• 한국항공우주학회지
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• 제41권11호
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• pp.891-899
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• 2013

본 논문에서는 전투기 주구조물에 적용할 수 있는 안테나 내장 스킨구조(CLAS)의 새로운 시험평가 절차를 제시하였다. 대수 주기 패치형 안테나를 통신항법용 다중대역 안테나로 설계하였다. 탄소/유리 섬유 강화 적층 복합재(CFRP/GFRP)를 공력하중을 지지하기 위한 구조로 사용하고 안테나 성능 향상을 위해 하니컴 층을 적층하였다. 여러 재질로 구성된 다층구조의 안테나 내장 스킨구조를 고온의 오븐에서 경화하였다. 내장된 안테나의 이득, 전압 정재파비, 방사패턴을 0.15GHz~2GHz 주파수 범위에서 무반향 챔버시설을 이용하여 측정하였다. 안테나 내장 스킨구조의 구조강도를 평가하기 위하여 인장, 전단, 피로, 충격 하중을 부가하는 구조시험을 수행하였다. 각각의 구조시험 후에 안테나 성능시험을 수행하여 초기 값과 비교하므로써 구조시험이 안테나에 미치는 영향을 확인하였다. 새로 개발한 안테나 내장 스킨구조 시험평가 절차를 통신항법용 CLAS에 적용하여 설계개선이 필요한 점을 발견하였다.

• 지질공학
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• 제8권2호
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• pp.115-130
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• 1998

1996년 7월 2일간의 집중강우로 연천-철원 지역에서 발생한 916개 산사태를 대상으로 산사태 유형과 지형적 취약성을 분석하였다. Olivier의 산사태 반응 등식을 적용할 경우 2일간 강우량은 대형 산사태가 발생될 수 있는 집중강우지수(event coefficient) 0.2를 훨씬 초과하는 0.372로서 집중강우가 이 지역의 산사태를 주도하였다. 붕괴물질은 붕적층과 풍화 잔류토가 복합적으로 파괴되어 생성된 암설이 우세하다. 붕괴물질의 구성비로 분류하면 산사태의 66%는 암설 유동(debris flow)이고, 23%는 토양 유동(sediments flow)에 해당된다. 규모에 의하여 분류하면 90%이상이 연장 l00m 이하, 심도 1m 내외인 변이형(transitional) 산사태에 속한다. 암석 분포별로는 화강암 지역의 산사태 빈도가 변성암 지역보다 4.7배, 화산암 지역보다는 2.7배 높다. 이는 화강암의 풍화정도가 높아 투수성이 높고 결과적으로 전단응력이 저하된 결과로 해석된다. 산사태에 가장 취약한 지형은 고도 200~300m, 경사면 $10-20^{\circ}$이고, 50% 이상이 이와 같은 지형조건 하에서 발생하였다. 단위 면적당 산사태 빈도도 상기 지형조건에서 각각 평균치의 2배 및 1.43배 높다. 결과적으로 집중강우시 저 고도, 저 경사면에 분포하는 붕적층이 풍화 잔류토와 함께 산사태를 발생시켰다.

• 멤브레인
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• 제26권4호
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• pp.239-252
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• 2016

최근 2차원 나노 물질을 응용하여 수처리 막의 성능을 향상시킬 수 있는가에 대한 연구가 활발하다. 그 노력의 한 가운데에 원자 두께를 가지고 있으면서 손쉽게 구할 수 있고 층으로 쌓을 수도 있는 2차원 물질인 그래핀이 자리하고 있다. 이 총설에서 우리는 그래핀으로부터 만들 수 있는 두 가지 막 구조에 관한 기초 물질 전달 현상을 최근 연구 성과를 중심으로 다룬다. 그 물질 자체로 이미 물질 전달 차단성을 갖는 그래핀에 정확히 제어된 크기의 구멍을 뚫을 수 있다면 아마도 원자 크기 수준으로 얇은 두께 때문에 그래핀 막은 같은 기공 크기의 어느 막보다도 빠른 궁극적 투과도를 나타낼 것이며, 이로부터 선택도를 담보할 수 있다면 다양한 막 분리 공정에 적용할 수 있을 것이다. 그 한 예로, 나노미터 이하의 기공을 가정한 초박막 침투성 그래핀 막에 대한 분자동역학 연구와 몇몇 초기 실험 결과들이 해수담수화 막으로서의 가능성을 보인 점은 주목할 만하다. 그래핀 물질로부터 다른 구성을 가진 막을 설계할 수 있는데, 이 막은 적당히 산화된 그래핀 마이크로 판들을 무작위로 적층함으로써 구현할 수 있다. 그래핀 판 적층 간격을 나노미터 이하로 쉽게 제어할 수 있기 때문에 이 구조 역시 수처리 및 해수담수화 막으로서의 가능성을 시사한다. 기존 막기술에 존재하지 않던 구조와 물질 전달 성질을 가짐으로써 두 종류의 그래핀 막은 앞으로 수처리 기술을 비롯한 다양한 막 기술의 응용분야에서 효과적으로 기여할 가능성이 충분하다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권3호
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• pp.619-625
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• 2008

패시베이션 및 절연 목적으로 이용하는 플라즈마 화학기상증착(PECVD)법에 의해 증착된 무기막과 웨이퍼 간 본딩 접착제로 이용하는 유기 박막 적층면의, 열 순환에 의한 잔류 응력 및 본딩 결합력의 효과를 4점 굽힙 시험법과 웨이퍼 곡률 측정법에 의해 평가하였다. 무기막으로는 산화 규소막($SiO_2$)과 산화 질화막($SiN_x$)이, 유기 박막으로는 BCB(Benzocyclobutene)가 이용되었다. 이를 통해, 열 순환 동안 무기막과 유기막 사이에서의 잔류 응력과 본딩 결합력의 상관관계에 대한 모델식을 개발하였다. 최대 온도 350 및 $400^{\circ}C$에서 수행한 열 순환 공정에서, PECVD 산화 질화막과 BCB로 구성된 다층막에서, 본딩 결합력은 첫 번째 순환 공정 동안 감소한다. 이는 산화질화막 내 잔류인장응력의 증가가 다층막의 잔류응력에 의해 변형되는 에너지 및 본딩 결합력의 감소를 유도한다는 모델식의 예측과 일치하며, PECVD 산화 규소막내 잔류 압축 응력의 감소가 다층막의 잔류응력에 의해 변형되는 에너지 및 본딩 결합력 상승을 이끄는 산화 규소막과 BCB 구조의 본딩 결합력 결과와 비교된다. 이러한 산화 규소막과 산화 질화막을 포함한 다층막의 상반된 본딩 결합력은 증착 공정 후 막 내에 형성된 수소 결합이 고온 순환 공정 동안 축합 반응을 통해 더 밀집되어 인장응력을 형성하기 때문임을 알 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권2호
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• pp.1-6
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• 2007

본 연구에서는 모양으로 유도된 자기 이방성을 가진 $Ni_{80}Fe_{20}/SiO_2$ laminates 다층막의 자기적 성질을 조사 하였다. 다층막은 rf 다이오드 스퍼터링 시스템을 이용하여 개개의 $Ni_{80}Fe_{20} 와 $SiO_2$ (at%) 합금 타겟들로부터 Si 또는 upilex 기판에 적층하였다. 여러 가지 개수(N)의 이중층으로 구성된 $Ni_{80}Fe_{20}/SiO_2$ laminates 가 적층되었다. 사진식각기술을 사용하여 타원형 어레이 패턴을 가진 $Ni_{80}Fe_{20}/SiO_2$ laminates 가 제작 되었다. 자기적 성질은 B-H 히스테리시스 그래프와 고주파 permeameter를 사용하여 상온에서 측정 되었다. 다층막에서 도메인 reversal 시 발견된 몇 개의 스텝들은 자성체 박막 사이에 존재하는 coupling 때문으로 사료된다. 내재하는 intrinsic 일축 자기 이방성 field는 N이 증가하면 증가한다. 전체 자기 이방성 field의 실험값은 계산된 값과 잘 일치 하였다. 본 연구에서는 소형의 타원형 어레이를 가진 다층막의 laminate 구조체를 이용하여 더 큰 일축 자기 이방성을 유도하고 그 결과 laminate의 동작 주파수를 극대화시키고자 하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권10호
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• pp.961-966
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• 2003

BiN $b_{0.975}$S $b_{0.025}$ $O_4$저온 동시 소결 세라믹 후막 및 적층 세라믹(Multi-Layer Ceramic, MLC) 공정 기술을 이용한 소형 마이크로파 필터를 설계 및 제작하였다. MLC 칩 대역 통과 필터(BPF)는 소형화와 낮은 가격이라는 장점을 가지고 있다. 제안된 필터는 stripline 공진기와 결합 캐패시터로 구성되며, IMT-2000용 단말기의 수신단 통과 대역에 적합하며 통과 대역 아래쪽 저지 대역에 감쇠극이 형성되도록 설계하였다. 상용 마이크로파 회로 및 구조 설계 tool를 이용하여 제안된 MLC칩 대역 통과 필터의 공진기 전자기적 결합량 변화 및 결합 캐패시턴스에 따른 필터의 주파수 특성, 특히 감쇠극의 위치 변화에 대해 살펴보았다. 제작된 MLC 칩 BPF의 주파수 특성은 시뮬레이션 결과와 매우 일치하였다.

• 한국자기학회지
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• 제8권6호
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• pp.380-387
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• 1998

본 논문에서는 수소($H_2$)의 주입에 따라(자기적 성질)와 strain (elastic 성질)의 변화가 최대가 될 수 있는 Fe/Zr 다층박막으로 구성된 센서재료를 개발하였다. Sputtering (RF diode) 진공 적층 시스템을 이용하여 srqurntial supttering 빙식으로 변조파장($\lambda$)이 $3{\AA}{$\leq}{\lambda}{$\leq}50{\AA}$이고 $Fe_{80}Zr_{20}$의 성분을 가진 compositionally modulated(CM)된 Fe/Zr 다층박막을 적층 시킨 후 전기분해 방법으로 수소를 주입 시켜 수소에 의해 변화된 자화 및 strain 이 최대가 되는 Fe/Zr 박박을 선택하였다. 박막 재료가 수소화된 자기적 성질의 변화는 자화 및 stain 이 최대가 되는 Fe/Zr 박막을 선태하였다. 박막 재료가 수소화된 후의 자기적 성질의 변화는 히스테리시스 graph와 vibrating sample magnetometer (VSM)를 통해, 그리고 strain 의 변화는 laser heterodyne interferometer (LHI)등으로 분서되어 졌다. 선택된 최적의 센서재료는 single-mode 광섬유를 이용한 Michelson interometer의 sensing arm에 직접 coating 되어 주입된 수소의 양을 간접적으로 측정할 수 잇는 Fiber-optic H2 gas 센서에 응용되엇다. 개발된 센서는 진단하고자 하는 구조물 내의 부식(수소화에 의한) 정도를 손쉽고, 정확하게 감지할 수 있을 것으로 기대 되므로 비파괴 검사(non-destrucive test evaluation; NDE) 응용에 사용될 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.19-26
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• 2021

격자 구조체는 강도 및 강성, 초경량 및 에너지 흡수 능력 등의 우수성을 가지고 있어서 전방위 산업에서 주목을 받고 있으나, 다양한 장점에도 불구하고 복잡한 형상에 따른 제조 공정의 어려움으로, 현재까지 광범위한 상용화 및 사용은 제한되고 있다. 한편 적층 제조는 전통적인 제조 방법으로는 불가능한 복잡한 기하학적 형상 제조가 가능한 기술로써, 격자 구조체 제조를 위한 최적 기술로 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 3차원 좌표 방법으로 단위 셀을 형성하고, 단위셀의 바운더리 박스 크기 및 스트럿 반경에 따른 상대 밀도의 관계식을 도출하였다. 본 연구에서는 Simple Cubic(SC), Body-Centered Cubic(BCC) 및 Face-Centered Cubic(FCC)을 모델링 소프트웨어를 사용하여 상대 밀도 맞춤형 구조체를 설계하였다. 본 연구에서 제안한 상대 밀도 산출식 정확도는 SC, BCC 및 FCC에서 98.3 %, 98.6 % 및 96.2%의 신뢰성을 확보하였다. 격자 구조체를 대상으로 시뮬레이션 수행 결과, 동일한 셀 배열 조건에서는 상대 밀도가 커짐에 따라 항복 하중이 커지고, 동일 배열 조건에서는 SC, BCC, FCC 순으로 압축 항복 하중이 작아지는 결과가 나타났다. 최종적으로 20 mm × 20 mm × 20 mm 크기의 구조체는 SC 단위 셀을 3×3×3 배열로 구성하는 것이 압축 하중에 대한 구조적 최적화가 가능한 것으로 나타났다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권7호
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• pp.1222-1230
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• 2022

로터 블레이드는 조류발전 터빈의 매우 중요한 구성 요소로서, 해수의 높은 밀도로 인해 큰 추력(Trust force)와 하중(Load)의 영향을 받는다. 따라서 블레이드의 형상 및 구조 설계를 통한 성능과 복합소재를 적용한 블레이드의 구조적 안전성을 반드시 확보해야 한다. 본 연구에서는 블레이드 설계 기법인 BEM(Blade Element Momentum) 이론을 이용해 1MW급 대형 터빈 블레이드를 설계하였으며, 터빈 블레이드의 재료는 강화섬유 중의 하나인 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics)를 기본으로 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)를 샌드위치 구조에 적용해 블레이드 단면을 적층(Lay-up)하였다. 또한 유동의 변화에 따른 구조적 안전성을 평가하기 위해 유체-구조 연성해석(Fluid-Structure Interactive Analysis, FSI) 기법을 이용한 선형적 탄성범위 안의 정적 하중해석을 수행하였으며, 블레이드의 팁 변형량, 변형률, 파손지수를 분석해 구조적 안전성을 평가하였다. 결과적으로, CFRP가 적용된 Model-B의 경우 팁 변형량과 블레이드의 중량을 감소시켰으며, 파손지수 IRF(Inverse Reserce Factor)가 Model-A의 3.0^*V_r를 제외한 모든 하중 영역에서 1.0 이하를 지시해 안전성을 확보할 수 있었다. 향후 블레이드의 재료변경과 적층 패턴의 재설계뿐 아니라 다양한 파손이론을 적용해 구조건전성을 평가할 예정이다.

• 한국결정성장학회지
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• 제33권3호
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• pp.97-103
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• 2023

수분 차단성이 우수한 투명 포장재용 배리어성 필름을 개발하기 위하여, 상온 진공하에서 플라즈마 활성화 표면처리 공정의 전처리 공정을 거친 후에, 나노클레이 분산 적층 코팅층을 형성한다. 접착력 향상을 위한 코팅 공정의 적절한 가교공정과 최적분산공정을 통한 커플링 첨가제를 최적화하는 데 중점을 두었다. 기능성 코팅 박막에 대하여 분석한 결과는 수분 투과도 10 g/m²/24 hrs(ASTM F-1249) 이하, 산소 투과도 30 cc/m²/24 hrs(ASTM D3985) 이하임을 보여주었다. 이는 종래의 무처리 필름의 10배 이상 수분 차단성이 우수한 투명 포장용 표면기능성 코팅박막에 해당됨을 보였다. 아울러, 투명가스 차단 필름의 두께는 0.1 mm 이내이며, 투명가스차단 복합층은 2개의 층으로 구성되었다. PET 박막 계면 특성연구에서, FT-IR의 실험분석에 의하면 R DS 1.125 %에서 반응 활성도가 최적화임을 나타내고 있다.