• Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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• v.11 no.2
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• pp.31-37
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• 2011

Understanding of the phase distribution in a multi-phase polycrystalline material is important because it can affect material properties and mechanical behaviors significantly. In this research, probability functions (two-point correlation and lineal-path functions) are used to represent the phase distributions of microstructures. The two-phase microstructures with random phase distribution are reconstructed using probability functions and compared with original samples. Mechanical behaviors of the virtual samples for different directions are evaluated using a finite element method. It is confirmed that microstructures with the same statistical characteristics can be generated using the reconstruction method. It is also demonstrated that the characteristics of the probability functions and mechanical reponses between the original and reconstructed microsturctures are statistically identical.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.31 no.3
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• pp.133-140
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• 2018

This paper is concerned with the 2-D micostructure generation for $Ni-A{\ell}_2O_3$ dual-phase composite materials and the numerical analysis of mechanical characteristic of hierarchical models of microstructure which are defined in terms of the scale of microstructure. The microstructures of dual-phase composite materials were generated by applying the mathematical RMDF(random morphology description functions) technique to a 2-D RVE of composite materials. And, the hierarchical models of microstructure were defined by the number of Gaussian points. Meanwhile, the volume fractions of metal and ceramic particles were set by adjusting the level of RMD functions. The microstructures which were generated by RMDF technique are definitely random even though the total number of Gaussian points is the same. The randomly generated microstructures were applied to a 2-D beam model, and the variation of normal and shear stresses to the scale of microstructure was numerically investigated. In addition, through the crack analyses, the influence of RMDF randomness and Gauss point number on the crack-tip stress is investigated.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.36 no.1
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• pp.97-105
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• 1999

In the binary system of SiC and carbon, porosity and pore size distribution of green body was controlled by varying pH, by the addition of polyelectrolyte dispersants, and by using different particle size of starting powders. The preforms having different green microstructure were fabricated by slip casting from suspensions having different dispersion condition. The reaction bonding process was carried out for these preforms. The condition of reaction bonding was 1600$^{\circ}C$ and 20 min. under vacuum atmosphere. The analyses of optical and SEM were studied to investigate the effect of green microstructure on that of reaction bonded silicon carbide and subsequently the mechanical properties of sintered body was investigated. Different green microstructures were obtained from suspensions having different dispersion condition. It was found that the pore size could be remarkably reduced for a fine SiC(0.5$\mu\textrm{m}$). The bimodal microstructure was not found in the present study, which is frequently observed in the typical reaction bonded silicon carbide. It is considered that the ratio between SiC and C was responsible for the formation of bimodal microstructure. For the preform fabricated from the well dispersed suspension, the 3-point bending strength of reaction-bonded silicon carbide was 310${\pm}$40 MPa compared to the specimen fabricated from relatively agglomerated particles having lower value 260${\pm}$MPa.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.215.1-215.1
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• 2010

가스 하이드레이트는 작은 고체 부피 내에 막대한 양의 가스를 저장할 수 있다는 특성으로 인하여, 최근 천연가스 혹은 메탄의 저장 매체로 활용하기 위한 연구가 활발히 진행중에 있다. 하지만 실제 응용을 위해서는 미세구조 분석이 수행되어 하이드레이트 형태로 저장할 수 있는 정확한 저장 용량을 파악할 필요가 있다. 본 연구에서는 여러가지의 고리형 에테르, 고리형 에스테르 및 고리형 케톤 화합물들을 테스트하여 메탄 가스와 반응하는 6가지의 새로운 sII 혹은 sH 하이드레이트 형성제를 파악하였다. 또한 새로이 발견된 형성제 모두에 대하여 하이드레이트 상평형도 측정하였다. 얻어진 상평형 데이터는 하이드레이트 안정영역과 게스트 분자 크기 간에 뚜렷한 상관관계가 있음을 입증하였다. 아울러 형성된 하이드레이트 샘플은 고체 분말 X-선 회절과 고체상 13C NMR 분석을 수행하여 하이드레이트 구조와 게스트 포집률을 조사하였다. 마지막으로, 비슷한 화학 구조식을 갖고 있음에도 2-methyltetrahydrofuran과 3-methyltetrahydrofuran, 혹은 4-methyl-1,3-dioxane과 4-methyl-1,3-dioxolane은 서로 다른 하이드레이트 결정 구조를 보여 주었는데, 이러한 차이는 하이드레이트 결정 구조를 결정짓는 게스트 분자 크기, 즉 임계 게스트 분자 크기를 파악하는 데에도 매우 유용한 정보를 제공할 수 있을 것이라 판단된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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• pp.224-224
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• 2010

야금학적 정련은 태양전지 소재인 실리콘의 저가화를 통한 태양전지의 단가를 낮추는데 유망한 공정이다. 이중에서도 실리콘의 전자빔정련은 고순도의 실리콘 정련에 효과적인 기술이다. 본 연구에서는 전자빔용융법을 이용하여 실리콘 정련을 수행하였으며, 제조된 실리콘의 미세구조 및 분순물농도를 측정하였다. 고진공의 챔버 하부에 수냉동도가니가 위치해있고, 상부에 100 kW출력의 전자총이 설치되었다. 실리콘은 분쇄 및 세척과 같은 전처리 없이 수냉동도가니에 250g 이 장입되었다. 전자빔때턴은 소프트웨어를 통한 헌혈, 나선형의 경로(path)와 원형의 형상(Shape)이 결합하여 원형패턴과 나선형패턴의 형상으로 실리콘에 조사되었다. 전자빔의 출력을 15 kW로 실리콘을 용융하였고 분당 0.5 kW의 속도로 서냉하였다. 제조된 실리콘은 지름 100 mm, 높이 25 mm의 버튼형상이었으며, 횡방향으로 절단하여 미세구조와 불순물거동을 분석하였다. 미세구조는 광학현미경 (OM) 과 전자현미경 (SEM)을 통하여 관찰하였고 불순물거동은 유도결합플라즈마 분광분석기(ICP-AES) 을 통하여 분석하였다. 장입된 실리콘의 초기순도는 99.5 %이고, 전자빔정련 공정 후 99.996 %까지 향상되었다. 전자빔패턴을 이용한 고순도 실리콘의 정련은 태양전지 소재 개발에 유망한 기술로 활용될 것이다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.30 no.1
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• pp.23-30
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• 2017

Since shape, size and distribution of particles in particulate composites have spreaded characteristics, properties of particulate composites have variation and also system behavior using particulate composites have variation. However, it is difficult to consider spreaded characteristic of particles so that a system behavior is analysed using homogeneous techniques or using microstructure in local areas. In this study, for considering random variation of particles, RMDFs(random morphology description functions) are used to generate random microstructure and relationship between the number of gaussian functions and spreaded characteristic of particles was analysed using the geometrical moment of area. Also, multi-scale analysis was carried out for cantilever beam with full-random microstructure to study behavior of particulate composites structure. As a result, it is defined that spreaded characteristic of particles and the variation of deflections of cantilever beam are decreased as the number of Gaussian functions(N) is increased and converges at N=200.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.6 no.1
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• pp.53-58
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• 2003

It is well known that the anode substrate of anode-supported type SOFC should have high electrical conductivity and high gas permeability to minimize the polarization loss of the cell performance during operation. In this study, we made anode substrates of SOFC with two different methods, which gave different anode microstructures, especially different pore structures with each other. We performed electrical and microstructural characterization of Ni/YSZ cermet anode via extensive measurements of its electrical conductivity and gas permeability combined with adequate image analysis based on quantitative stereological theory

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.461-461
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• 2011

최근의 나노기술의 발전과 함께 나노미터크기의 물질들의 물성과 미세구조 등을 분석하기 위한 노력들이 활발히 이루어지고 있다. 투과전자현미경(transmission electron microscope; TEM)은 나노물질의 미세구조 관찰, 화학성분 분석, 전자기적 특성평가가 가능한 초정밀 분석장비이다. TEM 관찰을 위한 시편의 제작방법중 TEM 그리드(grid)를 사용하는 방법은, 분석하고자 하는 물질을 망(mesh) 형태의 그리드에 도포하여 샘플을 준비하는 방법으로 다른 방법에 비해 아주 빠르고 간편한 장점이 있다. 그러나 TEM 그리드에 나노물질을 분산/도포하여 공중에 떠있는 형태로 샘플을 제작하려면, 나노물질이 mesh 사이로 빠져나오지 않도록 그리드 mesh의 간격이 아주 미세하여야 하는데, 일반적으로 mesh의 크기가 미세할수록 그리드의 가격은 높아진다. 또한 기존에 사용되고 있는 비정질 탄소박막으로 덮여진 그리드는 극미세 크기의 나노물질 및 탄소나노물질을 분석할 경우, 고해상도의 TEM상을 얻는데 한계가 있다. 한편 그래핀은 2차원의 육각판상의 구조로 탄소원자가 빼곡히 채워진 흑연 한 층의 나노재료이다. 이는 원자단위 두께로 가장 얇은 물질로서 기계적 강도가 우수하여 지지막으로의 응용이 가능하다고 알려져 있다. 따라서 TEM grid막으로 사용할 경우 기존의 고가의 미세한 mesh가 형성된 그리드를 사용하지 않아도 나노물질을 효과적으로 분석할 수 있을 것으로 예상 된다. 본 연구에서는 열화학증기증착법(thermal chemical vapor deposition; TCVD)을 이용하여 300 nm 두께의 니켈박막이 증착된 기판위에 대면적으로 합성한 그래핀을 TEM 관찰용 그리드 위에 전사(transfer)함으로써 나노물질이 그리드 mesh사이로 빠져나오지 않는 저가의 TEM 그리드 제작 방법 및 응용 가능성에 대하여 보고한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2007.04a
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• pp.122-123
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• 2007

Bias voltage를 달리하여 cathodic arc plasma 방법으로 Si 기판 위에 성장시킨 TiCrAlSiN 코팅막의 미세구조를 투과전자현미경으로 관찰하였다. -200 V에서 0 V로 bias voltage가 변화함에 따라 'nano-multilayered' 구조가 무너지면서 '주상형(columnar)'구조로 코팅막의 미세구조가 변함을 알 수 있었고, EDS line scan을 통해 multilayer의 화학적 조성 변화를 확인하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.8
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• pp.660-667
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• 1997

AI-Mg-합금의 용융산화에 의해 생성되는 AlO$_{2}$O$_{3}$-복합재료의 미세구조에 미치는 합금원소의 영향을 연구하였다. AI-1Mg 합금과 AI-3Mg 합금을 기본으로하여 Si, Zn, Sn, Cu, Ni, Ca, Ce를 1, 3, 5 %를 무게비로 첨가하였다. 각 합금을 1473K에서 20시간 유지하여 산화시킨 후 산화층의 거시적 형상과 미세구조를 광학현미경으로 관찰하였다. 각 미세구조의 상분율을 상분석기로 측정하였다. 산화층의 최첨단면은 SEM과 EDX로 관찰하고 분석하였다. Cu나 Ni를 첨가한 합금으로부터 성장한 산화층의 미세구조가 가장 치밀하였다. Zn이 포함된 합금으로부터 성장한 산화층 최첨단 성장면에는 ZnO가 관찰되었다. Zn이 포함되지 않은 다른 합금의 성장 전면에는 항상 MgAi$_{2}$O$_{4}$상이 관찰되었다.