• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1990년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.28-35
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• 1990

용접은 금속을 접합시키는 공정으로서 용접 결과 원하는 용융부 크기(용융 깊이, 용융 폭)를 달성하여야 하고, 이와 같은 목적으로 준 정상 상태에서 얻고자 하는 용융부 크기를 얻을 수 있는 용접 조건을 찾아 이 조건으로 일정하게 유지하면서 용접을 시행하는 것이 보통이다. 그러나, 이 경우에도 용접 초기와 말기 부분과 같은 과도 상태에서는 얻고자 하는 용융부 크기를 얻을 수 없으므로 용접 중 용융부 크기를 일정한 상태로 유지하기 위해서는 이러한 과도 상태에서는 준 정상상태에서의 용접 조건과 다르게 해 줄 필요성이 있다. 따라서, 본 연구에서는 용융부의 크기를 나타내 주는 온도 분포, 모델을 이용하여 과도 상태에서도 원하는 용융부의 크기를 얻을 수 있도록 하는 최소에너지의 열 입력을 구하는 방법을 제시하고 이로 인한 효과를 알아 보았다.

• 기계저널
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• 제19권4호
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• pp.279-290
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• 1979

Arc Welding의 경우 arc열에 의하여 생성된 용융지(Molten Pool)가 응고하는 과정은 금형주물의 응고과정과 비슷하게 생각되나 실은 응고의 제1단계에서 양자간에 큰 차이가 있다. 즉, 금형에 주입된 용융금속이 응고하는 경우는 금형과 이에 접한 주조금속과는 응고후 별도로 분리할 수 있으며, 양자가 서로 융합해서는 안될 것이다. 이에 반하여 융접의 경우에는 금형속에 있는 용 융금속과 금형이라고 볼 수 있는 모재용융부단면과는 완전히 융합되어야 할 것이다. 금형주조 부분의 응고에서는 금형에 접한 주조금속이 열적과냉각(Thermal Supercooling)을 받아 그 내부에 결정핵이 생성되어 이것이 성장하는 과정을 거칠 것이다. 그러나 융접의 경우에는 일반적으로 용융금속과 모재와는 통일계통의 재료이므로 용융금속에 접한 모재부분 자신이 종자결정(Seed Crystal)와 같은 역할을 하여 용융금속내에 새로히 결정핵을 생성함이 없이 이 위에서 직접 결 정성장이 연행되는 것이다. 이것을 Epitaxial Growth라는 하나 이것이 용접부의 응고에서의 큰 특정인 것이다. 주조, 용접 공히 열절과냉각에 의한 응고의 초기단계를 거치면 합금인 경우 그 후의 응고과정은 주로 조성적 과냉각(Constitutional Supercooling)에 따르게 될 것이다. 이 기 회에 Epitaxy에 관해서 간단히 설명하고저 한다.

• 에너지공학
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• 제25권4호
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• pp.103-109
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• 2016

폴리에틸렌(Polyethylene) 배관은 가요성이 좋고 부식이 되지 않는 등의 장점으로 가스배관 뿐만 아니라 원자력 발전소의 배수관, 석유화학 및 정유사 공정배관 등으로 그 사용범위가 점차 확대되고 있다. 그러나 폴리에틸렌 배관의 연결부를 직접적으로 검사할 수 있는 검사방법이 개발되지 않아서 사용범위를 확대하는데 제한을 받고 있다. 폴리에틸렌 배관의 연결방법은 전기융착 방법과 버트융착 방법으로 구분할 수 있는데 이 중에서 가장 많이 사용하는 방법은 버트융착이다. 버트융착은 배관과 배관을 열판에 맞닿게 하고 일정한 온도 및 압력을 가한 후 열판을 제거하고 용융된 배관의 말단부를 서로 연결하는 방법으로서 별도의 연결구가 필요하지 않아 가장 많이 사용하고 있는 연결방법이다. 버트융착 시에 열판으로부터 열이 용융된 후 압력을 가하면 용융부는 비드를 형성하는 부분과 연결부를 형성하는 부분으로 분리되고 냉각과정을 거쳐 버트융착부가 된다. 본 연구는 연결부를 형성하는 부분에서 열판으로부터 열이 전파되어 용융된 거리를 측정하고 이 결과를 연결부에 대한 건전성 평가 방법 중의 하나로 제시하고자 한다. 외경 225mm, 두께 20.5mm의 중밀도 폴리에틸렌 가스용 1호관의 초음파 속도를 측정한 결과 2,200m/s 였다. 열용융 거리를 측정하기 위하여 열판으로부터 열이 전파되어 폴리에틸렌을 가열하는 시간을 0%~130%까지 변화시켜 시험편을 제작하였다. 또한 정상적인 가열시간(100%의 가열)을 제공하고 스크레핑 처리를 하지 않은 시험편과 토양을 삽입한 시험편 그리고 자갈을 삽입한 시험편과 비닐류를 삽입한 시험편을 제작하였다. 총 20개의 시험편에 대한 열용융 거리를 측정하기 위하여 3.5MHz 및 5.0MHz 센서를 이용하였으며 1개의 시험편에 대하여 총 3곳에서 초음파 탐상을 실시하였다. 열용융 신호를 명확하게 구분하기 위하여 모든 탐상 결과에 대하여 동일한 post image processing을 수행하였고 이미지 레벨, contrast, sharpen 및 threshold를 적용하였으며 결과 탐상은 가장 직관적으로 파악할 수 있는 gray scale로 표현하였다. 탐상 결과 가열시간이 짧은 시험편일수록 융착이 이루어지지 않아 멀티플 에코가 반사되는 영역이 증가하였으며 이 부분을 최대한 배제할 수 있는 위치에서 데이터를 획득하였다. 정상적인 가열시간의 80%인 168초의 시간을 가한 시험편부터 열용융 거리에 대한 반사신호가 뚜렷이 구분되었으며 이 시험편부터 거리 측정을 실시하였다. 가열시간이 정상가열시간의 7%인 15초의 가열시간을 가한 시험편부터 더 낮은 가열시간을 가한 시험편의 경우 융착이 이루어지지 않아서 3곳 모두 데이터 영상을 획득할 수 없었다. 위 실험 결과로 위상배열초음파를 통해 폴리에틸렌 배관 버트융착부에서 열이 용융되어 전파된 거리 측정이 가능함을 확인하였으며 또한 열이 용융되어 전파된 거리 측정을 통해 정상적인 융착과 불완전 융착을 구분할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 광물과 암석
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• 제35권3호
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• pp.199-214
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• 2022

영남육괴는 광역적인 고온-저압의 변성작용과 부분용융을 경험한 한반도 지각을 대표하는 기반암 중 하나이다. 이 논문에서는 지금까지 보고된 영남육괴 고온 변성암류에 기록된 백립암상의 변성작용과 부분용융 과정을 통해 고원생대(1.87-1.84Ga)의 고온조산운동 기록을 살펴본다. 특히 열원으로서의 역할을 담당했던, 산청-하동지역 회장암질 마그마를 비롯한 고철질 화성활동과 고온-저압 변성작용 사이의 시공간적 연계는 영남육괴의 광역변성작용과 지각용융을 이해하는데 필수적인 정보를 제공한다. 지각용융은 주로 함(含)유체 부분용융과 백운모/흑운모의 탈수용융에 의해 발생하였으며, 다양한 형태의 우백대와 우백질 화강암을 형성하였다. 이차이온질량분석기를 활용한 저어콘과 모나자이트의 암석연대학적 결과는 영남육괴의 고온변성작용과 부분용융이 약 1870-1854 Ma의 ~15 Ma 기간 동안 지속되었음을 지시한다. 또한, 초기 차노카이트로 대표되는 유체유입 사건이 약 1840 Ma에 발생하였다. 이와 같이 영남육괴 내에는 고온변성작용과 부분융용, 그리고 유체유입이라는 고온조산대를 대표하는 일련의 지질사건들이 기록되어 있다. 영남육괴에서 확인된 고온조산대는 북중국 지괴에서 흔히 보고되는 고원생대 조산운동과 연계되어 있으며, 고원생대 콜럼비아/누나 초대륙 진화의 최후기 산물이리라 판단된다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2009년도 학술논문요약집
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• pp.63-64
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• 2009

변환시설의 해체 시 발생한 해체폐기물은 2009년 현재까지 약 354톤이며, 이들 중 탱크, 배관, 반응기, 펌프류 동의 해체금속폐기물이 약 191톤으로 54% 를 차지하고 있다. 이들 해체금속폐기물은 제염 처리공정을 통하여 전량 자체처분폐기물로 전환시키는 것을 목표로 두고 있다. 이는 오염된 금속류를 효과적으로 제염한 다음 자체처분시킴으로서 방사성폐기물에 대한 처분비용을 저감할 수 있기 때문이다. 해체금속폐기물 중 스테인레스강 해체폐기물은 질산 용액을 사용한 초음파화학제염공정으로 제염한 후 자체처분폐기물로 53톤을 전환하였다. 탄소강 해체물의 경우 스팀제염공정으로 제염한 결과 제영 효율은 좋았으나 변환시설 가동 중 유지 보수를 위하여 페인팅을 하였던 해체물의 경우 페인트를 제거하지 않을 경우 스팀제염장치로는 제염이 안 되었다. 탄소강 해체금속폐기물은 약 117톤 발생하였으며, 이들 중 모터, 펌프 등을 제외한 제염 대상 폐기물은 약 80톤이며, 이들을 용융 제염 및 감용을 위하여 기초 연구를 수행한 결과를 바탕으로 약 180kg/batch 용량의 금속용융제염 설비를 제작 설치하여 탄소강 해체금속폐기물 용융제염 처리를 수행 중에 있다. 금속용융은 장치가 간단하고 폐기물 처리량이 비교적 적고 단속적인 운전에 매우 효과적인 고주파 유도로를 사용하였다. 용융장치는 고주파 발진장지와 용해로체로 구성된 고주파 유도설비와 냉각계통으로 구성된다. 고주파발진장치는 철제 200kg을 용해할 수 있는 용량을 갖추었으며, 실험 및 실제 처리 등 용해로체의 크기 변경이 필요할 경우에는 고주파발진기의 출력 주파수를 변경할 수 있게 하였다. 용융 장치의 발진기 부분의 입력전원은 3상, 440V, 60Hz 이며, 출력전원은 200kW, 출력주파수는 lkHz, 3kHz, 5kHz로 구성되어 있으며, 회당 180kg 의 폐기물을 용융할 시에는 3kHz로 고정하여 사용하였다. 용해로체 부분 중 고주파유도가열부는 heating coil 및 절연부로 구성되어 있고, 그 외 support frame과 lever로 구성되어 있다. 용해로체와 고주파 발진장치의 냉각을 위한 냉각설비는 냉각기와 냉매의 저장을 위한 저장조로 구성되어 있으며, 냉각기의 용량은 20RT 이다. 용융로체의 직경은 약 28cm로 크기가 큰 해체물의 장입이 어려워 작은 크기로 세절을 해야만 하며，용융로의 용량을 증가시킬 경우 해체물을 작은 크기로 세절하는 비용을 절감할 수 있을 것이다. 용융 중 시료 채취는 매 배치마다 수행하였으며, 그림3과 같은 시료 채취용 주형 틀에 국자모양의 채취기로 채취하였다. 해체물의 용융시 ingot를 생성하기 위해서 주형틀에 용융물을 장입하기 전 시료를 채취하였다 그림4는 생성된 ingot이며, 이들의 방사능 농도는 배치마다 차이는 있지만 최대 0.05 Bq/g 이하로 나타나 자체처분 폐기물로 전량 전환 가능하였다 그림5 는 해체물에 함유된 우라늄과 불순물을 제거한 슬래그로 방사능농도는 약 12Bq/g 으로 나타났으며, 이들의 발생량은 약 3wt% 정도로 폐기물 발생량이 작았다. 따라서 금속폐기물의 경우 용융제염으로 처리할 경우 폐기물 발생량을 최대로 줄일 수 있어 처리 효율이 기타 처리 공정보다 효율적인 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권10호
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• pp.1195-1203
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• 2012

용접은 대형구조물을 제작할 때 영구적 접합을 위해서 많이 사용하는 공정이다. 용접부는 용융부, 부분용융부, 열영향부로 나누어지며 각각의 영역들은 다른 재료물성을 가지게 된다. 또한 용접부는 용접비드 형상에 따라 기계적 신뢰성이 많이 차이 난다. 따라서 정밀한 구조해석을 수행하기 위해서는 이러한 국부적인 용접부의 특성을 잘 고려해야 한다. 본 연구에서는 이러한 용접부의 효과적인 모델링 방법에 대하여 제안하고자 한다. 특히 하중을 받는 구조물에 잘 일어나는 세 가지 변형모드(인장모드, 굽힘모드, T-굽힘모드)에 대하여 용접부를 정밀하게 모델링하는 방법을 제안하였다. 대형구조물의 구조해석을 통하여 제안된 모델링 방법이 변형, 응력분포 등을 좀 더 정밀하게 묘사해 줌을 해석적으로 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.69-69
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• 2011

태양열 발전 플랜트에 사용되는 중고온 범위의 축열조에 고체-액체간 상변화를 수행하는 용융염을 축열물질로 사용하면 액체상 또는 고체상만으로 된 열저장 매체에 비해 축열조의 규모를 축소함과 동시에 축열온도의 균일성 향상에 기여할 수 있다. 중온인 $250{\sim}400^{\circ}C$ 범위에서 이용 가능한 용융염으로는 질산칼륨($KNO_3$), 질산리튬($LiNO_3$)등이 있다. 그러나 이러한 용융염의 가장 큰 단점은 열전도율이 매우 낮다는 것이며, 이로 인해 요구되는 열전달률을 성취하기 위해서는 많은 열접촉면적이 필요하다는 것이다. 이러한 단점을 극복하는 방법을 도입하지 않고서는 축열시스템의 소규화를 성취하는데 큰 효과를 가져올 수 없다. 한편 열수송 성능이 탁월한 히트파이프를 사용하면 열원 및 열침과 축열물질 사이의 열전달 효율을 증가시켜 시스템의 성능 향상과 동시에 소규모화에 기여할 수 있다. 중온 범위 히트파이프의 작동유체로서 다우섬-A(Dowtherm-A)는 $150^{\circ}C$이상 $400^{\circ}C$까지의 범위에서 소수에 불과한 선택적 대안 중 하나이다. 따라서 본 연구에서는 용융염을 사용하는 중온 태양열축열조에 적용 가능한 다우섬-A 히트파이프의 성능을 파악하여 기술적 자료를 제시하고자 하였다. 열원으로는 고온 고압의 과열증기, 그리고 열침으로는 중온의 포화증기를 고려하였다. 용융염 축열조를 수직으로 관통하는 히트파이프는 하단부에서 열원 증기와 열교환 가능하며, 중앙부에서 축열물질과 열교환하고, 상단부에서는 중온 증기와 접촉할 수 있도록 배치하였다. 축열모드에서는 히트파이프의 하단부가 증발부로 작동하고, 중앙부가 응축부로 작동하여 용융염으로 열을 방출하면 용융염의 온도가 상승하고 용융점에 도달하면 액상으로의 상변화가 진행되면서 축열이 활성화된다. 축열모드에서 히트파이프의 상단부는 단열부로 작동한다. 방열과정에서는 히트파이프의 하단부가 단열된 상태이고, 중앙부는 용융염으로부터 열을 받아 증발부로 작동하며, 상단부는 중온 증기로 열을 방출하므로 응축부로 작동한다. 즉, 축열시스템의 작동모드에 따라 하나의 히트파이프에서 증발부, 응축부, 단열부의 위치가 변하게 된다. 특히, 히트파이프의 중앙 부분이 응축부에서 증발부로 전환될 때에도 작동이 보장되려면 내부 작동유체의 연속적인 재순환이 가능해야 하므로, 일반 히트파이프에서와는 달리 초기 작동액체의 충전량을 증발부 전체의 체적보다 더 많이 과충전해야 한다. 이러한 히트파이프의 성능 파악을 위한 실험에서 고려한 변수들은 열부하, 작동액체의 충전률, 작동온도 등이며, 열수송 성능의 지표로서는 유효열전도율과 열저항을 이용하였다. 중온범위에서 적정한 작동온도를 성취하기 위해 실험에서는 전압 조절기로 열부하를 조절하는 동시에 항온조로 응축부의 냉각수 입구 온도를 제어하였다. 하나의 히트파이프에 대해서 최대 1 kW까지의 열부하에서 냉각수 입구 온도를 $40^{\circ}C$에서 $80^{\circ}C$ 범위로 변화시키면 히트파이프 작동온도를 약 $250^{\circ}C$ 내외로 조절 가능하였다. 히트파이프 작동액체 충전률은 윅구조물의 공극 체적을 기준으로 372%에서 420%까지 변화 시켰다. 실험 결과를 토대로 열저항과 유효 열전도율을 각각 입력 열유속, 작동온도, 작동액체 충전률 등의 함수로 제시했다. 동일한 냉각수 온도에서는 충전률이 높을수록 히트파이프의 작동온도가 감소하였다. 열저항 값의 범위는 최소 $0.12^{\circ}C/W$에서 최대 $0.15^{\circ}C/W$까지로 나타났으며 유효 열전도율의 값은 최소 $7,703W/m{\cdot}K$에서 최대 $8,890W/m{\cdot}K$까지 변화했다. 최소 열저항은 충전률 420%인 경우에 나타났는데 이때의 작동온도는 약 $262^{\circ}C$이었다. 히트파이프의 작동한계로서 드라이아웃(dry-out)은 충전률 372%의 경우에 열부하 950 W에서 발생하였으나, 그 이상의 충전률에서는 열부하 1060 W까지 작동한계 발생이 관찰되지 않았다. 실험 결과 본 연구에서의 히트파이프는 중온 태양열 축열조에 적용되어 개당 약 1 kW의 열부하를 이송하면서 축열물질 및 축방열 대상 유동매체와 열교환을 하는데 사용하는데 충분할 것이라 판단된다.

• 암석학회지
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• 제18권2호
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• pp.153-169
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• 2009

화천군 구운리 일대에 분포하는 각섬석 반려암-황반암-섬록암 복합체는 암체의 중앙부에 각섬석 반려암체가 넓게 분포하고 소규모로 산출되는 섬록암이 가장자리를 따라 분포하며, 이들 두 암상의 경계부를 따라 맥상으로 관입한 황반암이 존재하는 누대분포 양상을 하고 있다. 복합암체의 중앙부에 분포하는 각섬석 반려암체 또한 휘석의 가상조직을 가지며 아구형의 각섬석 반정을 주요 유색광물로 가지는 각섬석 반려암(Sag)이 주상형의 각섬석을 주요 유색광물로 갖는 각섬석 반려암(Pag)을 둘러싸는 누대분포 양상을 하고 있다. 이러한 누대분포양상은 두 가지 서로 다른 지질학적인 작용에 의해서 형성되었다. 섬록암, 황반암 및 각섬석 반려암 사이에서 관찰되는 누대분포 양상은 동일 근원암으로부터 정도를 달리하는 부분용융에 의해 생성된 서로 다른 마그마의 관입에 의해 생성된 반면에, 복합암체의 중앙부에 분포하는 각섬석 반려암체내에서 관찰되는 Sag와 Pag 사이에서 관찰되는 누대분포 양상은 동일한 마그마로부터 암체 내부를 향해 일어난 분별정출 작용의 결과로 형성되었다. 각섬석반려암, 황반암 및 섬록암에서 관찰되는 광물 조성 및 지화학적인 특징은 이들 암석들이 판 경계부에서 다량의 물을 포함한 휘발성 유체가 유입된 부화된 맨틀물질의 부분용융에 의해 생성된 것임을 지시한다.

• 자원환경지질
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• 제49권4호
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• pp.315-323
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• 2016

본 연구는 경기육괴 남서 연변부 홍성지역에 발달하는 편마암 내 돔 구조를 보고한다. 서해안 제1봉 오서산 주변으로 발달하여 오서산 돔으로 명명된 이 편마암 돔은 주로 신원생대-고생대의 정편마암 및 준편마암, 변성염기성화산암, 변성조립현무암으로 주로 구성된다. 이들 암석들은 혼성암화작용을 경험하였으며, 내부에는 부분용융에 의해 형성된 우백질(화강암질) 물질이 엽리면을 절단하거나 이에 평행한 패치 혹은 광맥의 형태로 빈번하게 관입되어있다. 오서산 돔은 전체적으로 동심 구조 및 외부를 향하는 내부 엽리를 보이나, 일부 영역에 발달하는 엽리는 복잡한 방향 변화를 보이거나 내부를 향하는 형태를 보이기도 한다. 그간 오서산 돔 내부에서 보고된 암석학적, 연대학적 정보들을 종합해보면, 오서산 돔은 후기 트라이아스기에 빠르게 상부지각으로 융기하였으며 이와 유사한 시기에 일부 부분용융작용 및 화강암의 관입을 경험하였다. 더불어 주변으로는 후기 트라이아스기의 운동동시성 화강암에 의해 관입되어 있는 확장성 전단대 및 퇴적분지 발달이 보고된 바 있다. 이러한 양상은 오서산 돔이 후기 트라이아스기 확장성 운동 및 이에 수반된 다이어퍼 상승흐름과 연관되어 형성되었을 가능성을 지시할 수 있다. 또 다른 시각에서 편마암 내 돔 구조의 발달이 후기 트라이아스기~중기 쥬라기 퇴적분지의 구조역전 과정에서 1) 충상단층 내지는 역단층에 수반되었거나, 2) 독립적인 습곡들의 상호 간섭에 의해 야기되었을 가능성 역시 배재할 수는 없다. 하지만 돔의 북측 날개부가 후기 트라이아스기 화강암에 의해 절단되어 있는 양상이나 남측 날개부가 압축변형 과정에서 재활성된 단층에 의해 절단되어 있는 양상을 미루어 보았을 때, 편마암 내 돔 구조의 발달 시기는 후기 트라이아스기 혹은 그 이전일 가능성이 높다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.256-261
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• 2001

Corrosion and tensile properties of zircaloy-4 cladding tube having a laser welding part in elevated temperature are studied to present the criterion of quality evaluation in nuclear reactor and to found the scientific basis of SCC, with laser welding method using by coupling up cladding tube to end cap. In the result of tensile test($400^{\circ}C$), the fracture is not happened in the welding part but base metal and the result of corrosion test($400^{\circ}C$ 1500psi steam), corrosion rate of the molten zone and PMZ is a little higher than the other zone.