암석의 동결과 융해 작용의 반복적인 과정은 암반의 기계적인 풍화작용의 중요한 인자 중에 하나이다. 이러한 자연 상태의 과정은 암반 물질의 파쇄에 의해서 풍화를 가속시키고 암반 사면의 표층부에 토양이나 풍화암을 생산한다. 또한 사면의 전단강도 감소를 일으키므로 사면 안정성 분석을 위하여 동결-융해에 의해 유발되는 열화 심도를 계산하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 동결-융해에 의한 암반 사면의 열화 심도를 1차원 열전도방정식을 이용하여 계산하였다. 국내 주요 도시의 지난 5년간 기온 자료를 수집하여 기온 분포를 분석하였다. 기온 분포 분석은 국내 암종 분포를 고려하여 수행되었다. 아울러 연구 대상 지역에 분포하는 암석의 열전도율, 비열, 밀도 등에 대한 실내 시험을 수행하였다. 이들 암석의 열적 특성은 열화심도 계산을 위한 입력 인자로서 활용되었다. 본 논문은 암석의 열적 특성의 차이를 의미하는 암종, 외부 기온 등의 영향 인자들과 열화심도 간의 상관관계에 대하여 검토하였다. 최종적으로 계산에 의한 국내 주요 도시의 암반 사면 열화심도 추정 값을 소개하고자 한다.
일차원 열전도 방정식을 이용하여 동결융해 작용에 의하여 발생하는 국내 암반사면의 열화심도를 산정하였다. 계산에 적용된 기온분포는 국내의 주요5개 도시의 최근 2년간의 기온분포를 분석하여 사용하였으며, 국내에 많이 분포하는 암종인 사암. 화강암, 편마암을 대상으로 하였다. 본 연구에서 고려 한 5개 지역 중 2년간의 최고기온과 최저 기온의 편차가 큰 지역인 서울, 대전, 포항은 열전도계수(Coefficient of thermal conductivity)가 클수록 암반 열화심도(deterioration depth)가 깊어지는 경향을 보이는 것으로 계산되었다. 암종별로 분석한 결과 열전도계수가 $55,200\;cal/m\timesday\times^{\circ}C$인 화강암이 분포할 때는 5개 지역 중 기온편차가 작은 광주와 강릉 지역의 영향심도가 기온편차가 큰지 역들보다 높게 예측되었다. 이 암석을 제외하면 기온 편차가 큰 지역에 분포하는 암석일수록 암반의 열화심 도가 크다. 국내의 동결융해에 의한 열화심도는 약 $8.4\sim10.7m$내외 인 것으로 나타났다.
4종의 상태가 좋은 그리고 2종의 열화된 수침 침엽수재(Pinus massoniana,Pinus.densiflora, Cunninghamia lanceolata, Crypto meria japonica)를 PEG400과PEG4,000용액으로 처리하였다. 모든 종이 안정화처리에 똑같게 반응을 보였다. 전체적으로 건전재나 약간 열화된 수침재는 PEG400 20%용액으로 처리한 결과 치수안정화가 달성되었다. PEG4,000의 50%용액으로 처리한 목재의 건조에 대한 수축은 심하게 열화된 목재에 대해 열화되지 않은 목재에서는 1/2에서 1/3정도 감소하였다. 엄격한 상관관계가 최적안정화를 위해 PEG와 목재의 밀도간에 존재한다. 최적으로 처리된 목재는 86%상대습도 이하에서는 축축하게 되지 않는다. PEG400과 PEG4,000으로 처리한 2단부함침이 황해에서 구조된 중국 정크선의 목재를 안정화시키는데 대해 추천된다.
대한민국역사박물관에서 소장하고 있는 뒤주는 검은색 칠이 유물 전체에 칠해져 있으나 칠이 열화되어 부분적으로 벗겨진 상태이다. 정면과 좌측면의 칠은 상대적으로 양호한 상태이나 천판과 뒷면, 우측면 칠의 경우 열화로 인한 박락이 심하다. 또한 다리부분의 열화가 심하고, 하얗게 변색되어 있어 취약한 상태인 것으로 판단된다. 처리 전 조사를 통하여 뒤주의 전체적인 상태를 판단한 후 건식 클리닝과 습식 클리닝을 진행하였다. 습식 클리닝은 먼지가 심하게 고착되어 있는 부위에 한하여 실시하였다. 열화된 칠층에 붉은 아교를 도포하여 안정화처리를 하였는데 취약한 다리 부분은 추가 도포를 하여 강화처리 하였다. 개판을 제외한 다른 부분은 상대적으로 이질감이 덜하였기 때문에 색맞춤은 개판을 중심으로 진행하였다.
Hot carrier 스트레스후의 RF-nMOSFET의 DC 및 RF 특성열화를 분석하기 위해 기존의 열화 모델을 적용하였다. 드레인전류 열화보다 차단주파수 열화가 심하였으며 RF-nMOSFET의 열화변화율 n과 열화변수 m은 기존의 bulk MOSFET의 것과 같았다. Multi-finger 게이트 소자에서 finger수가 많을수록 열화가 적게 된 것은 큰 소스/드레인의 저항과 포화전압에 의한 것임을 알 수 있었다. 스트레스의 후의 RF성능 저하는 g/sub m/과 C/sub gd/의 감소와 g/sub ds/의 증가에 의한 것임을 알 수 있었다. 기판전류를 측정하므로 RF소자의 DC 및 RF특성 열화를 예견할 수 있었다.
팔만대장경판을 보관하고 있는 장경판전 내부의 판가 기둥에 대하여 생물적 열화 특성을 조사 연구하였다. 장경판전의 법보전과 수다라장의 판가기둥을 대상으로 연구 검토한 결과, 서가의 위치 및 부위 그리고 주변 환경에 따라 다양한 열화 현상이 있음이 밝혀졌다. 부재의 주요 열화는 미생물에 의한 부후현상으로 밝혀졌으나, 부후가 나타난 부분들은 초석에 접촉된 부위였으며 부후 정도가 매우 극심한 상태를 보였다. 법보전 판가기둥 부후가 더 심했다. 부후형은 백색부후형이 많았다. 그리고 일부판가기둥에서는 곰팡이류의 표면오염이 극심한 것으로 나타났다. 특히 동북, 서북, 북향에 위치한 부재에 더 심한 열화가 나타났으며 건물내부의 전면보다는 후면에 위치한 판가 부재의 부후가 심한 것으로 밝혀졌다 해충에 의한 피해는 거의 없었다.
플랜트와 같은 장치산업은 내구성 구조물이므로 사용중에 열화가 발생하는 것은 필연적이다. 특히 고온, 고압의 부식환경하에서 사용되는 설비는 손상이 심하므로 가동중에 돌발적인 고장이 발생하여 플랜트의 가동을 중지하거나 파손사고가 일어나 생산손실은 물론 경우에 따라서는 안전사고의 발생, 환경오염 등 사회적인 문제를 일으키므로 이들 설비의 경년열화 실체를 충분히 이해하고 대책을 수립하는 것은 대단히 중요하다. 따라서 본고에서는 장치산업에서 발생하는 열화현상(재료의 연화, 경화 및 취화, 크리프, 피로, 부식, 마모 등)중 손상의 주류를 이루는 연화, 경화 및 취화, 크리프 피로에 대하여 기본적인 손상기구(damage mechanism)와 비파괴적 진단 및 평가 방법에 주안점을 두어, 현재 국내의 각종 플랜트 진단에 실용화된 기술을 해설하여 이 분야에 종사하는 관계자 여러분의 이해에 조금이라도 기여코자 한다.
본 연구에서는 Lateral DMOS 소자열화 메카니즘이 게이트 산화층의 두께에 따라 다른 것을 측정을 통하여 알 수 있었다. 얇은 산화층 소자는 채널에 생성되는 계면상태와 drift 영역에 포획되는 홀에 의하여 소자가 열화 되고 두꺼운 산화층 소자에서는 채널 영역의 계면상태 생성에 의해서 소자가 열화 되는 것으로 알 수 있었다. 그리고 소자 시뮬레이션을 통하여 다른 열화 메카니즘을 입증할 수 있었다. DC 스트레스에서의 소자 열화와 AC 스트레스에서 소자열화의 비교로부터 AC스트레스에서 소자열화가 적게 되었으며 게이트 펄스의 주파수가 증가할수록 소자열화가 심함을 알 수 있었다. 그 결과로부터 RF LDMOS 에서는 소자열화가 소자설계 및 회로설계에 중요한 변수로 작용할 수 있음을 알 수 있었다.
대한민국역사박물관에서 소장하고 있는 베트남전 귀국상자는 전체적으로 열화가 진행되어 색이 바래고 이물질 고착, 균열, 부후 등 손상이 심하였다. 특히 하단부는 충해로 인한 손상이 심한 상태이며 일부 남아있는 받침목은 열화와 갈라짐이 심하여 불안정한 상태이다. 금속 띠를 둘렀던 흔적이 바닥과 측면 중앙 모서리에 있으며 부착되어 있는 금속 띠와 상자 내부에 보관되어 있던 탈락된 금속 띠 모두 부식이 심하다. 또한 상자를 덮고 있는 뚜껑의 우측 하단부에는 검은 색의 이물질이 고착되어 있다. 보존처리는 처리 전 조사를 마친 후 클리닝, 균열 메움, 바닥 보강, 금속띠 부착 등의 과정으로 진행하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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