• 폴리머
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• 제28권1호
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• pp.35-40
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• 2004

복합재료의 물성에 가장 큰 영향을 미치는 기공 결함의 원인에는 각 공정에 따라 다양하게 나타난다. 본 실험을 통해서 폴리에스터 수지 및 에폭시 수지가 경화될 때 결함으로 작용하여 복합재료의 물성을 저하시키는 기공의 생성원인을 분석하였다. 압력에 의한 영향을 알아보기 위하여 진공 챔버를 제작하였고, 작업 및 환경 상 수지가 노출될 수 있는 분위기에 따른 수지의 열분석을 통하여 경화 시 휘발특성을 분석하였다. 휘발가스 성분분석을 위한 GC/MS 분석 결과 폴리에스터 수지 경화 시 반응성 희석제의 스티렌이 80% 이상 차지하였으며 그밖에 소량의 톨루엔이 검출되었다. 에폭시 수지 경화 시에도 저점도 반응성 희석제인 부틸 글리시딜 에테르가 휘발성분의 90% 이상을 차지하였다. 실험 결과 혼합공정에 의하여 수지 자체적으로 기공 생성 자리를 가지고 있으며 수지에 진공을 가하거나 가열하여 이를 효과적으로 제거할 수 있었다. 여러 공정 중 수지에 함유될 수 있는 수분의 경우 초기 휘발특성이 아세톤보다 컸으며 이밖에 반응성 희석제, 첨가제, 반응가스 등이 수지 경화 시 쉽게 휘발되어 기공 성장의 원인이 됨을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권6호
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• pp.607-613
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• 2010

도서지역에서 많이 사용하고 있는 소형 발전기의 폐열을 열원으로 이용하는 소용량 자급형 해수담수화장치의 설계 자료와 성능실험 결과를 제시하였다. 제안된 담수기는 조밀간격 수직형 평행평판이 복수단으로 구성된 다중효용방식으로서, 해수가 흐르는 윅(wick)이 부착되어 있다. 복수단의 평판에서 증발과 응축과정이 반복적으로 일어나므로 열에너지를 재이용하게 되어 담수생산량을 증가시킨다. 제안된 담수기의 성능실험 결과 5.6 kVA 발전기의 폐열이 담수화의 증발열원으로 사용될 수 있음을 알 수 있었고, 1중 효용만으로 최소 6.7 kg/day의 담수를 생산할 수 있었다. 이 결과는 10중 효용의 경우 약 35~44 kg/day를 기대할 수 있는 양으로서, 동일 전열면적의 태양열 증류기의 일일 최대 생산량보다 약 16~4배 많은 것이다.

• 전자공학회논문지D
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• 제36D권3호
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• pp.59-65
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• 1999

본 연구에서는 열 안정성이 우수한 (hfac)Cu(VTMOS) 전구체를 사용하여 구리 박막으로의 사용 가능성을 조사하여 보았다. 실험에 사용된 기판은 Si 웨이퍼 위에 스펏터링으로 형성한 TiN 웨이퍼다. 실험 조건은 기판온도 140 ∼ 220℃, 챔버내 증기압 1.5torr, 버블러 온도 50℃, 캐리어 가스의 유량 50 sccm, 열선과 항온조 온도 65℃이다. 각각의 성장조건에 대해 얻어진 Cu 박막을 성장률, 결정성, 표면 미세구조, 비저항 및 조성분포에 대해 분석하였다. 성장된 Cu 박막의 순도는 매우 높았으며, (111) 피크가 주 피크로 나타났다. 또한 성장온도에 따라서 Cu 박막의 성장률은 두 구간으로 분리되어 200℃미만의 영역에서는 표면반응 제한구역, 200℃이상에서는 물질전달 제한구역으로 나타났다. 기판온도가 180 ∼ 200℃의 영역에서는 Cu 박막의 비저항의 2.5μΩ ·㎝로 나타났다. 따라서, 다른 전구체를 사용하는 Cu 박막과의 특성 차이는 거의 나타나지 않았다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권5호
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• pp.459-465
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• 2011

반도체 제조를 위한 공정에서는 과도한 열이 발생한다. 따라서 Chamber 내의 웨이퍼나 주변온도를 일정하게 유지할 수 있도록 온도의 정밀제어가 요구된다. 반도체 칠러는 산업용 칠러와는 다르게 운전조건이 24시간 년중 지속되므로 반도체 칠러는 전력소비량이 대단히 크며, 냉동기의 최적 운전제어를 통한 저소비전력 칠러 개발이 대단히 필요하다. 국내에서 판매되고 있는 반도체 칠러는 수입품에 비해 전력소비가 높아 제품 경쟁력이 낮은 실정이다. 이에 따라 본 연구에서는 국내에서 개발된 반도체 칠러에 관한 실험적 연구를 통하여 칠러의 부하변화 실험, 온도 상승 하강실험, 제어정밀도 실험 등을 통하여 칠러의 에너지절감 방향을 제시하고자 한다. 실험을 통하여 칠러의 냉각능력은 2.1~3.9 kW, EER은 0.56~0.93으로 측정되었다. 제어정밀도는 $0^{\circ}C$에서 ${\pm}1^{\circ}C$, $30^{\circ}C$ 이상 설정에서는 ${\pm}0.6^{\circ}C$로 향상되는 것으로 나타났다.

• 에너지공학
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• 제23권4호
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• pp.247-255
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• 2014

본 연구는 냉장고의 배출수 응축기 입출구 배관에서의 온도 특성을 알아보고 이를 예측하는 방법을 정립하는 것을 목적으로 하였다. 이를 위해서 빌트인 냉장고를 항온항습챔버에서 운전하면서 배출수 응축기 입출구 배관에서 온도를 측정하였다. 본 연구의 실험을 통하여 측정된 온도는 $37^{\circ}C$에서 $46^{\circ}C$로 변하는데 실제 온도는 측정된 온도 보다 $8^{\circ}C$에서 $22^{\circ}C$ 만큼 크게 차이나는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 이렇게 차이가 나는 원인을 파악하였으며 이는 배출수 응축기 입출구 배관이 냉장고 본체에 부착되어 이를 통한 열손실이 크기 때문임을 알았으며 측정된 온도 결과로부터 입출구 배관의 온도를 예측할 수 있는 방법을 제안하였다. 본 연구의 온도 계산 결과는 실제 냉매온도를 6% 오차범위의 정확도로 예측할 수 있음을 알았다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.174-174
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• 1999

Pt(001)의 깨끗한 표면은 재배열된 (5x20) 또는 (nxn) 구조를 갖는다. 이러한 재배열된 구조는 소？의 가스를 흡착에 대해서도 (1x1)구조로 다시 재배열되는 재배열인 쉽게 풀리는 준안정적 재배열 구조를 갖는 표면이다. Pt(100) 표면 위에 Ni과 같은 금속을 흡착시키는 경우도 동일하게 표면의 장력을 해소시켜 (1x1) 표면을 만든다. Pt와 Ni과 같은 덩어리 상태에서 Pt와 Ni가 질서있게 교차되어 배열되는 합금이 쉽게 이루어지는 물질들로 잘 알려져 있고, 이 합금은 Pt나 Ni와 동일한 규칙적인 fcc 구조를 갖는다. 따라서 Pt(100) 표면 위에 Ni를 흡착시키는 것은 Nm/Cu(100)과 같은 표면합금이나 Mn/Ag(1000에서 보이는 2층으로 된 표면 합금과 같은 표면 근방에 국한된 질서있는 표면 합금의 가능성이 있다. 또한 Ni/Pt(100)은 Ni과 Pt가 3대 1의 비로 조합될 때 나타나는 Ni3Pt의 층별구조인 표면에 Ni가 채워져 있고, 다음 층에 Ni와 Pt가 50%씩 질서 있게 섞여 있는 형태의 구조 즉 표면 밑 합금이 나타날 수 있는 가능성이 있는 물질계라는 점에서 관심을 갖게 한다. 본 연구는 LEED를 이용하여 Ni/Pt(100) 박막의 층별구조를 확인하고자 한다. PtNi 합금은 ATA(average t-matirx approximation)을 이용한 LEED 분석이 잘 적용되는 물질계로 알려져 있고, 본 연구는 ATA를 적용한 LEED I/V 분석을 통하여 Ni가 성장된 Pt(100) 표면의층별 농도비와 층별 구조를 구하고자 한다. 실험은 기본 압력이 3x10-11torr인 챔버에서 이루어졌으며, 증착시 압력은 5x10 torr이고, 증착은 열증발 방법을 이용하였다. Ni가 증착됨에 따라 (nxn) 재배열 표면에 기인한 extra spot들의 세기는 점차 감소하고 특정 증착량 이상에서부터 이 (nxn)의 spot들이 사라지고 깨끗한 (1x1) 패턴이 나타난다. 계속되는 증착량의 증가에 대해서도 이 (1x1) 형태는 유지되며, 표면의 질서에 따르는 c(2x20 패턴은 보이지 않았다. (1x1) LEED spot를 보임에도 불구하고 덩어리 절단 형태의 구조를 기반으로 한 LEED I/V 분석으로는 잘 맞출수 없었다. 이것은 Ni가 일정 이상 흡착된 경우 그 구조가 덩어리 절단 형태의 fcc(100) 구조와 벗어난 구조를 가지는 것으로 보인다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.23.1-23.1
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• 2010

Alkanethiol (CH3(CH2)nSH) 자기 조립 박막은 금, 은, 팔라듐 그리고 구리와 같은 금속 물질과 결합하여 산화 방지 보호막, 생화학적 멤브레인 그리고 케미컬 센서로 널리 이용되었다. 전도성을 가진 많은 금속 분말 중에서, 구리는 뛰어난 열, 전기 전도성과 풍부한 양으로 다른 귀금속에 비교하여 경제성까지 갖춘 물질이다. 그러나 이러한 구리 나노 분말은 대기에 노출된 구리 분말이 쉽게 산화된다는 결정적인 단점 때문에 그동안 널리 이용되지 못하였다. 이러한 구리의 단점을 극복하고 뛰어난 전도성의 특징을 이용하고자, Langmuir-Blodgett (LB), layer by layer (LbL), electrophoretic deposition (EPD), self-assembled monolayer (SAM)과 같은 구리 나노 분말 위에 유기 박막을 형성하고자 하는 많은 방법이 시도되어왔다. 이러한 방법들 대부분은 습식 방법으로 진행되었으며, 약 2-nm 두께의 SAM 구조를 형성할 수 있음이 많은 연구를 통하여 확인되었다. 그러나 습식 기반의 SAM 구조는 단지 수일 동안만 유효하며, 이는 코팅을 수행하면서 점차 떨어지는 source solvent의 순도와 적합하지 않은 코팅 조건, 그리고 이러한 원인으로 형성된 부실한 막질 구조 때문으로 추측된다. 게다가 이러한 습식 기반 공정은 코팅 막의 두께 조절과 코팅 시 solvent의 순도를 일정하게 유지하는 것이 매우 복잡하고 어려운 작업으로 알려져 왔다. 본 실험에서는 고 진공 챔버 (< $4.0{\times}10-6$ torr) 시스템을 이용하여 습식 기반 공정의 문제점을 극복하고 구리 나노 분말의 산화를 막기 위한 실험을 진행하였다. 1-octanethiol (CH3(CH2)7SH)은 중간 길이의 hydrocarbon (n=7) 구조를 가진 특징 때문에 코팅 물질로 사용되었다. 게다가, alkanethiol 족 특유의 물질인 황(sulfur)은 구리와 결합하여 산화방지 보호막의 역할을 수행할 수 있다. 저 진공 조건에서는 10-nm의 multilayer가 일괄적으로 코팅됨을 확인할 수 있었다. 본 실험에서는 약 10-nm 두께의 자기 조립 박막(self assembled monolayers: SAMs)이 고 진공 조건에서 구리 나노 분말 표면 위에 코팅 조건의 변경을 통해서 5-nm에서 10-nm 두께의 1-octanethiol SAMs 구조를 얻어낼 수 있었다. 이는 고 진공 조건에서 1-octanethiol SAMs의 코팅 두께를 조절함으로 다양한 크기의 분말에 코팅 물질로 쓰일 수 있음을 알 수 있다.

• 터널과지하공간
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• 제25권2호
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• pp.144-154
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• 2015

암석시료에 응력이 가해질 경우 역학적 에너지가 대상 물체에 누적되고, 대상 암석에 한계응력 이상이 가해질 경우 시료의 파괴가 발생한다. 이 때 시료 내부에 저장되어 있던 역학적 에너지는 물리적 변형뿐만 아니라 빛, 열, 소리 등 다양한 형태의 에너지로 발산된다. 본 연구에서는 $-10^{\circ}C$ 저온 환경에서 섬록암, 현무암, 응회암을 대상으로 일축압축강도 시험과 점하중강도 시험을 수행하고, 이때 발생하는 온도 변화를 열적외선카메라를 이용해 측정하고 정량적으로 분석하였다. 파괴 직전 파괴면에 응력이 집중되어 온도가 상승하였고, 파괴 순간 축적된 에너지가 열에너지의 형태로 방출되며 파괴면의 온도가 급격히 상승하는 것이 감지되었다. 강도가 높고 신선한 섬록암과 현무암 시료의 온도 상승폭이 상대적으로 강도가 낮고 풍화된 암석인 응회암 시료의 온도 상승폭에 비해 더 크게 나타났다. 본 연구결과는 저온지역에 위치한 암반사면, 터널, 광산 내부의 응력 집중지점을 감지해 향후 발생 가능한 재해를 예방하는데 적용될 수 있으며, 지진예측을 위한 위성영상 분석에도 적용될 것으로 기대된다.

• Composites Research
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• 제26권2호
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• pp.129-134
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• 2013

극저온 환경에 노출되는 구조체의 접착조인트의 경우 피접착물과 접착물 사이에서 열팽창계수 차이로 인해 계면에서 잔류응력이 발생하게 되는데 이에 의해 접착조인트 내부에 미소균열, 층간분리 등의 형태로 파손이 발생할 우려가 있다. 본 연구에서는 높은 비강성, 낮은 열팽창계수의 특성을 지닌 메타 아라미드 섬유를 에폭시 기지재의 보강재로 사용하였다. 표면처리 공정을 간소화하기 위해 전기방사법의 고분자 혼합법(polymer blend method)으로 코어-쉘 구조의 메타 아라미드/에폭시 나노섬유를 제조하였다. 극저온 환경에서 계면특성이 향상된 코어-쉘 구조의 나노섬유를 보강한 에폭시 접착제의 전단물성을 확인하기 위해 환경챔버를 이용하여 $-150^{\circ}C$의 저온에서 단일 겹치기 실험(single lap joint test)을 진행하였다. 또한, DCB(double cantilever beam) 실험을 통해 파괴인성을 측정하였다. 그 결과, 극저온에서 일반 메타 아라미드 나노섬유에 비해 코어-쉘 구조의 메타 아라미드/에폭시 나노섬유를 보강한 접착제 시편이 우수한 계면특성으로 인해 물성이 크게 향상되었음을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권8호
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• pp.17-25
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• 2020

최근 한국건설기술연구원은 우주개발 및 심우주 탐사를 위한 전진기지로서 활용도가 높은 달에 관한 연구수행을 목적으로 달 행성 지상 환경 모사를 위한 대규모 지반 열 진공 챔버(DTVC)를 건설하였다. 유관연구 수행을 위해 대량의 한국형 인공월면토(KLS-1)가 요구되고 있음에도 불구하고 현실적으로 대량생산은 어려운 실정이다. 본 논문에서는 KLS-1의 대량 생산이 가능한 반자동화 시스템에 관해 상세하게 설명하고 있으며, 이것이 기존 생산 시스템보다 7배 이상 효율적임을 밝혀냈다. 뿐만 아니라, 월면토와의 유사성 증대를 위해 월면토 고유 특성인 nanophase Fe(0) (이하 np-Fe(0))을 모사하기 위한 실험적 연구를 진행하였다. 월면토를 이루는 광물 중 하나인 티탄철석(ilmenite)을 활용해 수소기체 환원반응을 진행한 결과, 700℃ 이상의 온도에서는 np-Fe(0)이 형성됨을 밝혀냈으며 900℃까지는 온도와 비례하여 np-Fe(0)이 증가함을 밝혀냈다.