• 한국표면공학회지
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• 제50권1호
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• pp.46-54
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• 2017

Marcel Pourbaix에 의해 만들어진 Eh-pH 도표는 화학적으로 안정한 상을 pH와 전위 (Potential or Eh)의 관점으로 도시한 것으로서 수용액 내에서 일어나는 화학반응을 부식-방식의 관점에서 이해하데 유용하게 사용되어 왔다. pH (potential of hydrogen)는 수소이온의 농도의 함수이며, Eh는 표준수소전극 (SHE, standard hydrogen electrode) 에 대한 전위를 나타낸다. 수용액에서의 도금 반응은 부식반응의 역반응이라 할 수 있으므로 도금반응도 이 도표를 이용하면 반응에 대한 열역학적 예측이 가능하다. 국내외 전기화학 및 표면공학 관련 교재들을 보면 Eh-pH 도표로 대표되는 열역학이나 분극곡선으로 대표되는 속도론에 대한 설명은 주로 부식의 관점에서 설명이 되어있어 도금을 공부하는 학생들에게는 직접적인 이해가 쉽지 않은 것이 사실이다. 저자는 출연연구소에 근무하면서 새로 들어오는 학연생(대학원생)들의 Eh-pH 도표에 대한 이해도를 알아보면 이 도표를 이해하고 이용할 줄 아는 학생이 거의 없다는 점을 안타깝게 여겨왔다. 최근에는 단순한 금속 도금이 아니라 나노 분말 합성, 반도체 물질 합성 등 여러 가지 공정기술과 응용기술이 수용액에서의 산화-환원 반응을 이용하고 있기 때문에 Eh-pH 도표의 중요성은 더해가고 있음을 느끼고 있었다. 그러던 중, 일본의 표면 처리 학술지인 표면기술(表面技術) (2013년, 64권 2호)에 'Eh-pH 도표의 표면기술에의 응용'이라는 제하의 소특집이 발간되었다. 이 소특집은 6편의 논문으로 되어 있었다. 저자는 이 소특집을 읽는 순간 이 논문들을 번역하여 표면공학회지에 소개를 하면 도금이나 전기화학을 공부하는 학생들에게 큰 도움이 될 것이라는 생각을 하였다. 본 기술해설 논문은 저자가 이 소특집에 게재된 논문을 번역하고 일부 내용은 저자의 의견으로 가감하여 표면공학회 학생 회원 및 기업의 연구원들에게 소개하기 위하여 저역을 한 것이다. 이 논문은 매 호 한편씩 소개할 예정이며, 원문을 읽고 싶다면 표면기술(表面技術)을 참조하길 바란다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.30-30
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• 2018

스마트 도금공장을 구축하기 위해서는 도금액 내부의 화학 물질 농도 변화를 측정할 수 있는 화학 센서 기술이 필수적으로 요구된다. 와트욕은 대표적인 고속 니켈 도금액 중 하나로 기본적으로 황산니켈, 염화니켈, 보릭산의 염과 함께 케리어(type-1 광택제), 광택제(type 2-광택제), 응력 제어제 등의 유기 첨가제로 구성되어 있다. 이러한 유기 첨가제는 전차된 니켈층의 두께 균일도, 조도, 미세 구조, 내부 응력 등 다양한 특성을 제어하며, 정밀한 농도 관리가 필수적으로 요구되나, 분석 기술의 부재로 인하여 지금까지도 대부분의 액관리는 할셀법이나 작업자의 경험에 의존하고 있다. Cyclic voltammetry stripping(CVS) 방법은 전기화학 분석 과정에서 나타나는 첨가제의 가속, 감속 특성 등과 여기에 수반되는 stripping peak의 변화를 이용하여 개별 첨가제의 농도를 측정하는 방법이며, 지금까지 인쇄회로기판의 비아필 공정, 전해 동박 제조, 반도체 배선 등 구리도금 산업 전반에 걸쳐 첨가제 관리에 효과적으로 적용되고 있다. 그러나 수소 발생으로 인한 stripping 효율 문제로 인하여 니켈, 주석, 아연 등 표준 환원 전위가 높은 금속 도금액 내부 첨가제 농도 측정은 아직 어려운 상황이다. 본 연구에서는 이 문제를 극복하기 위해 염소를 과량 첨가한 구리 도금액을 CVS 분석의 base 용액으로 이용하여 니켈 도금액 내부 여러 광택제 (polyetylene glycol(PEG) 계열, thiourea 계열, 2-butyne-1,4-diol 등) 농도를 측정하는 법을 제시하였다. 제시된 방법은 CVS 분석 과정에서 구리-염소 사이의 상호 작용으로 인해 생성되는 3가지 stripping peak의 상대적인 크기 변화가 첨가제 농도에 따라 영향을 받는다는 사실에 기반하였다. 본 연구에서는 여기에 관한 원인에 대해 고찰하였으며, 제시된 방법을 통해 광택제 계열 첨가제 농도 측정을 선택적으로 할 수 있다는 것을 증명하였다.

• 전기화학회지
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• 제8권1호
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• pp.6-11
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• 2005

직접보로하이드라이드 연료전지는(direct borohydrides fuel cell. DBFC) 직접메탄을 연료전지가 갖는 메탄을 크로스오버(crossover)문제를 해결할 수 있어서, 휴대용 및 이동용 전원으로 활용하기 위하여 새롭게 대두되고있는 연료전지이다. 본 논문에서는 직접보로하이드라이드 연료전지의 전극제조 공정 확립을 위하여 여러 가지의 연료극 및 공기극 촉매를 선정하고 열가압법 (hot pressing)으로 전극을 제조하여 이에 대한 성능 특성을 고찰하였다. 공기극 촉매로는 Pt/C와 Pt black을 사용하였고, 연료극 촉매로는 Pt/C. Pt black, Au/C, $AB_5$ alloy를 사용하였다 제조된 전극 촉매는 XRD, SEM, EDS 등을 통한 특성 분석과 단위전지 운전을 통하여 I-V특성 분석이 이루어졌다. 다양한 촉매 조합을 통하여 촉매별 단전지 테스트를 한 결과 공기극 및 연료극 촉매를 Pt/C로 했을 때 가장 높은 성능인 366mW/mg을 얻을 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.145-151
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• 2004

본 논문은 5 GHz 대역의 저위상잡음 특성을 갖는 모두 집적화된 LC Tank 전압제어 발진기를 설계 제작하였다. 제작된 전압제어발진기는 PN 다이오드를 사용하여 튜닝되며, 제어 전압 0∼3 V 하에서 튜닝 범위는 5.01∼5.30 GHz의 290 MHz 튜닝 범위를 가진다. 우수한 위상 잡음 특성을 얻기 위해 LC 필터링 기법을 이용하여 전류 전원 트랜지스터의 열잡음의 상향 변환을 막았다. 측정 결과 위상잡음은 -87.8 dBc/Hz＠100 kHz offset, -111.4 dBc/Hz＠1 MHz offset의 우수한 특성을 보였다. 또한 LC 필터로 인해 약 5 dB의 위상잡음 특성이 개선됨을 알 수 있었으며, 이는 HBT 공정을 이용한 최초의 실험적 결과이다. 제작된 전압제어 발진기의 FOM은 -172.1 dBc/Hz이며, 이는 5 GHz 대역의 InGaP HBT VCO 중 최고의 성능이다. 또한 본 논문에서 제안한 발진기는 기존의 InGaP HBT를 이용한 VCO에 비해 더 낮은 DC 전력을 소모하며, 더 높고 평탄한 출력 전력 특성을 보였다.

• 한국재료학회지
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• 제28권2호
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• pp.75-81
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• 2018

An ultra-high temperature ceramic, tantalum carbide, has received much attention for its favorable characteristics: a superior melting point and chemical compatibility with carbon and other carbides. One drawback is the high temperature erosion of carbon/carbon (C/C) composites. To address this drawback, we deposited TaC on C/C with silicon carbide as an intermediate layer. Prior to the TaC deposition, the $TaCl_5-C_3H_6-H_2$ system was thermodynamically analyzed with FactSage 6.2 and compared with the $TaCl_5-CH_4-H_2$ system. The results confirmed that the $TaCl_5-C_3H_6-H_2$ system had a more realistic cost and deposition efficiency than $TaCl_5-CH_4-H_2$. A dense and uniform TaC layer was successfully deposited under conditions of Ta/C = 0.5, $1200^{\circ}C$ and 100 torr. This study verified that the thermodynamic analysis is appropriate as a guide and prerequisite for carbide deposition.

• 폴리머
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• 제35권2호
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• pp.136-140
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• 2011

니트릴 가교 과불소고무와 과산화물 가교 과불소고무의 내플라즈마 특성을 평가하기 위해 고온상태에서 $NF_3$, $O_2$ 리모트 플라즈마에 노출된 과불소 고무 재질의 오링(O-ring)에 대해 각각의 무게 손실 및 표면 특성을 확인하였다. 이를 위해 컴파운드는 반도체 및 LCD 생산라인에서 적용되고 있는 오링/씰 제조를 위한 전형적인 처방에 맞춰 설계하고 오픈 롤을 사용하여 혼련작업을 실시하였으며, 이후 열프레스로 작업한 후 오븐을 이용한 후가교 공정을 거쳐 최종 오링 형태로 제조하였다. 가교된 과불소고무 오링을 고온 플라즈마 환경에 노출시킨 후 무게 감량 및 표면 특성 변화를 전자 저울 및 주사전자현미경을 사용해 관찰하였다. 그 결과, 과불소고무의 가교타입, 필러 시스템, 플라즈마의 종류에 따라 무게 손실과 표면 상태의 변화가 상당한 수준으로 발생되는 것을 확인하였다.

• 청정기술
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• 제12권4호
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• pp.198-204
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• 2006

생분해성 고분자인 폴리카프로락톤을 반응개시제를 첨가하여 반응압출법으로 개질시켰다. 개시제의 함량은 중량 백분율로 0.1, 0.3, 0.5 그리고 1.0% 이었고 이축압출기의 온도는 $130{\sim}180^{\circ}C$로 운전하였다. 개질된 폴리카프로락톤에 대한 열분석, 분자량 분석, 기계적 강도 측정, 유변학적 특성 및 생분해도 연구를 수행하였다. 개질된 폴리카프로락톤은 순수 폴리카프로락톤과 비교하여 여러 물성에서 차이를 보였다. 개시제 1% 개질 폴리카프로락톤은 약 20%의 결정화도 감소, 약 50%의 인장탄성률 상승을 보였고, 복합점도, 유변학적 특성인 저장탄성률 및 손실탄성률의 큰 증가를 보여주었다. 0.1%의 가장 적은 개시제로 개질된 폴리카프로락톤의 생분해도는 순수 폴리카프로락톤과 비슷한 생분해도를 보였으나, 나머지는 생분해도가 증가하였다.

• 한국물환경학회지
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• 제31권2호
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• pp.151-158
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• 2015

The aim of this research is to derive an optimum operating condition for the thermal solubilization equipment that is employed to increase concentration of soluble organic materials and to assess whether it would be possible to use the waste sludge generated by thermal solubilization reaction as an external carbon source in biological denitrification process. For the purpose, we have constituted a laboratory-size thermal solubilization equipment and have assessed thermal hydrolysis efficiency based on various reaction temperature and reaction time. We have also derived SDNR using the waste sludge generated by thermal solubilization reaction through a batch experiment. As a result of research, the highest thermal hydrolysis efficiency of about 42.8% was achieved at $190^{\circ}C$ of reaction temperature and at 90 minutes of reaction time. And when SDNR was derived using the waste sludge, the value obtained was $0.080{\sim}0.094\;g\;NO_3{^-}-N/g\;MLVSS{\cdot}day$, showing SDNR that is higher than that obtained by the results of existing researches that used common wastewater as an external carbon source. Accordingly, in view of the fact that food wastes vary quite a bit in characteristics based on the area they are generated from and seasonal change, it seems that a flexible operation of thermal solubilization equipment is required through on-going monitoring of food wastes that are imported to food wastes recycling facilities.

• 한국습지학회지
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• 제22권4호
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• pp.239-244
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• 2020

혐기성소화조에서 발생하는 바이오가스는 열과 전력을 생산하는데 사용되기 전에 불순물, 특히 황화물 제거 공정이 수반 되어야 한다. 본 연구에서는 시설용량 46,000㎡/d의 하수처리장을 대상으로 습식스크러빙 장치를 활용하여 운전 조건의 변화에 따른 메탄감소율과 황화수소 및 이산화탄소의 제거율을 평가하였다. 부분순환에서 장치 유입전 평균 59.7%의 CH₄은 처리후 57.4%로 감소하여 3.9%의 감소율을 나타내어 마이크로버블 산화에도 불구하고 천천히 기화되는 것을 알 수 있었다. CO₂의 경우 38%가 장치로 유입되어 32%로 배출됨에 따라 15.8%의 제거율을 나타냈다. 1,400ppm의 H₂S는 DIWS장치로 유입되어 334ppm으로 배출되어 76.1%의 감소율을 나타냈다.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2008년도 정기학술발표대회 논문집
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• pp.262-267
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• 2008

1970년대부터 고도의 산업발전을 이루기 시작한 국내 건설현장에서 저렴한 공사비용 및 간편한 시공성 등을 장점으로 샌드위치패널을 활용한 건축물이 급격하게 증가하는 실정이다. 하지만 샌드위치 패널의 시공을 담당하는 기업들은 대형 건설기업보다 중소건설업체에서 시공하기 때문에 생산성 향상을 위한 연구가 부족한 상황이다. 본 연구는 샌드위치패널공사현장을 실사하여 작업조별 작업싸이클을 분석하고 Web-Cyclone을 이용한 모델링을 구축하여, 각 작업조별 생산성 및 공사금액을 분석하였다. 이를 활용하여 샌드위치패널공사의 작업조 생산성 정보를 상대적으로 연구가 부족한 국내 중 소규모 전문건설업체들이 자신들의 현장 특성에 적합한 샌드위치패널공사의 생산성 및 공사금액을 예측 및 적용할 수 있을 것이다. 또한 본 연구에서 작성한 모델링을 기반으로 유사한 공정에 대하여 시뮬레이션을 모델링화하는데 적용될 수 있을 것으로 예상된다.