타이타늄은 밸브 메탈의 일종으로, 다양한 전해질 조건에서 양극산화되어 이산화 타이타늄($TiO_2$)을 형성한다. 이산화 타이타늄은 저렴한 가격, 풍부함, 무독성, 높은 안정성 등 다양한 장점을 지닌다. 또한 리튬 이온의 삽입/탈리 이후에도 구조적인 변화가 적은 성질과 비교적 높은 방전 전압(1.0-2.5 V vs Li/Li+)으로 인해 그래파이트를 대체할 리튬이온 전지의 전극재료로써 연구되어 왔다. 하지만 낮은 이온 및 전기 전도도로 인해 다양한 분야에서의 활용에 한계가 있어왔다. 이러한 한계 극복을 위해, 이산화 타이타늄에 전도성이 높은 탄소 계열의 물질을 코팅하는 방법이 고려되었다. 그래핀 산화물은 강한 산을 이용하여 그래파이트를 산화시킨 물질로, 많은 산소작용기를 함유하고 있어 탄소 고유의 전기전도성을 갖지 못한다. 환원 그래핀 산화물(reduced graphene oxide)는 빛, 열, 화학 작용울 통해 그래핀 옥사이드를 환원시켜 산소작용기를 없앤 물질로, 환원과정에서 전기전도성을 회복한다. 이에 본 연구에서는 이산화 타이타늄에 환원 그래핀 산화물(reduced graphene oxide)를 코팅하여 전기 전도도를 향상시키고. 이에 대한 활용 분야를 연구하고자 하였다.
이 논문에서는 대 전류, 고온 초전도 직류 리액터를 위한 전도 냉각 시스템의 구조 설계에 대해 논의하고자 한다. 초전도 자석, 보 빈, 전류 리드, 고정용 구조물 그리고 열 교환기가 포함된 전도 냉각 시스템 부품의 크기를 3D CAD 프로그램을 사용하여 계산하였다. 또한, 최적의 설계 변수를 결정하고 열적-기계적 특성을 분석하기 위해서 유한 요소법 모델을 제작하였다. 리액터 자석의 운전 전류와 인덕턴스는 각각 1,500 A 400 mH이며, 이에 따른 극저온 냉동기의 냉각 용량을 결정하기 위해 초전도 직류 리액터에서 발생하는 열 부하를 계산하였다. 또한, 대 전류가 흐르는 1 단부전도 냉각 시스템의 작동 테스트를 수행하였다. 구리 바는 40 K까지 냉각되었고 초전도 리드는 안정적으로 작동했다. 실험 결과로써, 1 단부 영역의 총 열 부하는 190 W였다. 본 연구 결과는 상용 초전도 직류 리액터의 설계 및 제조에 있어 효과적으로 활용 될 것이다.
고속방사소재는 연신공정이 없이 6,000m/min이상의 고속방사공정만이 있으므로 원가절감이 되고, 빠른 냉각, 높은 변형속도 등으로 섬유의 결정화도, 분자와 결정의 배향 및 모폴로지(morphology) 변화 등의 기계적 및 섬유상의 특성이 종래의 원사와는 다르게 된다. 방사속도가 증가함에 따라 배향도가 증가하면서 결정영역 또한 증가한다. 또한 기존 연신사에 비해 큰 결정크기를 갖는데 방사속도에 에 따른 방사응력의 증가가 응력유도 결정화도를 유발하여 결정크기 및 결정화도를 증가시키고,따라서 고분자의 용융점도를 고온측으로 이동시키는 현상을 나타내게 한다. 즉, 고속방사에 있어서는 연신에 필요한 임계응력 이상의 과도한 응력이 가해짐으로 인해 결정구조가 일반 연신사에 비해 현저히 발달한다는 것을 알 수 있다. 고속방사 원사를 통일한 조건으로 염색하는 경우 기존의 연신사보다 염착량이 많아 농색으로 염색이 가능하고 염착속도도 빠른 특징을 갖는 데이는 고속방사 원사의 비결정 배향이 낮고 느슨한 구조를 갖기 때문에 염료의 침투가 용이한 것으로 해석되고 있다. PET 섬유는 방사 후 형태안정성을 부여하기 위해서 염색 전처리 공정에서 열을 가하게 된다. 이런 과정에서 섬유의 미세구조가 변하게 되는데,특히 고속방사의 경우 섬유 형성과정이 연신사와는 다르므로 열에 의한 구조 변화와 이에 따른 염색성 변화에 대해 검토해 보는 것은 고속방사의 응용면에서 꼭 필요하다. 본 연구에서는 고속방사소재의 가장 단점인 잔류신도, 저수축현상, stiff감을 보완하면서 고속방사소재의 장점인 심색성을 부각시켜 차별화된 복합사 제조기술을 개발하기 위해 그 기술개발이 기초 연구로서 일반 일반 DTY사와 고속방사소재인 HOY사를 이용한 DTY사의 물성 및 염색 특성을 비교분석 하고자 한다.
높은 게이트와 드레인 바이어스 스트레스 조건에서 신뢰성을 높이기 위해 비대칭 스페이싱 다중채널 구조 (ASS) 를 이용한 다결정 실리콘 박막 트래지스터 (poly-Si TFTs) 를 제안하였다. 이것은 어떠한 추가공정 없이 제작할 수 있고 채널 가운데 부분의 넓은 공간을 이용하여 소자안의 유도된 열을 방출할 수 있기 때문에 기존의 트랜지스터에 비해 47%의 문턱전압감소와 3%의 이동도 변화 감소를 보인다. 이 실험결과는 제안된 소자구조가 기존의 소자에 비해 높은 게이트와 드레인 바이어스 조건에서 전기적 특성이 더 안정적이라는 것을 보여준다.
다중화와 절대측정이 가능한 광섬유 브래그 격자(FBG) 센서는 다양한 분야의 건전성 모니터링에 활용되고 있으며, 패키징을 통한 빠른 상용화가 진행 중이다. 하지만, 장시간 구조 건전성 모니터링시 FBG 센서는 반복 열하중에 노출되며 이는 센서의 신호 안정성에 영향을 줄 수 있어 면밀한 검토가 필요하다. 본 연구에서는 일반적으로 사용되는 FBG 센서의 브래그 격자 부분에 대한 두 가지 패키징 방법(양단 접착, 직접 접착)에 대해 반복 열하중이 신호 안정성에 미치는 영향을 고찰하였다. 구체적으로, $-20^{\circ}C{\sim}60^{\circ}C$의 온도 조건에서 300사이클 동안 FBG 센서의 브래그 파장, 광 강도값, 반너비값 등의 신호 특성을 관찰하였으며 직접 접착에 대해 수행한 선행 연구와의 비교를 통해 두 가지 패키징 방법에 대한 신호 안정성을 평가하였다. 시험 결과, 장기간 반복 열하중이 가해지는 환경에 노출된 FBG 센서의 경우 양단 접착이 직접 접착보다 신호 안정성이 더 높기 때문에 FBG 센서의 패키징시 양단 접착 방식이 더 효과적임을 확인하였다.
본 연구에서는 옥내 조명으로 널리 사용되고 있는 형광등용 안정기의 화재위험성을 분석하였다. 안정기권선을 실체현미경으로 분석한 결과 용융흔을 다수 발견할 수 있었으나, 육안으로 원인 판정은 불가하였다. $700^{\circ}C$ 이상에서 열열화된 안정기 권선은 연신구조(elongation structure)가 없어지고 구리입자의 확대된 형태만 보였다. 단락 권선의 금속현미경 분석에서 경계면을 중심으로 주상조직 및 보이드 성장의 규칙성이 확인된 것으로 보아 전기적인 단락이 층간에 일어났음이 증명되었다. SEM을 이용한 미세구조 분석에서 용융된 부분이 확인되었다. EDX를 이용한 스펙트라 분석에서 Cu의 구성요소인 CuL 및 CuK liness 뿐만 아니라 OK line이 고르게 관측되고 있다. 이것은 재결합 과정에서 산소가 반응에 참여했음을 의미한다.
본 연구에서는 연료전지용 전해질 복합체용 지지체 막을 저가의 우수한 기계적 열적 안정성을 가지는 Polysulfone으로 상전이 법을 이용하여 제조하였다. 제조된 막을 이용하여 농도변화와 노출시간의 변화에 따른 열 수축율, 통기도, 모폴로지, 기계적 물성 및 다공도를 측정하였다. 모폴로지를 조절하기 위해 공기 중 노출 시간과 고분자 농도가 제어되었으며, 제조된 막은 고분자 농도 변화에 관계없이 모두 스폰지 구조를 나타내었다. 고분자의 농도가 증가함에 따라 기계적 열적 안정성은 증가하였지만, 다공도는 감소하는 결과를 보였다. 실험결과 20 wt%의 PSf 고분자 용액을 사용하여 2분의 노출시간을 두고 제조된 고분자 막에서 연료전지용 복합막으로 사용되기 위한 충분한 다공도(80%)와 기계적(tensile : 1.3 MPa), 열적(MD, TD shrinkgage < 1%) 안정성을 나타내었다.
변수들 사이 공적분관계의 존재는 불안정한 시계열의 선형결합이 안정적임을 뜻하지만 이 결합이 표본기간 내 발생한 사건에 영향을 받는다면 공적분검정의 기본 가정에 위배되어 검정력은 약해지고 결과는 현실과 차이가 난다. 이러한 관점에 입각하여 본 연구에서는 전체 표본의 일부를 단계적으로 증가시켜 가며 국내 주식시장 장기균형체계를 추정하여 시간가변성 및 안정성을 검정하였으며, 구조적 변화의 발생이 확인된 구간에 대해서는 가변수를 추가하는 방식으로 전 구간에 걸쳐 공적분 벡터를 안정화시키는 방안을 모색하여 보았다.
에너지 소비 구조의 개선을 목적으로 한 자연에너지 이용시스템의 도입이 전력 계통의 계획 운용에 미치는 영향을 다목적 최적화 방법을 이용하여 평가하는 방법이 논하여 지고 있다. 본 연구에서는 시험 제작한 태양열과 풍력 에너지를 주체로하는 자연에너지 복합 이용시스템이 특정 지역에 복수 도입되어 지는 경우 전력 통계 운용에 의한 경제성, 안정성, 환경에 대한 영향 평가 방법을 검토하였다. 연구 방법은 대상 지역의 일사 분포와 풍속 분포에 의해서 취득 가능한 에너지를 산정하여 전력 계통 부하의 형상에 미치는 영향을 구하였고, 다음에는 대상 기간에 의한 최적 발전 배분을 결정하여 경제성, 안정성, 환경 지표 등의 평가를 하였다. 지금까지는 자연에너지 이용시스템의 도입에 대하여 경제적 측면만 논의되었지만, 본 연구에서 제한된 방법에 의해 안정성과 환경 보전의 영향을 고려한 평가 방법도 가능하다는 것을 나타내었다.
본 연구에서는 고준위 방사성폐기물 심지층 처분시설의 규모 및 layout 설정에 필요한 요소인 처분터널 및 처분공 간격에 대한 분석을 수행하였다. 이를 위하여, 기준 처분개념 및 공학적 방벽개념을 바탕으로 처분터널 및 처분공 단면을 설정하고, 단층 및 복층 개념에 따른 처분동굴의 구조적, 열적 안정성을 분석하였다. 분석 결과를 바탕으로 설계에 있어서 주요한 인자 중의 하나인 굴착량을 최소화할 수 있는 처분동굴 및 처분공 간격을 제안하였다. 향후, 부지에 대한 불확실성을 줄이기 위하여 정확한 부지특성 자료를 통한 상세한 분석이 필요하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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