나노클레이는 높은 종횡비와 불연성, 나노 스케일의 크기로 인해 고분자 나노복합체의 첨가물로 널리 이용되고 있다. 최근엔 나노클레이를 폴리우레탄 폼에 적용함으로써, 열적 특성 및 기계적 특성이 향상되었다는 연구결과들이 있다. 본 연구에서는 폴리우레탄 폼의 물성에 대한 나노클레이의 농도와 초음파 분산의 효과에 대해 기술하였다. 제조된 나노클레이/폴리우레탄 폼의 특성은 복원시간, 압축변형, 셀의 모양 및 인장 실험 등을 통해 분석되었다. 그 결과, 초음파처리는 나노클레이의 분산에 매우 효과적이었고, 소량 첨가 시에는 폼 물성의 향상을 보였으나, 3 wt% 이상의 나노클레이 첨가는 오히려 물성의 저하를 초래함을 확인할 수 있었다. 특히, 초음파를 통해 분산시킨 20A 나노클레이 1 wt%가 첨가된 폴리우레탄 폼이 균일한 셀 사이즈와 뛰어난 치수안정성 등의 가장 최적화된 물성을 나타내었다. 본 연구결과는 건축용 단열재 등의 제조에 적용할 수 있을 것이다.
As the product lifecycle is getting shorter and various models should be released to respond to the needs of customers and markets, automation-based flexible production line has been recognized as the core competitiveness. According to these trends, system vendors supply cell-level systems such as FMC(Flexible Manufacturing Cell) that is integration of core functions of FMS(Flexible Manufacturing System) and RMC(Reconfigurable Manufacturing Cell) that can easily extend components of FMC. In the cell-based environment, flexible management for shop floor composed of existing job shop, FMCs and RMCs from various system vendors has emerged as an important issue. However, there could be some problems on integrated operation between heterogeneous cells to use vendor-specific cell controllers and on seamless information flow with high level systems such as ERP(Enterprise Resource Planning). In this context, this paper proposes process management systems supporting integrated shop operation of heterogeneous multi-cell based flexible manufacturing environment: First of all, (1) Integrated Shop Operation System to apply the process management system is introduced, and (2) Multi-Layer BOP(Bill-Of-Process) model, a backbone of the process management system, is derived with its data structure. Finally, application of the proposed model is illustrated through system implementation results.
본 논문에서는 트렌치 게이트 MOSFET에 적용을 위한 고 신뢰성을 갖는 트렌치 형성기술과 고품격의 제조기술을 제안하였다. 이는 향후 전력용 MOSFET 에 널리 적용이 가능하다. 트렌치 구조는 DMOSFET에서 셀 피치크기를 줄여서 Ron 특성을 개선하거나 대다수 전력용 IC에서 전력용 소자를 다른 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 소자로부터 독립시킬 목적으로 채용된다. 마스크 레이어를 사용하여 자기정렬기술과 산화막 스페이서가 채용된 고밀도 트렌치 MOSFET를 제작하기 위한 새로운 공정방법을 구현하였다. 이 기술은 공정 스텝수를 감소시키고 트렌치 폭과 소오스, p-body 영역을 감소시킴으로써 결과적으로 셀 밀도와 전류 구동성능을 증가시키며 온 저항의 감소를 가져왔다.
본 연구에서는 폴리우레탄폼 제조시 사용되는 첨가제가 폴리우레탄폼의 기계적 물성에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 실험에 사용된 수지는 KONIX FA-703 폴리에테르폴리올(80%)과, KONIX FA-733 폴리에테르폴리올(20%)에 촉매, 계면활성제, 가교제 등을 혼합하여 제조하였으며, 이 수지에 이소시아네이트(TDI-80, prepolymer M-200, pure MDI)를 당량비로 첨가하여 발포시킨 폼을 상온에서 72시간 경화시킨 후 물성측정에 사용하였다. 폴리우레탄폼의 기계적 물성은 밀도, 인장강도, 인열강도, 신장율, 흡음율 및 gel profile을 조사함으로써 측정하였고, 셀 크기에 대한 계면활성제의 영향은 주사전자현미경(SEM)을 사용하여 측정하였다. 흡음율은 셀의 크기와 직접적인 관련이 있었으며, 계면활성제(L-5309)의 사용량에 따른 인장강도, 인열강도 및 흡음율 등 기계적 물성은 1.0pphp 까지는 첨가량이 많아질수록 증가하는 경향을 보이다가 점차 감소하였다.
본 연구에서는 낮은 사이클 안정성을 갖는 MCMB의 단점을 향상시키기 위하여 높은 사이클 안정성과 부피팽창이 없는 장점을 갖는 물질인 $Li_4Ti_5O_{12}$를 코팅하여 core-shell 구조의 $MCMB/Li_4Ti_5O_{12}$를 합성하고 $MCMB/Li_4Ti_5O_{12}$를 음극으로, $LiMn_2O_4$, Active carbon fiber를 양극으로 사용하여 단위 셀을 제조하였다. $LiPF_6$ 염과 EC/DMC/EMC 용매를 전해질로 사용하여 제조한 하이브리드 커패시터 단위 셀로 충방전, 사이클, 순환전압전류, 임피던스 테스트를 진행하여 전기화학적 특성을 평가한 결과, MCMB-$Li_4Ti_5O_{12}/LiMn_2O_4$ 전극을 사용한 하이브리드 커패시터가 MCMB 전극의 하이브리드 커패시터 보다 좋은 충/방전 성능을 보였고, 67 Wh/kg, 781 W/kg의 에너지밀도와 출력밀도를 나타내었다.
편광 푸리에 변환 적외선 분광법(polarized fourier transform infrared spectroscopy)과 자외선 분광법(ultraviolet spectroscopy)을 이용하여 액정 디스플레이 (liquid crystal display, LCD)의 배향막으로 사용 가능한 Polyvulylfluoroclnnamate(PVCN-F) 필름의 편광 자외선(Polarized UV, PUV) 조사 및 러빙에 따른 액정의 배향 메커니즘에 관한 연구를 수행하였다. UV의 조사시간이 증가함에 따라 PVCN-F cinnamoyl group의 C=C기들의 cycloaddition 반응으로 인하여 $1638cm^{-1}$에서 나타나는 vinylene -C=C- FT-IR 흡수 피크들의 면적이 감소하고, $1712cm^{-1}$에서 나타나는 conjugated C=O 신축진동에 의한 피크가 nonconjugated C=O 신축진동 피크인 $1734cm^{-1}$로 이동함을 확인하였다. 또한 PUV가 조사된 PVCN-F 배향막을 사용하여 제조된 액정 셀에서는 조사된 PUV의 극성 방향과 수직으로 액정이 배향함을 확인하였고, 러빙 방법으로 제조된 PVCN-F 배향막을 사용한 액정 셀에서는 액정이 러빙 방향과 수평으로 배향됨을 dichroic dye(이색성 염료)의 첨가 없이 편광 FT-IR 스팩트럼을 사용하여 확인하였다.
탄소 폼의 기계적 강도를 향상시키기 위하여, PVA 용액에 다양한 함량의 카본블랙 및 메조페이스 핏치를 첨가하여 폴리우레탄 폼에 함침한 후 열처리를 통하여 카본블랙이 첨가된 탄소 폼을 제조하였다. 탄소 폼의 셀 벽의 두께는 첨가된 카본블랙의 함량에 따라 조절되며, 탄소 폼의 압축강도는 셀 벽의 두께가 증가함에 따라 증가되는 것이 확인되었다. 이에 따라 핏치 함량 대비 5 wt%의 카본블랙을 탄소 폼에 첨가하였을 때 가장 높은 $0.44g/cm^3$의 겉보기 밀도에서 가장 높은 $0.22{\pm}0.05MPa$의 압축강도가 얻어졌다. 그러나 탄소 폼의 열전도도는 카본블랙이 첨가되었을 때 오히려 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 탄소 폼에 카본블랙 첨가로 인한 흑연 층간 간격($d_{002}$)의 증가로 탄소 폼의 열전도도가 오히려 감소되는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 팽창 흑연의 함량 변화를 달리하여 제조한 팽창 흑연/폴리우레탄 폼 복합체의 난연성 및 물리적 특성을 고찰하였다. 제조된 팽창 흑연/폴리우레탄 폼 복합체는 팽창 흑연의 함량이 증가할수록 인장강도는 감소하였고, SEM 의한 셀 형성을 분석한 결과 팽창 흑연 함량이 증가할수록 셀이 불균일하고 붕괴되는 현상이 발생함을 확인할 수 있었다. 압축강도와 밀도, 공기 투과도 시험결과 팽창 흑연의 함량이 증가할수록 밀도가 증가하면서, 압축강도 값이 높아졌으며, 공기 투과도는 낮게 나타났다. 난연성은 합성된 폼의 탄화길이를 분석하였으며 팽창 흑연의 함량이 10 phr 이상 첨가될수록 우수한 난연 성능을 발현함을 알 수 있었다. X-ray diffraction (XRD)에 의한 회절도 분석결과 팽창 흑연의 함량이 증할수록 $2{\theta}=26^{\circ}$부근에서 흑연의 결정피크가 나타남을 확인할 수 있었다.
본 연구의 목적은 반도체 생산라인-클린룸에 활용할 수 있는 가상현실 실습 콘텐츠 제작 설계, 제작과정에 관한상 교육환경을 제공을 목표로 진행하였다. 사용자는 본 과정을 통하여 클린룸 입장 전후의 절차적 지식과 함께, 반도체 솔라셀 주요 제조설비를 직접 체험하는 등 실제에 가까운 체험을 통한 실제적 지식을 습득할 수 있다. 특히 반도체 및 솔라셀 제조공정에 필요한 체험 콘텐츠와 클린룸 입실 절차 체험 콘텐츠 환경 조성하여 사용자에게 실제에 가까운 몰입 경험을 제공하며, 이는 교육의 몰입감, 실재감, 교육의 비용, 효율성 및 교육 만족도 향상을 기대 하였다. 이러한 실감 콘텐츠의 몰입감, 상호작용, 지능화 등 그 특징에 따라 고위험(Dangerous), 체험불가(Impossible), 고대가성(Counter-productive), 고비용(Expensive) 분야에 활발히 적용될 것으로 예상되며, 실감 콘텐츠 학습자가 학습내용에 몰입하게 하고, 주도적/능동적 학습을 유도함은 물론 학습내용을 체화시켜 교육효과 증진 부문에 긍정적인 성과를 기대 하게되었다.
최근 화석에너지 위기와 지구환경문제 등으로 신재생 에너지에 대한 관심이 높아지고 있으며, 여기에서 발전되는 전력을 저장할 수 있는 에너지저장장치의 수요가 증가하고 있다. Na/$NiCl_2$ 전지는 에너지효율이 높고, 환경친화적이며, 저가 등 우수한 장점들로 인하여 전력 저장용뿐만 아니라 전기자동차에도 응용 가능하다. 그러나, 본격적인 상용화를 위해서는 재료 및 부품, 셀 설계 및 제조 분야에서 개선이 필요한 부분이 많이 남아 있다. 본 논문에서는 Na/$NiCl_2$ 전지의 구조, 전기화학, 핵심 재료, 셀 설계 및 제작, 응용분야에 대하여 현재까지의 개발 동향에 대하여 서술하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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