• Journal of Radiation Industry
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• v.7 no.1
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• pp.23-28
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• 2013

In this study, we fabricated high density polyethylene (HDPE) composites filled with antioxidants and UV stabilizers. The electron beam irradiation on the fabricated composites was carried out over a range of absorbed doses from 50 to 200 kGy to confirm the changes of discoloration. The changes of discoloration were characterized using a color difference meter and FT-IR for confirming the changes of the color difference and structural change. It was observed that the color difference of IRGANOX 1010-, IRGAFOS 168-, and TINUVIN 328- added HDPE was higher than that of the control HDPE by electron beam irradiation. The melting temperature of UV stabilizer-added HDPE was not significantly changed by electron beam irradiation. However, the melting temperature of phenol-containing antioxidant-added HDPE was increased with increasing the absorbed dose. And the melting temperature of phosphorus-containing antioxidant-added composite was decreased with increasing the absorbed dose.

• Journal of the Korean Solar Energy Society
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• v.33 no.4
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• pp.31-38
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• 2013

The chemical composition of the black Cr solar selective coatings electrodeposited were investigated for property analysis by using a XPS(X-ray photoelectron spectroscopy) before and after annealing in air at $300^{\circ}C{\sim}500^{\circ}C$ for 120 hours. Black Cr selective coating exposed by solar radiation for 5 months was compared with annealed sample. In addition, The Cu solar selective coatings were prepared by thermal oxidation method for low temperature application. The samples obtained were characterized by using the optical reflectance measurements by using a spectrometer. Optical properties of oxidized Cu solar coatings were solar absorptance $({\alpha}){\simeq}0.62$ and thermal emittance $({\epsilon}){\simeq}0.41(100^{\circ}C)$. In the as-prepared Cr black selective coating, the surface of the coating was found to have Cr hydroxide and Cr. The Cr hydroxide of the major component was converted to $Cr_2O_3$ or $CrO_3$ form after annealing at $500^{\circ}C$ with the desorption of water molecules. The black Cr selective coating was degraded significantly at temperature of $500^{\circ}C$. The main optical degradation modes of this coating were diffusion of Cu substrate materials.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.30 no.2
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• pp.128-135
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• 2019

In this study, the mesoporous $SiO_2$ (5, 10, or 15 wt%) was incorporated into the polybenzimidazole matrix in order to improve the proton conduction as well as physiochemical properties of composite membrane. The chemical structure of mesoporous $SiO_2$ and crystallinity of as-prepared membranes were analyzed by Fourier-transform infrared (FT-IR) spectroscopy and X-ray diffraction (XRD) analysis, respectively. The thermal stability of the pristine $X_1Y_9$ and composite membranes were evaluated by thermogravimetric analyzer (TGA). On other side, the physical and chemical properties of the pristine $X_1Y_9$ and composite membranes were also determined by acid uptake and oxidative stability tests, respectively. With the incorporation of 15 wt% $SiO_2$, the composite membrane exhibits the higher proton conductivity that may be applicable for non-humidified high temperature fuel cell applications.

• Korean Journal of Metals and Materials
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• v.46 no.10
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• pp.652-661
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• 2008

Reduction of NOx in emission gas, improvement of engine efficiency, and extension of warranty period has made demands for developing materials more corrosively resistant to the inner-muffler environments or predicting the lifetime of materials used in muffler more precisely. The corrosion inside muffler has been explained with condensate corrosion mainly though thermal oxidation experiences prior to condensate corrosion. Hence, the aim of this study is to describe how the thermal oxidation affects the corrosion of stainless steel exposed to the inner-muffler environments. Auger electron spectroscopy and electrochemical tests were employed to analyze oxide scale and to evaluate corrosion resistance, respectively. Thermal oxidation has different role of condensate corrosion depending on the temperature: inhibiting condensate corrosion below $380^{\circ}C$ and enhancing condensate corrosion above $380^{\circ}C$. The low temperature oxidation causes to form compact oxide layer functioning a barrier for penetrating condensate into a matrix. Although though thermal oxidation caused chromium-depleted layer between oxide layer and matrix, the enhancement of the condensate corrosion in high temperature oxidation resulted from corrosion-induced crevice formed by oxide scale rather than corrosion in chromium-depleted layer. It was proved by aids of anodic polarization tests and measurements of pitting corrosion potentials. By the study, the role of high temperature oxidation layer affecting the condensate corrosion of stainless steels used as muffler materials was well understood.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• v.7 no.1
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• pp.39-46
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• 2003

Purpose : To develop a theoretical model for magnetic relaxation behavior of the superparamagnetic nano-particle agent, which demonstrates multi-functionality such as liver- and lymp node-specificity. Based on the developed model, the computer simulation was performed to clarify the relationship between relaxation time and the applied magnetic field strength. Materials and Methods : The ultrasmall superparamagnetic iron oxide (USPIO) was encapsulated with biocompatiable polymer, to develop a relaxation model based on outsphere mechanism, which was resulting from diffusion and/or electron spin fluctuation. In addition, Brillouin function was introduced to describe the full magnetization by considering the fact that the low-field approximation, which was adapted in paramagnetic case, is no longer valid. The developed model describes therefore the T1 and T2 relaxation behavior of superparamagnetic iron oxide both in low-field and in high-field. Based on our model, the computer simulation was performed to test the relaxation behavior of superparamagnetic contrast agent over various magnetic fields using MathCad (MathCad, U.S.A.), a symbolic computation software. Results : For T1 and T2 magnetic relaxation characteristics of ultrasmall superparamagnetic iron oxide, the theoretical model showed that at low field (<1.0 Mhz), $\tau_{S1}(\tau_{S2}$, in case of T2), which is a correlation time in spectral density function, plays a major role. This suggests that realignment of nano-magnetic particles is most important at low magnetic field. On the other hand, at high field, $\tau$, which is another correlation time in spectral density function, plays a major role. Since $\tau$ is closely related to particle size, this suggests that the difference in R1 and R2 over particle sizes, at high field, is resulting not from the realignment of particles but from the particle size itself. Within normal body temperature region, the temperature dependence of T1 and T2 relaxation time showed that there is no change in T1 and T2 relaxation times at high field. Especially, T1 showed less temperature dependence compared to T2. Conclusion : We developed a theoretical model of r magnetic relaxation behavior of ultrasmall superparamagnetic iron oxide (USPIO), which was reported to show clinical multi-functionality by utilizing physical properties of nano-magnetic particle. In addition, based on the developed model, the computer simulation was performed to investigate the relationship between relaxation time of USPIO and the applied magnetic field strength.

• Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
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• 2013.04a
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• pp.116-116
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• 2013

마그네슘은 스마트폰, 전자기기 케이스, 내화벽돌과 아크용접봉 제조시의 첨가물 등으로 사용되고 있는데, 최근에는 재활용을 위한 마그네슘 용해로를 취급하거나 가공하는 사업장이 증가하고 있어 사고위험성이 높아지고 있다. 금속분을 취급하는 사업장에서의 금속분진은 저장이나 축적 등과 같이 주로 퇴적물로서 존재한다. 퇴적분진의 발화온도는 퇴적물 형상과 두께, 입경, 분위기 가스의 유속, 산소농도, 부유분진의 농도, 퇴적밀도, 수분 등의 많은 영향인자가 관여하기 때문에 이론적 예측이 힘들고 실험적인 측정에 의존할 수 밖에 없는 것이 현실이다. 본 연구에서는 연소성이 높고 화재폭발사고사례가 많은 마그네슘(Mg) 분진을 사용하여 승온속도 변화에 따른 열분해특성을 조사하였다. 퇴적분진의 열적특성을 조사하기 위하여 METTLER TOLEDO의 TGA/DSC1를 사용하였으며, Mg 시료의 평균입경은 38, $142{\mu}m$이다. 입경 $38{\mu}m$의 Mg 시료의 열중량분석 결과, 중량증가는 $400{\sim}500^{\circ}C$의 범위에서 시작되며 $550^{\circ}C$에서 급격하게 중량이 증가하고 있으며, 증량증가개시온도(Temperature of weight gain)는 $460^{\circ}C$에서 시작하여 $900{\sim}950^{\circ}C$ 범위에서 중량 증가 포화값에 도달하였다. 입경 $142{\mu}m$의 Mg에 대하여 공기중 승온속도를 5, 10, $20^{\circ}C/min$으로 변화시키면서 실온에서 $900^{\circ}C$까지 가열 시키는 경우의 시료의 중량 변화에 따른 열분해 특성은 승온속도가 증가할수록 2단계의 S자 곡선은 완만하게 상승을 나타내며 중량증가개시온도가 높아지는 경향을 보이고 있다. 중량증가개시온도가 승온속도에 따라 변화하는 결과를 나타내고는 있지만, 시료량의 증가에 따른 영향을 열중량분석 실험방법의 제약으로 인하여 확인할 수 가 없었다. 그러나 만일 시료량이 크게 증가하는 경우에는 동일한 승온조건에서 중량증가 개시온도는 낮아질 가능성이 있다. 중량증가는 시료의 산화반응에 의한 것이므로 시료량의 증가는 시료 내부에의 열의 축적을 용이하게 하여 보다 낮은 온도에서도 산화반응이 충분히 일어나는 조건이 형성되기 때문이다. 승온속도가 증가할수록 산화 반응한 괴상형태의 연소입자가 크게 증가하고 있는 것을 알 수 있다. 승온속도에 따른 중량개시온도 곡선을 보면 [그림 24]와 같으며 승온속도 5, 10, $20^{\circ}C/min$의 증가에 따라 중량개시온도는 각각 490, 510, $530^{\circ}C$가 얻어졌으며 승온속도의 증가에 따라 중량개시온도가 증가하는 경향을 보이고 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.253-253
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• 2016

최근 세계적으로 대체 에너지는 중요한 이슈가 되고 있으며 그 중 열전 재료는 유망한 에너지 기술로서 주목 받고 있다. 특히 고 직접화 전자 소자의 발열 문제를 해결하기 위해, 소형화와 정밀 온도 제어가 가능한 박막형 열전 소자에 연구가 주목 받고 있다. 박막형 열전소자 중 산화물 반도체계에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이러한 산화물 반도체계 중 In2O3는 BiTe, PbTe 등의 기존의 재료에 비해 독성이 낮을 뿐만 아니라 내 산화성 및 고온에서 열적 안정성이 우수하여 고온에서 적용 불가능한 금속계 열전 재료의 한계를 극복 할 수 있다는 장점을 가진다. 우수한 성능 가장 낮은 캐리어 밀도를 가지기 때문에 의 열전 재료는 높은 전기 전도도 및 제백 계수 그리고 낮은 열전도도 특성을 가져야만 한다. IZO:Sn(Zn 10 wt.%, Sn 800 ppm) 박막의 경우, 높은 전기 전도성을 가지면서 비정질 구조를 가진다. 이와 같이 비정질 구조를 가지는 박막 열전 재료는 격자에 의한 열 전도도가 낮기 때문에 결정질 구조에 비해 전체 열 전도도 값이 낮을 것으로 기대된다. 따라서 높은 전기 전도도를 가지면서 동시에 낮은 열 전도도를 가지게 되어 우수한 열전 특성을 가질 것이라 예상된다. 이러한 특성을 바탕으로 본 연구에서는 비정질 구조를 갖는 Zn와 미량의 Sn을 동시에 첨가한 In2O3박막의 전기적 특성및 열전 특성을 관찰하고자 한다. 본 연구에서는 magnetron sputtering법으로 IZO:Sn(Zn 10 wt.%, Sn 800 ppm) 타깃을 이용하여 기판 가열없이 DC Power 70 W, 작업 압력 0.7 Pa으로 SiO2 기판 위에 $400{\pm}20nm$ 두께의 박막을 증착하였다. 이러한 공정으로 만들어진 박막은 대기 중 후 열처리를 각각의 200, 300, 400, 500, $600^{\circ}C$ 온도에서 진행하였다. 박막의 미세 구조는 XRD를 통해 관찰하였다. 그리고 박막의 전기적 특성은 Hall effect measurement을 통해 측정하였고, 열전 특성은 Seebeck 상수의 측정을 통하여 평가하였다. XRD 확인 결과 RT에서 증착한 박막과 후 열처리 200, 300, 400, $500^{\circ}C$ 결과 비정질 구조를 보였고, 후열처리 $600^{\circ}C$에서는 결정의 회절 피크를 보였다. 전기적 특성의 경우, 후 열처리 온도가 증가함에 따라 전기 전도도는 감소한다. 이는 공기중의 산소가 박막에 침투하여 oxygen vacancy를 막아 캐리어 밀도가 감소한것에 기인 된 것으로 판단된다. 열전 특성의 경우 제백상수는 후 열처리 $600^{\circ}C$에서 가장 높은 제백상수를 나타낸다. 제백 상수는 수식에 따라 캐리어 밀도의 -2/3승에 비례하게 된다. 수식에 따라 후 열처리 $600^{\circ}C$에서 가장 낮은 캐리어 밀도를 가지기 때문에 가장 높은 제백 상수를 가지게 된다. 열전 성능 척도인 Power factor는 제백 상수의 제곱과 전기전도도의 곱으로 나타내는데, 후 열처리 $200^{\circ}C$에서 가장 높은 Power factor를 보인다. 이는 캐리어 밀도 감소에 따라 전기 전도도는 감소하였지만 이로 인해 제백상수는 증가하였고, 또한 캐리어 밀도 감소에 따라 이온화 불순물 산란의 감소에 의해 이동도의 증가에 의한 것으로 판단된다. 박막의 경우 기판의 영향으로 인해 열 전도도 측정이 어려워 열전 성능 지수(ZT)를 계산을 할 수 없지만, 마그네트론 스퍼터링법으로 증착한 IZO:Sn 박막은 비정질 구조를 가지므로 격자진동에 의한 열 전도도가 낮아 전체 열 전도도가 결정질에 비해 낮을 것이며 이는 높은 열전 성능 지수를 가질 것으로 예상된다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.26.2-26.2
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• 2010

최근에는 차세대 조명용 후보광원인 고출력 백색 LED를 개발하기 위한 경쟁이 치열하며, 이를 위해 업체가 고심하고 있는 가장 큰 문제 중의 하나가 칩에서 발생하는 열을 어떻게 관리하는가 하는 방열의 문제이다. 따라서, LED의 가장 큰 특징인 장수명을 손해보지 않기 위해서는 칩에서 발생되고 있는 열을 외부에 확산시키기 위한 기술 개발이 필수적이다. 다양한 방열소재 중 W-Cu 복합재는 W의 낮은 열팽창계수와 Cu의 높은 열전도도로 인해 방열소재로써 유망한 소재로 주목받고 있으나, 우수한 열적 특성을 발현하기 위해서는 고치밀화를 갖는 W-Cu 복합재 제조가 우선적으로 필요하다. W-Cu 복합체는 일반적으로 액상소결법을 통해 균일한 미세조직을 얻을 수 있으나, 열팽창계수를 낮추기 위해 Cu 함량이 적어지게 되면 치밀화가 어려우며 이를 해결하기 위해 나노입자를 갖는 분말을 이용하고자 하는 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 W과 Cu 산화물을 이용하는 것이 구성성분끼리의 편석이 발생하지 않으며, 소결성도 우수하여 양산화에 가장 접근한 방법으로 알려져 있다. 그러나, 지금까지의 얻어진 W-Cu 복합체의 경우, 분말상태에서의 얻어진 나노입자가 승온시에 마이크로 크기로 과도한 입자성장이 일어나기 때문에 소결 후에도 나노크기를 유지하기 어려울 뿐만 아니라, 구성상끼리의 응집체가 형성된다. 본 연구에서는 액상소결후에 W 입자가 Cu 기지내에 균일하게 분산되는 동시에 나노크기의 입자를 가지는 고분산 W-Cu 소결체를 얻고자 하였다. 이를 위해 금속산화물 분말의 분쇄를 위해 효과적인 방법으로 알려진 습식상태에서의 고에너지 볼밀링을 통하여 혼합된 텅스텐과 구리 산화물 분말의 수소환원공정을 통해 얻어진 100nm 이하의 입자를 가지는 W-20wt%Cu 나노복합분말을 출발분말로 사용하였다. W-20wt%Cu 나노복합분말의 성형체를 $1050^{\circ}C-1250^{\circ}C$의 온도범위에서 소결거동을 조사하였다. 그 결과, $1100^{\circ}C$ 온도에서 이론밀도에 가까운 소결밀도를 나타내었으며, 이는 기존에 비해 $100^{\circ}C$ 정도 치밀화 온도를 낮추는 결과이다. 소결체의 미세구조 관찰결과, 소결 후 약 200nm의 텅스텐 입자가 Cu내에 균일하게 분산되어 있었다. 제조된 W-Cu 시편에 대해서는 LED 응용성을 조사하기 위해 열전도도와 열팽창계수 등을 평가하였다.

• Polymer(Korea)
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• v.28 no.2
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• pp.143-148
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• 2004

${\alpha}$,$\omega$-Hydrogen polyorganosiloxane(HPMDMS) prepolymer was prepared from equilibrium polymerization ofoctamethylcyclotetrasiloxane, 1,3,5-trimethylcyclotrisiloxane, 1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7-tetramethyl-cyclotetrasiloxane, and 1,1,3,3-tetramethyl disiloxane as an end-blocker in the presence of tetramethylammonium siloxanolate as a catalyst. Polyorganosiloxane modified with dimethylacrylamide(APMDMS) was prepared by hydrosilylation of HPMDMS with dimethylacrylamide in the presence of Pt catalyst, and followed by coordination of metal oxide (APMDMS-MO), such as NiO and FeO, to the amide moieties of the resulting polymer. The chemical structures of HPMDMS and APMDMS were confirmed by FT-IR and $^1$H-NMR analysis. Liquid silicone rubber containing metal oxide composite (LSRMO) was prepared by compounding APMDMS-MO, ${\alpha}$,$\omega$-vinylpolydimethylsiloxane, and a catalyst in a high speed dissolver. The thermal conductivity of LSRMO composite was determined to be 0.29 W/mK, and the volume resistivity exhibited a lower value than that of LSR composite. The mechanical and thermal properties of LSRMO and LSR composite were measured by UTM and TGA.

• Polymer(Korea)
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• v.25 no.1
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• pp.133-141
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• 2001

The friction and wear properties of carbon-carbon composites made with different weight percent of $MoSi_2$ as an oxidation inhibitor were investigated using a constant speed wear test apparatus in an oxidation environment. The results indicated the carbon-carbon composites undergoing an abrupt transition of friction coefficient, from low-friction behavior(${\mu}$=0.15~0.2) during normal wear regime to the high-friction behavior(${\mu}$=0.5~0.6) during dusting wear regime at the frictional temperature range of 150~180${\circ}C$. The existence of temperature-dependent friction and wear regimes implied that the performance of specimen made with carbon-carbon composites was markedly affected by the thermal properties of the composites. The carbon-carbon composites filled with MoSi2 exhibited two times lower coefficient of friction and wear rate in comparison with the composites without $MoSi_2$. Especially, the composites containing 4wt% $MoSi_2$ filler showed a significantly improved activation energy for wear due to the reduction of both the porosity and powdery debris film formation on sliding surface when compared to those without $MoSi_2$.