본 연구에서는 열적 스트레스에서 충간 절연지가 받는 열화현상을 규명하고 절연지의 열화가 절연유 열화에 미치는 영향에 대해서 고찰하였다. 변압기 절연물의 열화는 온도와 시간에 좌우되므로 이를 모의화 할수 있는 시험장치를 제작하고 보다 정확한 모의시험이 가능하도록 절연유 열화와 절연지 열화시험을 구분하여 실험하였다. 실험결과 절연유가 열적 스트레스를 받는 경우 열화시간에 따라 절연내력이 감소되었고 유전손실은 증가되었다. 유전손실은 열화시간과 온도상승에 크게 좌우되었다. 절연지가 절연유 내에서 열적 스트레스를 받을 경우에는 열화시간에 따라 인장강도는 급격히 감소되었고 유전손실과 유전율은 증가됨을 알 수 있었다. 또한 유전율의 변화는 절연유와의 절연지의 계면에서 전압 스트레스와 불균일하게 되어 수명단축의 원인이 될 수 있음을 보여주었다.
기계적, 열적 강도가 우수한 무기막과 다양한 기능성을 가질 수 있는 유기막의 결합에 관하여 그동안 많은 연구가 진행되어왔다. 무기막은 높은 열적, 기계적 안정성을 가지고 있기 때문에 지지체로써 큰 이점을 가지고 있으며, 고분자를 비롯한 유기막은 그 다양성과 응용성에 있어 장점을 가지고 있다. 이에 본 연구는 지지체로써 물성이 뛰어난 세라믹막의 표면에 다양한 유기 기능기를 가지는 실란화합물을 그래프팅 방법을 통하여 도입하여 유-무기 혼성막을 제조하고 표면 특성의 변화를 살펴보고자 하였다.(중략)
본고에서는 열유도 적외선 열화상 기법의 원리와 응용에 있어 기초적인 개념, 특정 상태량 및 실험적 기법에 대하여 소개하도록 한다. 유도 열화상 기법에 적용되는 유도 주파수의 범위는 1500 Hz ~ 52 MHz이며 강자성 강재 단조 부품의 표면결함 검출에 사용되어진다. 균열 검출 감도는 자분탐상기법과 유사하나 필요한 경우 유도 주파수를 낮춤으로서 강재에 숨겨진 결함을 검출할 수 있다. 탄소섬유강화폴리머(CFRP)에서는 섬유 결함을 검출하며, 실리콘 태양 전지에서는 양호한 열적 콘트라스트와 함께 균열을 검출한다. 유도 열화상 기법의 향 후 대표적인 활용분야로는 레일 및 휠과 같은 철도 구성요소에서의 결함 탐상이 있다[1].
본 연구에서는 폴리우레탄 핫멜트 접착제를 합성 후, 유도가열에 감응하는 금속 입자를 첨가하여 유도가열 melt형 접착제를 제조하고, 금속입자의 종류 및 크기, 유도가열 조건에 따른 열적 거동 및 접착특성을 연구하였다. 다양한 금속입자 중에서 iron 및 nickel 적용 시, 유도가열 효율이 가장 우수하였으며, 금속 입자의 크기가 작을수록 유도가열 효율이 향상되었다. 또한 접착제의 유도가열 출력 세기가 높고, 접착제 두께가 얇을수록 접착강도가 향상되었다.
일반적으로 액티브 매트릭스 구동용 스위칭 소자의 경우 Turn-on 시간은 프레임 주파수와 게이트 라인의 수에 반비례하므로 LCD의 화면이 대면적으로 갈수록 스위칭 주파수는 증가하고 이는 채널에서의 열적 효과(thermal effect)를 유도하게 된다. 그러므로 전도성 유기물이 LCD용 유기박막트랜지스터(Thin Film Transistor) 등의 부품으로서의 적절성을 판단하기 위하여는 이에 대한 열적 특성에 대한 검증이 필요하게 된다. 따라서 본 연구에서는 유기 TFT의 열설계에 있어서 필수적인 물질변수로 인식되는 열적 특성들을 측정 계산하였으며 이를 소자의 열적 모델링에 적용하였다. 실험물질로는 pentacene을 사용하였으며 열확산도는 레이저 플레쉬법을 이용하여 측정하였다. 별도로 측정된 비열ㆍ밀도 등의 물성특성을 이용하여 상온에서 200 C의 온도범위에서 pentacene의 열전도도를 계산하여 그 결과를 열적으로 해석하였다. 계산결과, pentacene의 열전도도는 상온에서 약 0.0024 W/cm K의 값을 나타내었고, 70 C 까지 증가하여 약 0.0035 W/cm K의 정점을 보인 후에 200 C 에서 약 0.0022 W/cm K의 낮은 값을 나타낼 때까지 계속 감소하였다 아울러 본 연구에서는 실제 소자응용 시 박막으로서의 pentacene의 응용을 고려하여 실제 박막형태에 대한 열전도를 측정하였으며 이를 레이저 플레쉬법으로 측정한 값과 비교ㆍ분석하였다.
1단용 액체로켓엔진 후류 때문에 발생하는 유도로의 열적 부하를 감소시키기 위한 방법 중 물분사 방식의 효과적인 냉각 성능을 고찰하기 위해 두 가지 방법과 다양한 물분사 조건에 대해 수치적 계산을 수행하였다. 중앙분사 방식이 측면분사 방식보다 보다 효과적으로 후류를 냉각시켜 유도로의 열적부하를 감소시킴을 알 수 있었다.
태양전지의 효율을 증가시키기 위해서는 표면에서의 Fresnel 반사를 줄여 입사된 빛이 흡수층까지 잘 도달되도록 해야 한다. 그러나 결정질 실리콘의 경우, 굴절률이 높아 32% 이상의 표면반사율을 보이고 있어, 실리콘 태양전지 표면에 단일 또는 다중 박막의 무반사 코팅을 통해 반사율을 낮추는 방법이 널리 사용 되어 오고 있었다. 하지만, 이와 같은 코팅 방법은 열적팽창 불일치, 물질 선택의 어려움뿐만 아니라 낮은 반사율을 포함하는 파장 및 빛의 입사각 영역의 제한 등 여러 문제점을 지니고 있다. 이러한 문제점을 보완하기 위해, 표면에 서브파장의 주기를 갖는 나노구조(subwavelength structure, SWS)의 형성에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 습식 식각보다 건식 식각을 이용한 SWS 제작 방법이 표면 profile을 제어하기 용이하나 패턴 형성을 위해 식각 마스크가 필요하다. 최근, 복잡하고 고가의 전자빔 또는 나노임프린트를 이용한 패턴 형성보다, 간단/저렴하며 대면적 제작이 용이한 금속 나노입자 마스크를 이용한 SWS의 제작에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한 SWS의 무반사 특성은 표면 profile에 따라 크게 영향을 받는다. 따라서 본 실험에서는 열적 응집현상에 의해 형성되는 self-assembled Pt 나노입자 식각 마스크 및 $SiCl_4$가스를 사용한 유도결합 플라즈마(inductively coupled plasma, ICP) 장비를 이용하여 무반사 실리콘 SWS를 제작하였으며, SWS 표면 profile에 따른 구조적 및 무반사 특성을 조사하기 위해 다양한 공정조건을 변화시켰다. 실리콘 기판 위의 Pt 박막은 전자빔 증착(e-beaml evaporation)법을 사용하였고, 급속 열처리(RTA)를 통해 Pt 나노입자의 식각 마스크를 형성시켰다. Pt 나노입자들의 패턴 및 제작된 무반사 실리콘 SWS의 식각 profile은 scanning electron microscope를 사용하여 관찰하였으며, UV-VIR-NIR spectrophotometer를 사용하여 350~1050 nm 파장 영역에서의 반사율을 측정하였다. ICP 식각 조건을 변화시켜 5% 이하의 낮은 반사율을 갖는 높이가 높고 쐐기 형태의 실리콘 SWS를 도출하였다.
재조합 대장균에 의해 생합성된 PHB를 분리정제하기 위하여 박테리오파아지의 세포파괴작용을 이용하는 방법의 가능성에 대해 알아 보았다. 먼저, $cI_{857}$ 유전자를 지난 박테리오파아지 A를 대장균에 감염시킨 후 lysogen, XLl-Blue($\lambda$HL1)를 선별하고, 이 균주에 PHA 생합성 플라스미드를 도입시켜 원하는 균주인 XLI-Blue($\lambda$HL1, pSYLl05)를 만들였다. 숙주인 XLl-Blue, 열적유도에 의해 세포파괴가 가능한 XLl-Blue($\lambda$HL1), 그리고 세포파괴와 PHB 생합성이 모두 가능한 XLl-Blue(AHL1, pSYL105) 에 대하여 여러 가지 조건에서의 실험결과를 비교.검토하였다. XLI-Blue($\lambda$IL1, pSYLl05)의 경우 대수기에서는 열적유도만으로 세포파괴를 효과적으로 야기할 수 있었으나 PHB가 축적되는 정지기에서는 열척유도만으로 세포파괴를 일으킬 수 없었다. 세포 파괴를 보다 용이하게 하기 위하여 열적유도 빛 2% (v/v)의 chloroform을 사용하는 화학적용균을 병행 하였는데, 이 경우 세포파괴가 효과적으로 일어남을 관찰할 수 있었다.
McClintock 와 Walsh 의 개념을 발전시키므로써 2차와 3차계에서의 열적 기계적 파괴 기준식을 구하였다. Griffith Theory 와 파괴역학에 기초를 두고서 전개된 응력세기 인수로만 표기된 2차와 3차계의 파괴기준식은 동일한 관계식 즉, ( $k_{2}$/ $k_{2c}$ )$^{2}$+ $k_{1}$/ $k_{1c}$ =1로 표시된다는 것을 보였다. 3차계에서 열적 기계적 하중하에서 응역세기 인수에 관한 일반식을 Crack 의 닫힘을 고려하여 유도하였다.
리튬이차전지 산업의 눈부신 발전과 이에 의한 편리함의 이면에는 아직도 안전성 개선이라는 중요한 문제가 있다. 이에, 난연성 물질로 알려진 트리아진 유도체들을 전해액의 첨가제로 사용하여, 전지의 안전성 개선여부를 알아보았다. 전기화학적, 열적분석을 통하여 첨가제가 전지 성능에 미치는 영향과 열적안전성 개선에 대해서 토의하고자한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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