본 연구에서는 $SiO_2$ 미세구조 상에 Pd 나노입자(NPs)를 증착하여, 불소화된 마이크로-나노 계층구조를 갖는 Pd-decorated $SiO_2$($Pd/SiO_2$)를 제작하였다. 마이크로 크기의 거칠기를 갖는 $SiO_2$ 층은 졸-겔 공정을 사용해서 제조된 용액을 전기분사함으로써 제조되었다. 이어서, 자외선(UV)을 이용한 광 환원법을 이용해 Pd 나노입자를 $SiO_2$ 층에 형성했다. 생성된 표면은 마이크로-나노의 계층구조 형태를 보여주었다. 해당 시편의 불소화 처리 후, 마이크로-나노의 계층구조 표면은 $170^{\circ}$ 이상의 물 접촉각(water contact angle; WCA) 및 $5^{\circ}$ 이하의 슬라이딩 각(sliding angle)을 보여줌으로써 물에 대해 탁월한 소수성을 나타내었다. 또한, 커피($CA=161^{\circ}$), 우유($CA=162^{\circ}$), 쥬스($CA=163^{\circ}$), 그리고 글리세롤($CA=165^{\circ}$)에 대해서도 우수한 소수 특성을 보여주었다. 또한, 이들 $Pd/SiO_2$ 층은 우수한 장기내구성 및 자외선 저항성을 보여주었다. 그리고 이어진 기름에 대한 접촉각 측정을 통해 해당 시편이 소유 특성이 아닌 친유 특성을 보여준다는 것을 확인할 수 있었고, 기름에 대한 CA는 약 ${\sim}10^{\circ}$로 매우 우수한 친유 특성을 나타내었다. 이와 같은 결과는 자체세정이 가능한 표면 및 지능형 물/기름 분리 시스템과 같은 스마트 장치에서 초소수성-친유성 특성을 갖는 계층구조의 $Pd/SiO_2$ 층을 사용할 가능성을 명확하게 보여준다고 판단된다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제39권1호
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pp.52-57
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2015
본 논문에서는 MMIC(Monolithic microwave integrated circuit) 상에서 초소형 무선 통신 시스템에서의 응용을 위해 반전된 형태의 주기적으로 배치된 용량성 소자를 이용한 전송선로(IPACD, Inverted Periodically Arrayed Capacitive Devices)의 RF 특성을 연구하였다. 측정 결과, 본 논문에서 제안하는 반전된 형태의 주기적으로 배치된 용량성 소자를 이용한 전송선로는 기존의 마이크로스트립 전송선로는 선로파장의 11.85%로 단파장의 성능을 보였고, 전파상수, 유효 유전율은 기존의 전송선로에 비하여 훨씬 높은 결과를 보여주었다. PACD(periodically arrayed capacitive devices) 선로구조에 비해 삽입손실이 1~10 GHz에서 22.6%정도 개선되었다. 또한 IPACD 선로구조의 등가회로를 closed-form 방정식을 통하여 이론적으로 해석하였으며, 실질적인 대역폭의 의미를 가지는 1차 통과대역에서의 차단 주파수는 129.2 GHz로 나타나 광대역의 특성을 보여주었다.
대부분의 기존 임베디드 웹 서버 시스템은 어떤 특정 기기를 감시하고 제어하기 위하여 고안되고 있다. 따라서 이들은 범용성 및 유연성이 없을 뿐만 아니라 비교적 가격이 저렴한 가정용 기기를 위해서는 너무 비싸다. 이러한 어려움을 극복하기 위하여 본 논문에서는 인터넷을 이용하여 가정용 혹은 산업용 기기를 감시 및 제어하기에 적합한 저가의 초소형 임베디드 웹 서버의 모델을 제시한다. 제시한 모델은 H/W 및 S/W의 비용을 최소화하기 위하여 ISP 기능과 플래시 롬을 내장한 원 칩 마이크로프로세서를 기본으로 한다. 또한 범용성 및 유연성을 제공하기 위하여 새로운 기능을 동적으로 추가할 수 있도록 한다. 마지막으로 제시한 모델의 활용 가능성을 평가하기 위하여 ATMega103원 칩 마이크로프로세서를 기본으로 한 시험용 보드를 제작하고 제어 프로그램을 작성하여 MS 익스플로러 5.0 환경에서 실험하였다.
본 연구에서는 다수의 우주 환경 관측용 탑재체를 장착한 6U급 초소형위성에 대한 열모델을 구축하여 이를 기반으로 수행된 열설계에 대해 기술하였으며, 궤도 열해석을 통해 적용된 열설계의 유효성을 입증하였다. 초소형위성의 특성을 고려하여 표면 처리 및 절연체, 열전도체 등의 수동 열제어 기법 위주로 열설계를 진행하였지만, 배터리 및 추력기 등과 같이 작동 온도의 범위가 좁고 궤도 열환경에 직접적으로 노출되는 부품들에 대해서는 능동 열제어 기법 중 하나인 히터를 적용하였다. 궤도 열해석 조건은 기본적으로 위성의 궤도 조건을 바탕으로 하며, 임무 시나리오에 따른 발열량 및 위성의 자세에 따라 임무 모드, 초기 운용 모드, 비상운용 모드, 편대 비행 모드로 분류하여 궤도 열해석을 수행하였다. 각 모드 별 해석 결과를 통해 모든 부품들이 작동 온도 조건을 만족하는 것을 확인하였고, 비상운용 모드의 해석 결과를 통해 배터리 및 추력기의 히터 용량과 작동 주기를 산출하였다.
본 논문에서는 근지구 우주환경을 관측하기 위해 국내 최초로 4기가 편대비행으로 운용되는 6U 초소형위성 SNIPE(국문명 도요샛; small scale magnetospheric and Ionospheric plasma experiment )의 본체(BUS) 설계 내용과 개발 과정에 대해 기술하였다. SNIPE는 지구 주위 우주환경을 입체적으로 관측하기 위해 4기가 편대비행을 수행하며, 전리권에서 우주 플라즈마 밀도 및 온도, 그리고 태양 자기장과 전자파 등의 시간적 변화를 동시에 관측한다. 임무 기간은 최소 6개월 이상으로 신뢰성을 높이기 위해 시험인증모델(EQM)과 비행모델(flight model, FM)으로 나누어 개발하였다. 현재 총 4기의 비행모델의 개발을 완료하고 우주환경시험을 모두 마친 SNIPE는 2023년 발사 예정이다. 본 논문에서는 발사를 앞둔 SNIPE 위성 본체의 설계 내용과 개발 과정을 소개하며, 향후 국내에서도 본격적인 임무 수행을 위한 6U급 초소형위성 개발에 유용한 참고 자료가 되기를 기대한다.
The superplastic forming (SPF) has been widely used in the automotive and aerospace industry because it has great advantages to produce very light and strong components. Finite element method (FEM) is used to model the process of superplastic forming/diffusion bonding (SPF/DB), to predict the pressure-time curve and to analyze the process parameter. In this study, process design of SPF/DB is carried out a 3-sheet sandwich part. SPF/DB process with pressure control was analyzed by using finite element method. For obtaining proper shape, step-by-step pressurization is proposed. The first step of SPD/DB process is obtained by applying of pressure in patches. From the next step it applied pressure to all regions (between inner sheets, between inner and face sheets). By using the proposed pressurization scheme, deficit in part shape is found to be eliminated.
Heating experiments using the Ti-3Al-2.5V tube materials in a vacuum furnace have been performed to investigate a pertinent range of working temperatures and holding times for the development of the successive or simultaneous operation of superplastic hydroforming and diffusion bonding. The specimens were heated at $820^{\circ}C$, $870^{\circ}C$ and $920^{\circ}C$ respectively. Holding times at each temperature were varied up to 4 hours. Holding times longer than 1 hour were selected to consider the diffusion bonding process after or during the hydroforming process in the superplastic state. Grain sizes were varied from $5.7{\mu}m$ of the as-received tube to $9.2{\mu}m$ after heating at $870^{\circ}C/4hours$. Homogeneus granular microstructures could be maintained up to $870^{\circ}C$, while microstructures at $920^{\circ}C$ showed no more granular type.
This study aimed to elucidate the deformation mechanism during low-temperature superplasticity of fine-grained Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si alloy in the context of constitutive equation. For this purpose, initial coarse equiaxed microstructure was refined to $2.2{\mu}m$ via dynamic globularization. Globularized microstructure exhibited large superplastic elongations(434-826%) at temperatures of $650-750^{\circ}C$ and strain rate of $10^{-4}s^{-1}$. It was found that the main deformation mechanism of fine-grained material was grain boundary sliding accommodated by dislocation motion with both stress exponent (n) and grain size exponent (p) values of 2. When the alpha grain size, not sub-grain size, was considered to be an effective grain size, the apparent activation energy for low-temperature superplasticity of the present alloy(169kJ/mol) was closed to that of Ti-6Al-4V alloy(160kJ/mol).
상업용 3-D simulation tool(OPERA)을 이용하여 슬릿형 위글러가 장착된 초소형 자유전자레이저 모듈에 있어서 위글러 구조에 따른 전자빔 특성을 조사하였다. 전자렌즈의 중앙 전극에 일정한 potential을 인가하여 전자빔이 평행빔이 되도록 divergence를 줄여서 위글러에 입사시켰으며 위글러의 구조 의존성에 따른 위글러 내부에서의 전기장과 potential 분포를 계산하여 위글러에서의 전자빔 궤적의 변화를 조사하였다.
화석연료의 고갈과 온실가스 배출의 증가로 지속 가능한 친환경 에너지 생산이 요구되는 가운데, 태양광 발전은 이러한 조건을 만족시키는 에너지 생산 방안으로 주목받고 있다. 태양광 발전은 태양 직사광을 이용한 발전 방법 때문에 실외에 설치되어야 하며 이에 따라 외부의 충격이나 오염물질로부터 태양전지 패널을 보호하기 위한 보호층이 필수적이다. 그러나 보호층에 의한 입사광의 반사 및 먼지나 황사에 의한 보호층의 오염 등은 태양전지의 발전 효율을 감소시키는 요인으로 작용하여 이에 대한 대응이 필요하다. 본 연구에서는 PET 필름에 나노 임프린트 리소그래피 및 핫 엠보싱 공정을 이용하여 moth-eye 반사방지 패턴을 형성함으로써 보호층에서의 입사광 반사를 억제하였다. 또한, 이러한 반사방지 패턴에 초소수성 자기조립단분자막을 코팅하여 표면 에너지를 낮춤으로써 먼지 및 황사에 의해 오염되었을 경우에도 빗물에 의해 오염 물질이 쉽게 씻겨 내릴 수 있는 자정기능을 부여하였다. 이러한 반사방지를 통한 입사광 투과량의 향상 및 초소수성 표면에 의한 자정작용에 의하여 태양전지의 발전 효율이 증가되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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