(TDA-AAS)로 측정하고, 납 등 9개 원소는 US-EPASW-846 3050B방법으로 전처리하고 불꽃원자흡광분광기(FAAS) 또는 유도결합플라스마원자발광분광기(ICP-AES)로 측정하였다. 용출시험 결과, 납과 구리가 주 오염물질이었다. 함량시험결과, 철이 가장 높은 농도로 나타났고 농도는 Fe>Zn>Cu>Mn>Pb>Cr>As>Cd>Hg 순으로 나타났으며, 각 소각시설마다 농도순이 평균적으로는 같았다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제24권1호
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• pp.55-84
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• 2015

한국은 OECD 국가 가운데 교토협약에 따른 온실가스 감축의무를 갖지 않는 몇 안 되는 국가이다. 한국은 자발적으로 2015년부터 강력한 온실가스 감축을 단행하기로 하였다. 정부의 현정책들은 온실가스 감축에 따른 경제성장의 저하를 감안하지 않고 있어, 이 정책의 지속성이 제약된다. 이 점에서 산업의 부문별 특성을 감안한 감축전략이 더욱 친환경적 전략이 될 수 있다. 이 연구는 혼합단위를 사용한 에너지 산업연관분석에서부터 온실가스 배출에 유의미한 산업을 선정해 분해분석을 함으로써 유용성을 검증하였다. 유의미한 산업은 '유기화학기초제품군'과 '시멘트 및 콘크리트 산업'을 대상으로 삼았다. 변이는 에너지 소비, 생산, 공정개선 그리고 신시설의 도입 효과로 구분해 실증되었다. 이 연구에서 디비지아 분해분석 결과치들이 부분적으론 불안정적 시계열 패턴을 보였으나, 전체분석 과정으로 보면 일련의 분석과정은 대상산업의 에너지 사용과 온실가스 배출의 행태를 이해하기에 충분한 정보를 제공하였다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1995년도 추계학술발표회 초록집
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• pp.115-115
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• 1995

다중 효용관식 증발기는 보통의 증발기에서 응축하여 제거하는 증기를 다음 효용관의 가열원으로 재사용하는 것으로 그 자체로도 에너지 절감효과가 있는 것으로 알려져 있다[1,2,4]. 기계식증기 재압축 증발기는 보통 증발기에서 응축시켜 제거하는 발생 증기를 압축하여 고온의 증기로 만든 다음 가열원으로 재이용하는 장치로 이에 대한 효용은 문헌에 잘 나타나있다[3,4]. 여기서는 다중효용관과 증기 재압축기를 조합한 증발기 중에서 Forward feed 방식의 다중효응관에 증기 재압축기를 부착한 경우에 대하여 타당한 물질수지, 열수지, 전열 식, 상평형식을 소개하였다. 또한 압축기의 용량을 결정하기 위한 단열압축공정의 지배방정 식을 소개하였다. 원료의 조건, 효용관의 수 및 총전열온도차가 주어지면 상기의 지배방정식의 해를 구할 수 있는데. 본연구에서는 Gauss-Seidel의 연속치환법을 이용하였다. 이와 같이 지배방적식의 해를 구하면 효용관의 면적, 압축펌프의 용량, 각효용관 입출구의 조건 등이 계산된다. 다중효용관 기계식 증기 재압축 증발장치의 최적화를 위하여는 효용관의 전열면적당 가격과 압축펌프의 용량당 가격 그리고 펌프를 운전하는데 필요한 전력의 요금 등의 자료가 요구된다. 총전열온도차에 따른 운전비와 시설비의 합이 최소가 되는 점이 최적 총전열온도차가 되는데 이 점을 구할 때에는 수치적으로 안정한 이분법을 이용하였다. Borland C++를 이용하여 프로그램하였으며 윈도우즈 환경에서 수행되게 하였다. 사용자 쉽게 이용할 수 있게 하기 위하여 각종 필요한 데이터를 입력할 수 있는 Edit box가 화면에 나타나게 하였다. 또한 입력된 데이터를 저장하거나 불려올 수 있는 메뉴, 입력된 데이타를 이용하여 효용관의 면적과 압축기의 용량을 계산하거나 효용관의 수가 주어졌을 때 총전열온도차를 최적화하는 것을 선택할 수 있는 메뉴 그리고 계산 결과를 파일로 혹은 프린트로 출력할 것을 선택할 수 있는 메뉴가 있다. 사용자는 해당되는 데이타를 입력한후 마우스로 원하는 작업의 메뉴를 선택하면 된다.