• 보존과학회지
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• 제30권1호
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• pp.67-80
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• 2014

본 연구는 고려 중기 가마터인 유천리 고려백자의 조성 및 미세구조 분석 결과를 기초로 기 연구된 서리, 중암리, 방산동 그리고 법천사지 출토 백자와 비교하여 고려백자의 원료적 특징을 확인한 것이다. 유천리 고려백자는 태토가 고려 전기 백자에 비해 실리카가 높고 융제 함량이 낮은 반면 유약은 이 반대의 특징을 보인다. 또한 철산화물에 비해 티타늄 산화물의 함량이 높게 나타나는 경향을 보이는데 이는 고려청자의 티타늄 산화물 함량과 비슷한 수치이다. 전기 고려백자는 각 가마별 함량의 차이를 보이나 이것이 시기에 따른 일정한 변화로 나타나지는 않았으며 중기 고려백자인 유천리 도편과 비교해 보아도 비슷한 양상이다. 또한 소비유적 출토인 법천사지 고려백자는 도편별 함량 차이를 보여 동일하지 않은 지역에서 제작, 수급되었을 가능성이 있다. 이로 보아 각 가마별 함량의 특징 및 차이점은 고려백자의 시기적 흐름에 따른 변화라기보다 제작 환경이나 재료 수급의 차이 등에 따른 각 지역적인 특성으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.54-59
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• 2020

콘크리트의 품질에 큰 영향을 미치는 중요 자재인 굵은 골재는 채취장소, 생산방법 등에 따라 다양하게 생산된다. 현재 건설업계는 굵은 골재의 안정적인 공급과 표준적인 품질 확보 방안이 필요한 실정이다. 본 연구는 굵은 골재를 3D 프린팅으로 제작하여 사용하는 것이 이 문제 해결에 도움이 되는지를 검토하는 것이 목적이다. 3D 프린팅을 위한 필라멘트는 검토 결과 ABS 필라멘트가 선정되었다. 굵은 골재의 설계는 CATIA를 사용했으며, 제작은 CUBICON Single Plus를 사용하였다. 공시체는 3개의 AE제를 사용 것과 3개의 그렇지 않은 것 등 총 6개를 제작한 후 28일 동안 수중 양생하였다. 압축강도 시험 결과 AE제를 사용할 경우 콘크리트표준시방서에서 규정한 경량콘크리트 설계기준의 최저 압축강도 이상이 발현됨을 확인했다. 이는 3D 프린터로 제작한 굵은 골재가 경량콘크리트의 굵은 골재로 사용될 가능성이 있음을 시사한다. 특히 대량생산 체계를 갖출 경우 궁극적으로 굵은 골재의 안정적 수급과 표준적인 품질 확보라는 건설업계가 당면하고 있는 문제 해결에도 일조할 수 있을 것이다. 향후에는 3D 프린팅으로 제작한 굵은 골재의 부착력 향상 방안, 경제성 분석 등에 관한 연구를 진행할 예정이다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제54권2호
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• pp.216-239
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• 2021

공예품의 표면에 홈을 파고 금속 재료를 감입하는 시문 기법인 입사(入絲)는 조선시대 왕실의 일상 생활용품, 의례품, 관청의 공적 기물에 두루 사용되었다. 조선시대 관영수공업은 중앙관청에 소속된 경공장(京工匠), 지방의 외공장(外工匠)으로 구성된 관장(官匠)을 중심으로 운영되었다. 입사장은 경공장에 편입되어 왕실과 중앙관청의 공예품 입사시문을 담당했다. 현재 전해지는 조선시대 입사장에 대한 기록은 관영수공업에 집중되어 있다. 관영수공업에서의 입사장의 배속 관청은 공조와 상의원, 군영으로 나눌 수 있으며, 여기에 앞의 두 소속 장인의 도감 차출이 있다. 입사공예품을 사용하는 관청과 군영에 입사장을 배치하고, 제작 마감 기한이 촉박해 평소보다 세밀한 분업과 협업이 전개되었던 도감에서는 입사장을 입사장, 은입사장으로 나누어 공역에 투입했다. 이를 통해 제작 상황과 보유 기술을 고려해 유동적으로 장인을 배치해 공예품 제작이 이루어졌음을 알 수 있었다. 이러한 제작 체제의 운영은 장인의 손기술로 모든 공예품을 제작해야 했던 근대 이전 조선 사회에서는 필수적인 것이었다. 본 논문은 입사장을 중심으로 조선시대 관영수공업에서 장인의 역할과 직무 형태를 유형을 나누어 살펴보았다. 직능의 특성과 재료, 인력 수급 등 세부적으로 적용되는 내용은 다르지만, 조선이 추구했던 기본적인 관영수공업 정책의 틀 안에서 장인의 기술을 통한 다양한 목적의 공예품 구현을 위한 여러 제도적 장치는 거의 공통적이었다. 앞으로 의궤에 기록된 재료와 도구, 소수이지만 문헌에 기록된 관장과 사장의 기록을 더해 기술 문화를 분석한다면 조선시대 공예를 보다 입체적으로 접근하는 데 도움이 될 것이라 생각한다.

• 보존과학회지
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• 제36권6호
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• pp.440-455
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• 2020

이 연구는 나주 오량동 요지 가마유구에서 출토된 완형토기(碗, bowl)의 원료 특성을 출토 사면별로 분석하고 개배(蓋杯, flat cup with cover), 옹관(甕棺, jar coffin)과 비교하여 기종별 제작기법을 검토하였다. 소형토기 중 가장 많이 출토되는 완형토기는 출토 사면과 관계없이 미정질 내지 은미정질 기질에 세립질 석영과 장석이 비짐으로 사용되어 상당히 유사한 원료특성을 보이며, 대체로 950~1,100℃의 소성온도를 나타냈다. 완형토기는 출토 사면과 관계없이 태토조성과 소성기법이 유사하여 정형화된 제작기법을 보유하고 있었던 것으로 생각된다. 개배는 세립질 광물을 비짐으로 첨가한 것이 완형토기와 유사하나 광물의 입자가 크고 함량이 높게 나타난다. 그러나 대형옹관은 세립질 뿐만 아니라 중립질 석영, 장석, 흑운모를 포함하고 있다. 기종별 태토 특성은 태토의 화학조성을 상관도에 도시한 결과에서도 확인되는데, 소형 완형토기와 개배는 옹관과 분포영역이 구분된다. 따라서 나주 오량동 요지는 동일한 원료수급 환경 내에서도 완형토기, 개배와 같은 소형토기는 태토를 정제하였고, 옹관은 기벽 유지를 위해 중립질 광물을 첨가하였다. 또한 사용목적에 적합하도록 태토를 선별하여 준비하고 소성온도와 소성환경을 조절하여 제작한 것으로 확인된다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 추계학술발표대회
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• pp.49.2-49.2
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• 2009

투명전극은 디스플레이, 태양전지와 같은 광전자 소자에 필수적이며, 지금까지 개발된 재료 중에는 ITO가 가장 투명하면서 전기전도도가 높고 생산성도 좋기 때문에 투명전극의 재료로 사용하고 있다. ITO는 낮은 비저항(${\sim}10^{-4}{\Omega}cm$) 과 높은 투과율 (~85 %), 상대적으로 넓은 밴드갭 에너지 (3.5 eV) 의특성과 같이 뛰어난 전기적 광학적 특성에 반해서 높은 원자재 가격, 불안정한 공급량 등으로 인한 문제점이꾸준히 제기되고 있다. 따라서 $In_2O_3$:Sn, ZnO:Al, ZnO:Ga, ZnO:F, ZnO:B, TiN 등과 같은 물질들로대체하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다. ZnO는 ITO보다원자재의 수급이 원활하기 때문에 원가가 낮으며, 상대적으로 낮은 온도에서도 제작이 가능하다. 또한 화학적으로 안정적이므로 ZnO에 Al, Ga 등의 3족 원소를 도핑함으로써 낮은 비저항의 박막 제작이 가능하고, ITO 박막과 비교하여 etching이 쉬우며 기판과의 접착성이 좋으며, sputtering 공정시 plasma 분위기에서의 안정성이 뛰어나고 박막증착율이 높기 때문에 투명전극으로 적합한 재료이다. 본 연구에서는 cylindrical type의 Aldoping된 ZnO single target을 사용하여 박막 증착 압력의 변화를 주어 유리기판 위에 DC sputtering을 하였다. Fieldemission scanning electron microscope (FESEM)을 통해 ZnO:Al 박막의 표면의 형상과 두께를 확인하였으며, X-ray diffraction (XRD) 분석을 통해 박막의 결정학적 특성을 관찰하였다. 투명전극용 물질로서 ZnO:Al 박막의 적합성 여부를 확인하기 위하여 Van der Pauw 방법을 이용하여 박막의 비저항, 전자 이동도, 캐리어 농도를 측정하였으며, 박막의 기계적 성질 및 표면 접착성을 확인하기 위하여 nano-indentaion 분석을 하였다. 또한 UV-vis spectrophotometer를 이용하여 ZnO:Al 박막의 투과율을 분석하여 투명전극으로의 응용 가능성을 확인하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2010년도 춘계학술대회
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• pp.415-416
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• 2010

최근 석유수급에 대한 불안함이 증가되고 있으며 그로 인해 천연가스의 개발과 사용범위가 확대되고 있다. 특히, 전 세계적으로 조선에서는 LNG 및 LPG와 같은 천연가스의 저장과 운반에 대한 발전이 급속도로 성장하고 있는 반면에, 국내에서는 극저온 부품소재의 기술력 저하로 극저온 버터플라이 밸브와 같은 핵심부품을 전량 수입에 의존하고 있는 실정이다. LNG 및 LPG 둥은 미래 핵심 천연연료로 많은 지지를 얻고 있고 사용빈도도 증가하고 있기 때문에 이와 관련된 기술이 발전되어야 함은 물론이고, 국내에서도 극저온 버터플라이 밸브 제작과 설계에 대한 핵심기술을 확보하여야 한다. 이러한 관점에서 본 논문에서는 극저온 환경 하에서 우수한 신뢰성과 안전성이 보장될 수 있는 원주가압형 극저온 버터플라이 밸브를 유동-구조 연성해석을 이용하여 밸브 가압 길이에 따른 강도 평가를 수행하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제36권2호
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• pp.10-18
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• 2018

철골 구조물의 발파해체에 사용하는 성형폭약은 국내외 대부분의 경우에 사용이 제한적이거나 수급이 불가능하여 적용하지 못하는 경우가 많이 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 산업용 폭약을 사용하여 금속 제트가 발생할 수 있는 장치가 필요하다. 본 연구에서는 금속 제트가 발생하는 강재 절단용 장약용기를 제작하였다. 절단 성능 실험을 통해 두께 25mm의 강판에 대한 장약용기의 절단 성능을 평가하였다. 또한 침투 과정 수치 모사와 절단 성능 실험에서의 결과를 비교하고, 두께 35mm와 70mm의 강판에 대한 절단 성능을 평가하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제38권2호
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• pp.13-21
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• 2020

철골 구조물의 발파해체에 사용하는 성형폭약은 국내외 사용이 제한적이거나 수급이 불가능한 경우가 많이 발생하며, 기존의 선형 성형폭약은 규모가 크고, 강재의 두께가 두꺼운 철골 구조물을 절단하기 위한 충분한 절단 성능을 확보하지 못하였다. 이러한 문제를 해결하기 위해 고폭속, 고압력의 산업용 폭약을 사용하여 금속제트를 발생시켜 절단 할 수 있는 장치가 필요하다. 본 연구에서는 철골 구조물의 발파해체에 적용하기 위해 3가지 타입의 장약용기를 제작하였다. 절단 성능 실험을 통해 다양한 두께의 H형 강재와 강판에 대한 절단 성능을 평가하였고, 실험결과 충분한 절단성능을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.476-476
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• 2014

서론: 저 전력 소모를 필요로 하는 무선 센서 네트워크 관련 기술의 급격한 발달과 함께 자체 전력 수급을 위한 진동 에너지 수확 기술에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 다양한 구조와 소재를 압전 외팔보에 적용하여 제안하고 있다. 그 중에서도 진동 기반의 에너지 수확 소자는 주변 환경에서 쉽게 진동을 얻을 수 있고, 높은 에너지 밀도와 제작 방법이 간단하다는 장점을 가지고 있어 많은 분야에 응용 및 적용 가능하다. 기존 연구에서는 2차원적으로 진동 에너지 수확을 위한 휜 구조의 압전 외팔보를 제안 하였다. 휜 구조를 갖는 압전 외팔보는 각각의 짧은 두 개의 평평한 외팔보가 일렬로 연결된 것으로 볼 수 있다. 하나의 짧고 평평한 외팔보는 진동이 가해지면 접선 방향으로 응력이 생겨 최대 휨 모멘텀을 갖게 된다. 그러므로 휜 구조를 갖는 외팔보는 진동이 인가됨에 따라 길이 방향과 수직 방향으로 진동한다. 하지만, 이 구조는 수평 방향으로 가해지는 진동에 대한 에너지를 수확하기에는 한계점을 가진다. 즉, 3축 방향에서 임의의 방향에서 진동 에너지를 수확하기는 어렵다. 본 연구에서는 3축 방향에서 에너지를 효율적으로 수확할 수 있도록 헤어-셀 구조의 압전 외팔보 에너지 수확소자를 제안한다. 제안된 소자는 길이 방향과 수직 방향뿐만 아니라 수평 방향으로도 진동하여 임의의 방향에서 진동 에너지를 수확할 수 있다. 구성 및 공정: 제안하는 소자는 3축 방향에서 임의의 진동을 수확하기 위해서 길이를 길게 늘이고 길이 방향을 따라 휘어지는 구조의 헤어-셀 구조로 제작하였다. 외팔보의 구조는 외팔보의 폭 대비 길이의 비가 충분히 클 때, 추가적인 자유도를 얻을 수 있다. 그러므로 헤어-셀 구조의 에너지 수확 소자는 기본적인 길이 방향, 수직방향 그리고 수평방향에 더불어 추가적으로 뒤틀리는 방향을 통해서 3차원적으로 임의의 주변 진동 에너지를 수확하여 전기적인 에너지로 생성시킬 수 있다. 제작된 소자는 높은 종횡비를 갖는 무게 추($500{\times}15{\times}22{\mu}m3$)와 길이 방향으로 길게 휜 압전 외팔보($1000{\times}15{\times}1.7{\mu}m3$)로 구성되어있다. 공정 과정은 다음과 같다. 먼저, 실리콘 웨이퍼 위에 탄성층을 형성하기 위해 LPCVD SiNx를 $0.8{\mu}m$와 LTO $0.2{\mu}m$를 증착 후, 각각 $0.03{\mu}m$과 $0.12{\mu}m$의 두께를 갖는 Ti와 Pt을 하부 전극으로 스퍼터링한다. 그리고 Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 박막을 $0.35{\mu}m$ 두께로 졸겔법을 이용하여 증착하고 상부 Pt층을 두께 $0.1{\mu}m$로 순차적으로 스퍼터링하여 형성한다. 상/하부 전극은 ICP(Inductively Coupled Plasma)를 이용해 건식 식각으로 패턴을 형성한다. PZT 층과 무게 추 사이의 보호막을 씌우기 위해 $0.2{\mu}m$의 Si3N4 박막이 PECVD 공정법으로 증착되고, RIE로 패턴을 형성된다. Ti/Au ($0.03/0.35{\mu}m$)이 E-beam으로 증착되고 lift-off를 통해서 패턴을 형성함으로써 전극 본딩을 위한 패드를 만든다. 초반에 형성한 실리콘 웨이퍼 위의 SiNx/LTO 층은 RIE로 외팔보 구조를 형성한다. 이후에 진행될 도금 공정을 위해서 희생층으로는 감광액이 사용되고, 씨드층으로는 Ti/Cu ($0.03/0.15{\mu}m$) 박막이 스퍼터링 된다. 도금 형성층을 위해 감광액을 패턴화하고, Ni0.8Fe0.2 ($22{\mu}m$)층으로 도금함으로써 외팔보 끝에 무게 추를 만든다. 마지막으로, 압전 외팔보 소자는 XeF2 식각법을 통해 제작된다. 제작된 소자는 소자의 여러 층 사이의 고유한 응력 차에 의해 휨 변형이 생긴다. 실험 방법 및 측정 결과: 제작된 소자의 성능을 확인하기 위하여 일정한 가속도 50 m/s2로 3축 방향에 따라 입력 주파수를 변화시키면서 출력 전압을 측정하였다. 먼저, 소자의 기본적인 공진 주파수를 얻기 위하여 수직 방향으로 진동을 인가하여 주파수를 변화시켰다. 그 때에 공진 주파수는 116 Hz를 가지며, 최대 출력 전압은 15 mV로 측정되었다. 3축 방향에서 진동 에너지 수확이 가능하다는 것을 확인하기 위하여 제작된 소자를 길이 방향과 수평 방향으로 가진기에 장착한 후, 기본 공진 주파수에서의 출력 전압을 측정하였다. 진동이 길이방향으로 가해졌을 때에는 33 mV, 수평방향으로 진동이 인가되는 경우에는 10 mV의 최대 출력 전압을 갖는다. 제안하는 소자가 수 mV의 적은 전압은 출력해내더라도 소자는 진동이 인가되는 각도에 영향 받지 않고, 3축 방향에서 진동 에너지를 수확하여 전기에너지로 얻을 수 있다. 결론: 제안된 소자는 3축 방향에서 진동 에너지를 수확할 수 있는 에너지 수확 소자를 제안하였다. 외팔보의 구조를 헤어-셀 구조로 길고 휘어지게 제작함으로써 기본적인 길이 방향, 수직방향 그리고 수평방향에 더불어 추가적으로 뒤틀리는 방향에서 출력 전압을 얻을 수 있다. 미소 전력원으로 실용적인 사용을 위해서 무게추가 더 무거워지고, PZT 박막이 더 두꺼워진다면 소자의 성능이 향상되어 높은 출력 전압을 얻을 수 있을 것이라 기대한다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제39권4호
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• pp.199-205
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• 2014

중성자 검출분야에서$^3He$는 높은 중성자 검출효율 때문에 아주 많이 사용되고 있다. 하지만 2009년 초반부터 발생하고 있는 전세계적인 $^3He$의 품귀현상으로 인하여 가격이 급등하고 수급이 어려워졌기 때문에 대체 중성자 검출물질에 대한 필요성이 높아졌다. 그러므로 중성자 검출물질로 사용될 수는 있지만 $^3He$에 비해 반응효율이 낮아 중성자 검출용으로 주로 사용되지 않던 물질들을 사용하여 검출기를 제작하는 연구가 다시 활발하게 진행되고 있다. $BF_3$, $^6Li$, $^{10}B$, $Gd_2O_2S$ 등과 같은 $^3He$ 대체 물질들 중 하나인 $^{10}B$은 손쉬운 감마선 구별, 무독성, 낮은 가격 등과 같은 여러 장점으로 인하여 여러 연구그룹에서 연구되고 있다. $^{10}B$ 박막을 이용한 중성자 검출은 중성자와 반응하여 발생되는 2차 방사선을 측정하여 간접적으로 중성자를 측정하는 검출기법이다. 반응을 통해 생성된 알파입자의 비정은 고체 내에서 아주 짧기 때문에 $^{10}B$ 층은 박막 형태로 얇게 제작해야 한다. 그러므로 중성자와 박막의 반응을 통해 발생되는 알파입자의 검출효율을 증가시키기 위해서는 $^{10}B$ 박막의 두께를 얇게 제작하는 것이 중요하다. 하지만 박막의 두께를 얇게 제작하는 것은 중성자와 반응하여 생성되는 알파입자의 수집효율을 증가시키는 장점이 있지만 또한 중성자와 반응할 단면적을 감소시키는 단점이 있다. 본 논문에서는 리튬이온전지에 사용되는 초박막 극판 제조 기술을 이용하여 중성자 검출을 위한 대략 $60{\mu}m$ 두께의 얇은 $^{10}B$ 박막을 제작하였다. 그리고 전도성, 분포, 점착력, 유연성와 같은 간단한 물리적 실험을 통해 제작된 $^{10}B$ 박막의 물성을 확인하였다. 또한, 제작된 $^{10}B$ 박막을 사용하여 중성자 모니터링을 위한 비례계수기 제작하고 이를 이용하여 한국원자력연구원의 중성자 조사시설의 중성자 파고 스펙트럼을 측정하였다. 또한, 중성자 검출효율을 증가시킬 수 있는 방법 중 하나인 다층 박막을 이용한 중성자 측정 방법을 이용하여 박막 층수에 따른 중성자 검출효율의 변화를 몬테칼로 전산모사 기법을 이용하여 계산하였고 실험을 통해 박막층의 증가에 따른 신호변화를 측정하였다.