• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.116-116
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• 2018

부식은 재료와 사용 환경과의 상호작용에 의한 결과로서 일반적으로 두께의 감소와 균열의 발생 및 파손 등의 문제로 나타난다. 특히 사용환경 중에서 해수 분위기는 금속의 부식에 가장 유리한 조건이다. 따라서 해양환경 중 항만이나 조선 및 해양 산업 등에 많이 이용되는 강 구조물은 이에 대응하기 위하여 도장방식이나 음극방식을 사용하고 있다. 여기서 음극방식은 피방식체를 일정전위로 음극 분극하는 원리로써 외부전원을 인가하거나 비전위의 금속을 전기적으로 연결하여 방식하는 방법이다[1]. 한편, 해수 중에서 이와 같은 원리로 음극방식 할 경우에는 피방식체인 강재표면에 부분적으로 칼슘 또는 마그네슘 화합물 등의 생성물이 부착하는 현상을 볼 수 있게 된다. 이와 같이 수산화마그네슘($Mg(OH)_2$)및 탄산칼슘($CaCO_3$)을 주성분으로 하여 석출되는 석회질 피막(calcareous deposits)은 피방식체에 유입되는 음극방식 전류밀도를 감소시켜 주거나 물리적 장벽의 역할을 함으로써 외부의 산소와 물 등 부식환경으로부터 소지금속을 보호한다[2]. 그러나 석회질 피막은 소지금속과의 결합력, 막의 균일한 분포, 내식성 및 제작시간의 단축 등 해결해야 할 과제가 있다. 또한 여러 가지 환경 조건 등의 영향을 받아 그 피막의 형성 정도도 가늠하기 어렵기 때문에 음극방식 설계 시 그 정도에 따른 영향을 고려-반영하기가 곤란하다. 따라서 본 연구에서는 석출속도, 밀착성 및 내식특성을 향상시키기 위해 전착프로세스를 통해 해수 중 기체를 용해시켜 석회질 피막을 제작하고 막의 결정구조 제어 및 특성을 분석-평가하였다. 본 연구에 사용된 강 기판(Steel Substrate)은 일반구조용강(KS D 3503, SS400)을 사용하였으며, 외부전원은 정류기(Rectifier, xantrex, XDL 35-5T)를 사용하여 3 및 $5A/m^2$의 조건으로 인가하였다. 양극의 경우에는 해수에 녹아있는 이온 이외에 다른 성분들이 환원되는 것을 방지하기 위해 불용성 양극인 탄소봉(Carbon Rod)을 사용하였다. 이때 석출속도, 밀착성 및 내식특성 향상을 위해 해수에 주입한 기체의 양은 0.5 NL/min였으며, 기판 근처에 고정하여 음극 부근에서의 반응을 유도하였다. 각 조건별로 제작된 막의 표면 모폴로지, 조성원소 및 결정구조 분석을 실시하였으며, 석회질 피막의 밀착성과 내식특성을 평가하기 위해 규격에 따른 테이핑 테스트(Taping Test, ISO 2409)와 3 % NaCl 용액에서 전기화학적 양극 분극 시험을 진행하여 제작된 막의 내구성과 내식성을 분석-평가하였다. 시간에 따른 전착막의 외관관찰 결과 전류밀도의 증가와 함께 상대적으로 많은 피막이 형성되었고, 용해시킨 기체에 의해 더 치밀하고 두터운 피막이 형성됨을 확인할 수 있었다. 성분 및 결정구조 분석 결과 $Mg(OH)_2$ 성분의 Brucite 및 $CaCO_3$ 성분의 Calcite 및 Aragonite 구조를 확인하였으며, 용해시킨 기체의 영향으로 $CaCO_3$ 성분의 Aragonite 구조가 상대적으로 많이 검출되었다. 밀착성 및 내식성 평가를 실시한 결과 해수 중 용해시킨 기체에 의해 제작한 시편의 경우 견고하고 화학적 친화력이 높은 Aragonite 결정이 표면을 치밀하게 덮어 전해질로부터 산소와 물의 침입을 차단하는 역할을 하여 기체를 용해시키지 않은 3 및 $5A/m^2$ 보다 비교적 우수한 밀착성 및 내식 특성을 보이는 것으로 사료된다.

• Composites Research
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• v.26 no.1
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• pp.42-47
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• 2013

In this study, an economical and effective processing technique to form multiple dimples on the surface of a composite part, which are known to be useful to improve aerodynamic performance and heat dissipation. Forming dimples on the surface using molds is an expensive processing because forming multiple tiny positive spheres on the surface of the mold requires much time and effort. In this study, plates with multiple round holes are utilized as a core to form dimples on the carbon/epoxy composite skin covering the core. A vacuum bagging process is used to apply pressure on the surface while curing. Composite parts which have multiple dimples on the surface can be utilized in the field which needs high aerodynamic performance and heat dissipation ability such as high speed sports car bodies.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.90-90
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• 2008

실리콘을 기판으로 하는 대부분의 태양전지에서는 표면반사에 의한 광에너지손실을 최소화시키고자 습식에칭(wet etching)에 의한 텍스쳐링처리가 이루어진다. 그러나 습식 에칭은 공정 과정이 번거롭고 비용이 많이 든다. Inductively Coupled Plasma Etcher 장비를 이용한 플라즈마 에칭 (plasma etching)을 실리콘 표면에 적용하여 공정을 간단하고 저렴하게 하며 반사도를 획기적으로 낮추는 기술이 개발되었다. 습식 에칭으로 형성된 표면의 피라미드 구조는 1차 반사 후 빛의 일부가 외부로 흩어져 나가지만 플라즈마 에칭으로 형성된 나노구조는 내부전반사가 가능하여 대부분의 태양 에너지를 흡수한다. 나노구조는 필라(pillar)의 형태로 형성되며 이 필라의 길이에 따라 반사도가 다르게 나타난다. 이는 플라즈마 에칭 시 발생하는 이온폭격과 에칭 측벽 식각 보호막(SiOxFy : Silicon- Oxy- Fluoride)이 필라의 길이에 영향을 주기 때문이며, 필라가 길수록 반사도를 저하시킨다. 최저의 반사도를 얻기 위해서 나노필라 형성에 기여하는 플라즈마 에칭 시간, RF bias power, SF6/O2 gas ratio의 변화에 따른 실험이 진행되었다. 플라즈마 발생 초기에는 표면의 거칠기만 증가할 뿐 필라가 형성되지 않지만 특정조건에서 3um 이상의 필라를 얻는다. 이는 에칭 측벽 식각 억제막이 약한 부분으로 이온폭격이 집중되어 발생한다. 플라즈마 에칭을 적용하여 형성된 나노필라는 반사도가 가시광 영역에서 대략 1%에 불과하며, 마스크 없이 공정이 가능한 장점이 있다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.166-166
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• 2017

금속 재료 중 철강은 기계적 특성이 우수하고 대량생산이 가능하여 선박, 건축, 자동차 등 다양한 분야에 기초재료로써 널리 사용되고 있다. 그러나 스테인리스강 등과 같은 일부 특수한 용도의 강을 제외하고는 부식환경에 취약한 특성을 가지기 때문에 내식성을 향상을 위한 표면처리에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 가장 일반적으로 습식법(wet process)을 통해 표면상에 아연(Zn)을 도금해 사용하며, 아연이 자체적으로 포함한 희생양극(sacrificial anode) 및 차폐(barrier) 효과가 철강의 부식을 방지하게 된다. 하지만 산업의 고도화에 따라 더욱 가혹해진 노출환경으로 인해 고내식 강재에 대한 수요가 점차 증가하고 있으며, 아연코팅 층의 두께를 증가하여 내식성을 확보하는 방안은 미래 환경 및 자원적인 측면에서 근본적인 해결책으로 제시하기 어려움이 있다. 한편, 건식 프로세스(wet process)로 대별되는 PVD(physical vacuum deposition)에 의해 내식성을 향상시키고자 하는 연구들이 다양하게 진행되고 있다. 이것은 표면에 고순도 양질의 금속 막을 형성시킴으로써 외부환경과의 반응을 효과적으로 제어가 가능하며, 형성된 막은 그 물질의 고유 특성뿐만 아니라 제작 조건에 따른 표면의 기하학적 혹은 결정학적 구조에 의해 크게 영향을 받게 된다. 본 연구에서는 실용금속 중 이온화 경향이 가장 크고 산소와 반응하여 투과성이 작은 산화 피막 형성이 유리한 마그네슘(Mg)을 활용해 표면의 전기화학적 특성을 향상시켰다. 또한 금속 증착 중 진공도조절을 위해 도입되는 불활성 가스로 아르곤(Ar) 및 질소($N_2$)를 사용하여 표면에 형성한 막의 모폴로지 및 결정배향성이 내식성에 미치는 상관관계를 해석하고자 하였다. 실험방법으로 PVD법 중 비교적 간편하고 기초적인 지침을 제시하기 적합할 것으로 고려된 진공증착(vacuum evaporation)법을 이용해 아르곤 및 질소 분위기에서 진공도를 조절하며 용융아연도금상 Mg막을 형성하였다. 제작조건별 막의 기초 특성을 분석하기위해 SEM, EDS, XRD를 이용하였고, 결정배향성(crystal orientation) 분석을 위해 면간격(d-value)과 상대강도(relative intensity)를 확인하였다. 또한 내식성 평가로 염수분무(salt sprat test) 및 양극분극(anode polarization)을 각각 실시하였다. 실험결과에 따르면, Ar 및 $N_2$ 모두에서 가스압이 증가할수록 코팅층의 증착량은 적어지고 입상정(granular structure)의 모폴로지 형성 및 면간격과 상대강도가 증가하는 것이 확인되었다. 또한 쳄버 내 동일 진공도에서, $N_2$ 도입 시 Mg막은 더욱 치밀하고 미세한 입상정의 모폴로지로 형성되며 면간격과 상대강도는 더욱 증가한 것으로 나타났다. 내식성 평가에서 저진공 $N_2$ 조건에서 형성시킨 막이 가장 우수한 내식성이 나타났는데, 이는 상대적으로 불안정하고 반응하기 유리한 입계면적을 많이 포함한 입상정 모폴로지 및 표면에너지가 높은면의 면점유율 증가로 인해 외부환경과의 신속한 반응은 물론 안정적인 피막형성이 용이하였기 때문일 것으로 사료된다. 이상으로 Ar 및 $N_2$ 가스압 조건에 따른 고내식 Mg 막의 유효성을 확인하였고 향후 내식성을 향상시키는 방법으로 응용 가능할 것으로 생각된다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.35 no.6
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• pp.617-624
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• 2011

The two-dimensional sloshing problem in a rigid rectangular tank with a free surface is considered. The flow is generated by a container in harmonic motion in time along the horizontal axis, i.e., a container excited by u=Asin($2{\pi}ft$) where u denotes the container velocity imposed externally, A is the amplitude of the oscillation velocity, and f is the frequency of oscillation. Experimental apparatus is arranged to investigate the large-amplitude sloshing flows in off-resonant conditions, where the large amplitude means that A~O(1), and the distance, S, is comparable to the breadth, L, of the container, i.e., L/S~O(1). Comprehensive particle image velocimetry (PIV) data are obtained, which show that the flow physics of the nonlinear off-resonant sloshing problem can be characterized into three peculiar free surface motions: standing-wave motions similar to those of linear sloshing, a run-up phenomenon along the vertical sidewall at the moment of turn-over of the container, and gradually propagating bore motion from the sidewall to the interior fluid region, like a hydraulic jump.

• Proceedings of the Korea Technical Association of the Pulp and Paper Industry Conference
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• 2000.11a
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• pp.42-42
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• 2000

패선/구부림 가공은 백판지의 후가공의 일부분으로서 통상적으로 고평량인 백판지를 소비 자에게 맞는 형태로 가공하는 한 공정으로서 접는 공정을 용이하게 하기 위하여 종이 표면 에 패선을 넣어 구부려 접게 되는데 이때 구부리는 면의 표면적의 증가와 내부에서 외부로 향하는 Stress 에 의하여 종이의 표면층이 터지는 현상이 발생하기도 한다.이러한 터짐을 방지하면서 구부립 가공을 하기 위하여 백판지에 요구되는 특성은 여러 가지가 있으며 특히 고평량인 경우에는 종이가 구부러지면서 변형이 크게되는 만큼 외부로 밀리는 힘이 더욱크 게 작용하게 되고 이 힘을 충분히 수용할 수 있는 종이 자체의 강도가 펼요하게 되는데 본 연구에서는 다층판지의 원료특성과 판지특성등이 패션/구부림 가공적성과 연관성을 밝혀내 어 향후 연구방향의 기초를 삼고자 한다. 본 실험에서는 실험실적 결과와 실제 제품에서와의 차이를 최소화 하기 위하여 현장에서 생산되는 백판지를 사용하였으며 백판지의 각층을 구성하는 원료특성과의 상관관계까지 고 려하여 대전공장에서 생산되는 원료의 특성을 분석하고 같은 시간대의 제품과 비교펑가하는 방법을 취하였다. 각각의 원료 특성과 제품특성 (구부러짐 특성) . 공정조건등의 자료를 일정기간 취합하여 S Statisca 를 사용한 통계분석을 하였으며 1차 분석 결과 종이무성에 미치는 영향이 큰 수분 함량과 표면층의 원료구성 (Softwood 함량) 이 일차적으로 영향을 크게 미치며 종이 특성 으로는 CD 방향 터짐과 관련하여 MD 방향 인장, 내절, CD방향 강성등이 상관관계지수 0 0.7 이상으로 비교적 관계가 깊은 것으로 나타나며 인장과 신장율의 곱인 Toughness는 상 대적으로 낮아 터짐 지수로 활용하기는 어려울 것으로 판단되며 또한 신장율도 0.5 수준으 로 나타나며 패선구부러짐에 따른 층간구조변화에 따른 층간결합력이 영향이 있을 것으로 추측은 되었으나 분석결과 0.5 수준인 것으로 나타났다. 또한 CD 방향과 MD 방향의 터짐 성 상관관계도 0.5 이상인 것으로 나타나 섬유배향성도 패선/구부림 가공적성과 관련이 있 는 것으로 나타남으로서 패선/구부림 적성향상은 원료뿐만 아니라 초지공정조건에서도 향상 될 수 있는 것으로 나타났다. 향후 보다 세분화한 분석 및 도공층의 역할이 펼요할 것으로 판단되며 또한 지층구조분석 을 통한 Modeling 도 필요한 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2004.10a
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• pp.267-273
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• 2004

This paper targets to define controlling factors of pressure-coupled combustion response and estimate their effects on droplet evaporation process. Dynamic characteristics of hydrocarbon propellant vaporization perturbed by acoustic pressure are numerically simulated and analyzed. 1-D droplet model including phase equilibrium between two phases is applied and acoustic wave is expressed by harmonic function. Effects of various design factors and acoustic pressure on combustion response are investigated with parametric studies. Results show that driving frequency of acoustic perturbation and ambient pressure have important roles in determining magnitude and phase of combustion response. On the other hand, other parameters such as gas temperature, initial droplet size and temperature, and amplitude of acoustic wave cause only minor changes to magnitude of combustion response. Resultant changes in phase of heat of vaporization and thermal wave in droplet highly influence magnitude and phase of combustion response.

• 프린팅코리아
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• s.7
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• pp.184-188
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• 2003

훌륭한 색상 재현이 인쇄의 품질을 높여주는 것은 아니다. 높은 품질의 색상 재현이 이루어졌다고 하더라도 인쇄물이 제대로 보호받지 못하고, 재현된 색감을 지속적으로 보호해 주지 못한다면 훌륭한 품질의 인쇄 효과는 절감될 것이다. 라이네이팅으로 불리는 표면 처리 기법은 이처럼 인쇄물을 외부 충격에 의한 긁힘이나 습기로부터 보호해 줌은 물론 인쇄 품질을 향상시켜 주는 역할까지 수행한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1987.07a
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• pp.400-402
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• 1987

• Economic and Environmental Geology
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• v.45 no.2
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• pp.205-215
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• 2012

Metal ions, toxic or potentially toxic to biota and human beings, can be immobilized by sorption onto the mineral surfaces in soils and sediments. This article briefly explains theories regarding the chemical properties of mineral surfaces to sorb metal ions and processes of extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) analysis for sorption study, and reviews atomic-scale findings on metal sorption on mineral surfaces. The theoretical understanding on the chemistry of mineral surfaces and metal sorption is fundamental to the proper analysis of the atomic-scale spectroscopy to determine the sorption phases. Atomic-scale findings on metal sorption phases discussed here include co-precipitation, ternary complexation, aging effects, and desorption possibilities, as well as outer-sphere complexation, inner-sphere complexation, and surface precipitation.