• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제1권3호
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• pp.197-208
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• 1988

현재 특히 컴퓨터용 외부 기록매체분야에서 재래식 자성분말 코팅형 매체에 대해서 여러가지 보다 우수한 특성을 가진 경합재료가 경쟁적으로 개발되고 있다. 먼저 면재기록방식의 경우에 괄목할 발전을 하고 있는 것은 Co-Ni-P 및 Co-Ni계 무전해 혹은 스파터된 hard disk용 박막이다. 아직 오버코팅 문제가 완전히 해결되지 않고 그외 기판문제 등에서 개선의 여지가 많지만 그 수요가 급격히 늘고 있다. 그 다음으로 수직기록 방식 매체인데 현재는 Ba-ferrite분말도포매체가 공업적 공정측면에서 산업화에 가깝다. 이는 기존 테이프 메이커들의 설비활용이 가능하고 tribology, 안정성에서 비교적 문제가 적기 때문이다. 그러자 이 재료도 금속분말도포제와 특성이 비슷하고 분말자체 가격도 비슷해서 기존재료와 치열한 경쟁을 이겨야 산업화에 성공할 것으로 생각된다. 이보다 훨씬 고밀도기록이 가능한 소재중에서 Co-Cr수직기록박막이 가장 많이 연구되고 있어서 공업화 가능성이 높지만 head 재료의 개선, tribology 문제해결 등이 선행되어야 공업화가 성공될 것이다. 그러나 선진국 특히 일본, 미국에서 이러한 연구가 엄청나게 많이 진행되고 있어서 빠른 시일내에 산업화가 이루어질 것으로 기대된다.

• Elastomers and Composites
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• 제47권4호
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• pp.282-291
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• 2012

최근 들어 광, 온도, pH, 전기, 자성, 압력 등과 같은 외부 환경의 작은 변화에도 반응하여 모양/부피가 변하거나 기계적, 광학적, 전기적, 화학적 특성 등이 가역적으로 바뀌는 스마트 소재에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 스마트 소재들 중 광조사에 의해 소재의 다양한 특성을 가역적으로 제어할 수 있는 광응답 스마트 소재가 많은 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 광에너지를 받아 기계적 에너지로 바로 전환되어 인공근육, 모터 등과 같은 액츄에이터 기능을 할 수 있는 광구동형 스마트 고분자 소재들에 대해 소개하고자 한다. 특히, 광구동형 스마트 고분자 소재 중에서도 마이크로와 매크로 스케일 변형이 가능한 아조벤젠을 함유한 비결정성 고분자, 액정 고분자, 자기 조립형 초분자에 대한 다양한 연구들에 대해 설명하고자 한다.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제29권4호
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• pp.48-54
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• 2000

자성재료에 자기장을 걸어주변 가열되고 자기장을 제거하면 냉각되는 성질이 있는데, 이를 자기열량효과(magnetocaloric effect)라고 하며, 이것을 이용해서 저온을 생성시키는 방법을 자기냉동(magnetic refrigeration)이라고 한다. 큐리 온도(Curie temperature) 부근의 강자성체에 자 기장이 가해지면 전자례도내에서 쌍을 이루지 않은 전자들의 자기모벤트들이 자기장에 평행 하게 배열되는데, 이로 인해 열역학적 무질서의 척도인 엔트로피는 낮아지고 이러한 손실을 보상하기 위해 재료의 온도가 올라가게 된다.반대로 자기장이 제거되면 자기모벤트가 본래의 무질서한 상태로 돌아오며, 엔트로피가 증가하 고 재료의 온도는 떨어지게 되는 것이다. 역사적으로 보면 1881년에 Warburg가 큐리온도 부근의 철에서 자기열량효과를 처음 발견하였으며. 1926년과 1927년에 Debye와 Giauque가 각각 단열소자볍 (adiabatic demagnetization)을 제안함으로써 실용화되기 시작하여 주로 극저온을 얻는 방법으로 이용되어 왔다. 1950년도 이전의 연구는 절대온도 영도(OK)에 도달하고 자 하는 순수과학적인 노력으로서 개방사이클(open cycle)을 이용한 단열냉각 방식을 추구하 였으나, 1950년 이후부터는 공학적인 응용을 목적으로 밀폐사이클(closed cycle)을 형성하는 자기냉동기에 관한 연구가 진행되었다. 1976년에 Brown은 희토류(rare earth) 금속인 가돌리늄(Gd)을 사용하여 유체(물 80%와 에틸 알코올 20%)를 재생시킴으로써 상온에서 작동 하는 자기냉동기를 보고한 바 있다. 그는 7 T의 큰 자장을 이용하였으며, 고온부와 저온부의 온도는 각각 $46^{\circ}C와\;-1^{\circ}C로서\;47^{\circ}C$의 온도간격을 얻었다. 자기냉동에 있어서의 또 하나의 중요한 진전은 1978년과 1982년에 Steyert와 Barclay에 의해서 능동자기재생기(active magnetic r regenerator)의 개념이 소개되고 개발된 것으로, 이는 자성재료가 냉매로서 뿐만 아니라 열전달 유체의 재생기로도 사용되는 방식이다. 이상과 같은 자기냉동기술의 발달에 이어서 1997년에 미국의 Astronautics사(Wisconsin주 Madison시 소재)와 Ames 연구소(Iowa주 Ames 시 소재)의 공동연구팀이 발표한 두 가지의 새로운 진전으로 인해 공기조화 및 냉동분야에 적용할 수 있는 자기냉동기의 실용화 가능성이 한층 높아졌다. 이들의 연구결과는 (1) 자기냉동이 실온에서도 실현 가능한 기술이며 증기압 축식 냉동에 필적할 만하다는 것을 보인 것과 (2) 이미 알려져 있던 자기냉동재료보다 자기 열량효과가 훨씬 큰 새로운 재료를 발견한 것이다. 이로써 자기냉동에 대한 관심과 기대가 한결 커지고 있다. 본 원고에서는 자기냉동의 원리가 되는 자기열량효과와 이를 이용한 자기냉동의 방법 그리고 최근에 이루어진 새로운 진전에 대해 소개하고 공기조화 및 냉동분야에의 적용 가능성을 전망해 보고자 한다.

• Composites Research
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• 제20권5호
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• pp.43-48
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• 2007

전자기파의 흡수와 간섭 문제는 상업적, 군사적 용도에서 중요한 문제로 다루어져 왔다. 스텔스 기술은 전자기파 흡수 기술의 가장 전형적인 적용 방법 중에 하나이다. 본 연구는 유전성 및 자성 손실을 함유한 복합성의 필러를 개발하고자 시작되었다. 전도성 나노 소재인 탄소나노섬유 (CNFs)에 자성을 부여하기 위해 두 가지의 니켈-인과 니켈-철을 무전해 도금을 적용하여 각각 코팅하는 실험에 성공하였다. 제작된 복합 소재의 미세 구조를 SEM/TEM을 통해 관찰하였고, 이들의 성분 분석(EDS/ELLS)을 수행하였다. 코팅 층의 평균 두께는 약 $50\;{\sim}\;100\;nm$의 결과를 나타내었으며, 코팅 층의 성분은 Ni-6wt%P와 Ni-70wt%Fe의 결과를 각각 나타내었다.

• 한국자기학회지
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• 제22권3호
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• pp.103-108
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• 2012

수 ${\AA}$의 파장과 수 meV에서 수백 meV의 에너지를 가지는 중성자는 물질의 구조와 동역학을 연구하는데 적절한 특징을 가지고 있다. 이런 중성자 산란은 지난 60여년 동안 발전되어 이제는 응집물질물리학을 비롯한 다양한 재료과학 분야에서 대표적이고 핵심적인 실험방법으로 자리잡았다. 본고에서는 이런 중성자 산란을 이용한 구조 및 동역학 연구의 기본 원리를 설명하고 간단한 예를 제시한다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.527-536
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• 2022

본 연구는 우주방사선 차폐물질 설계를 위한 선행연구 차원에서 우주방사선에 대한 물질별 방사선 차폐특성을 분석하였다. 특히 EMP 및 방사선 차폐에 효과가 있다고 알려진 경량 연자성 복합소재에 대한 우주방사선 차폐물질 활용 가능성을 확인하고자 하였다. 이를 위해 Monte Carlo N-Particle(MCNP) 모델링 기법과 열중성자 차폐실험을 수행하였으며, MCNP의 우주방사선 모델인 Skymap.dat를 활용하였다. 연구결과 폴리에틸렌, 붕소폴리에틸렌, 탄소나노튜브 등 탄소와 수소를 함유한 물질의 경우 증발 중성자 에너지 영역 대 이하의 중성자 감소에 효과적인 것으로 나타났으며 SS316, 경량 연자성 물질 등 철을 함유한 물질은 캐스케이드 중성자 차폐성능이 뛰어난 것을 확인할 수 있었다. 특히 경량 연자성 물질의 경우 붕소를 함유하고 있어 저속중성자 영역의 중성자 감소에도 효과적인 것으로 나타났으며, 향후 탄소 및 수소 등 탄성산란 물질을 보강한다면 우주방사선 중성자 전 영역에서 유의미한 차폐효과를 보여줄 것으로 기대된다.

• 한국자기학회지
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• 제27권4호
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• pp.135-139
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• 2017

직경 $190{\mu}m$ Cu 와이어에 $Ni_{80}Fe_{20}$ 연자성 물질을 전기도금법으로 증착하여 금속 코어/연자성 쉘 구조의 복합 와이어를 제작하고 이 와이어에서 자기임피던스 효과(MI 효과)를 연구하였다. 원통 좌표계에서 복합 와이어의 임피던스 텐서의 두 대각 성분 $Z_{{\theta}{\theta}}$와 $Z_{zz}$는 z 방향으로 가한 자기장에 대해 큰 MI 효과를 나타낸 반면, 비대각 임피던스 $Z_{{\theta}z}$의 MI 효과는 매우 약하게 나타났다. 비대각 자기임피던스 효과가 큰 복합 와이어를 만들기 위해 비틀림 스트레인 하에서 전기도금하는 방법을 시도하였다. Cu 와이어의 한쪽 끝을 약 $270^{\circ}$ 이상 회전한 상태에서 전기도금 된 복합 와이어는 뚜렷하게 증대된 비대각 MI 효과를 보였으며 $360^{\circ}$ 회전한 상태에서 도금 된 와이어에서 최대의 비대각 MI 효과를 얻을 수 있었다. 본 연구를 통해 비대각 MI 효과가 큰 복합와이어를 제작하는 방법을 개발한 것은 금속 코어/자성 쉘 복합 와이어의 자기센서 소재로써의 응용가능성을 높일 것으로 기대된다.

• 한국자기학회지
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• 제2권1호
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• pp.29-36
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• 1992

본 연구에서는 장래의 전자공업 및 정보산업의 기본소재로서 그 응용이 기대되고 있는비정질 산화물자성체를 개발하기 위한 기초연구를 수행하였다. 현재 연구보고 되어 있는 강자성비정질 산화물은 같은 조성의 다결정 ferrite에 비하여 그 자성이 빈약하므로 자성이 좀더 강한비정질 spinel ferrite의 개발이 요구된다. 자체 제작한 쌍 roller 초급내장치로써 $CaO-B_{2}O_{3}$ 계 amorphous ferrite 시료를 제조하고 얻어진 시편의 제특성을 조사하기 위해 XRD, DTA/TG, VSM, $M\"{o}ssbauer$ spectrum으로 측정한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. $CaO-Bi_{2}O_{3}$ 계 amorphous ferrite는 10-50 mole% CaO, 10-50 mole% $Bi_{2}O_{3}$. 40-70 mole% $Fe_{2}O_{3}$의 조성 영역에서 제조가 가능하고 $BiFeO_{3}$와 $CaFe_{4}O_{7}$의 혼합 조성부근에서 강력한 자화를 나타낸다. 특히 ${(CaO)}_{20}-{(Bi_{2}O_{3})}_{15}{(Fe_{2}O_{3}}_{65}$의 조성에 있어서는 자화가 약 21.84 emu/g(10 kOe)이며 강 자성적인 거동을 나타낸다. 이 비정질 ferrite는 반강자성상($\alpha$-상)과 강자성상($\beta$-상)으로 되어 있다. 비정질 ferrite의 결정화는 $550^{\circ}C$와 $775^{\circ}C$에서 2단계로 일어나고, 그때 나타나는 결정상은 $BiFeO_{3}$의 perovskite 상과 ${\alpha}-Fe_{2}O_{3}$ 상이다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1483-1484
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• 2011

상용 뮤-메탈, 방향성 및 무방향성 규소강판을 출발 재료로 하여 두께 0.1 mm의 차폐재 3 종류를 제조하여 전력 케이블 인근자계 차폐 효과를 조사하였다. 3상 전류일 때, 차폐재 위치의 자기장이 100 ${\mu}T$ 정도이면 뮤-메탈이(SF < 0.1) 가장 효과적이었고, 500 ${\mu}T$ 이상이면 규소강판이(SF 0.3~0.4) 더 효과적이었다. 또한, 안쪽에 방향성 규소강판, 바깥쪽에 뮤-메탈을 함께 둘러쌀 경우 500 ${\mu}T$까지도 SF를 0.1 이하로 할 수 있었다. 한편, 단상 전류에서는 고투자율 소재의 적용은 오히려 자기장을 증가시키는 결과를 보였다. 이상의 결과는 자기장 강도 H의 크기에 따라 각 소재의 투자율 우열이 서로 다른 점과 이로 인해 차폐재 내에 유도되는 자기장 벡터와 원래의 자기장 벡터의 상호 상쇄 및 중첩 작용으로 설명할 수 있었다.

• 한국분말재료학회지
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• 제12권4호
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• pp.239-248
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• 2005

1990년도 초반에 개발되어 나노분말의 제조 공정으로 집중적으로 연구되어온 화학기상응축공정은 고강도용 나노분말 소재이외에 기능성 자성재료로의 응용에 주로 이용되어 왔다. 최근에는 이러한 응용이외에 나노분말의 표면을 다양한 이종 소재로 응용하고자하는 나노캡슐(혹은 core/shell)화 제조 공정으로 진보되어 다양한 합금 시스템으로 발전하게 되었다. 특히 최근 Particles 2005, Surface Modification in Particle Technology 학회에서는 나노금속 혹은 세라믹 분말에 PMMA, PE등 polymer의 유기화합물의 코팅하여, DNA나 RNA를 부착하거나 추출해내는 나노캡슐화 공정 연구가 매우 활발하게 진행됨을 보여주고 있으며, 이들 나노 캡슐의 개발은 약물전달계(Drug delivery system), 온열치료용 및 MRI 조영제 등의 바이오재료로의 응용가능성이 크게 기대되어 이에 대한 연구들이 활발하게 진행될 것으로 예상된다.