• 지구물리와물리탐사
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• 제8권3호
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• pp.224-231
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• 2005

현장 물리탐사 수행 시 상용화된 장비로는 탐사 대상 매질의 물성, 대상체의 크기, 모양 등의 탐사목적 및 현장여건에 의해 탐사가 불가능 하거나 탐사 목적에 맞는 분해능을 얻지 못하는 경우를 종종 만나게 된다. 이러한 다양한 현장 조건 및 탐사 목적에 효과적으로 적용할 수 있는 다목적 물리탐사 측정 시스템을 개발하였다. 이 다목적 측정 시스템은 PXI를 기반으로 하며 A/D 변환기 또는 GPIB 인터페이스를 이용한 측정 장치를 통해 신호를 측정하게 되며 확장성이 커 다양한 문제에 적용이 가능하다. 구성된 측정 시스템을 이용하여 시추공 레이다 탐사 시스템과 시추공 초음파 탐사 시스템, 전자기적 잡음 측정 시스템을 구축하였다. 시추공 레이다 탐사 시스템은 네트워크 분석기를 GPIB를 통해 제어하고 현장 조건에 따라 임의로 안테나의 길이 조절이 가능한 스텝 주파수 레이다 탐사 시스템이며, 시추공 초음파 탐사 시스템은 압전 송수신기 센서, 고출력 송신기와 A/D 변환기로 구성되어 시추공 내에서 초음파를 이용하여 착맥된 지하공동의 범위를 측정하기 위해 구성된 시스템이며, 전자기적 잡음 측정 시스템은 3개의 자기장 센서와 2개의 전기장 센서 그리고 A/D 변환기로 구성되며 임의로 측정시간과 샘플링 주파수의 조절이 가능하고 임의의 시간에 예약 측정이 가능한 시스템이다. 시추공 레이다 탐사 시스템은 상용 시스템으로 불가능했던 지하공동의 넓이와 지장물을 찾는 탐사에서 효과적인 결과를 보여주었으며, 시추공 초음파 탐사 시스템도 지하공동의 넓이를 측정하는 실험에서 가능성을 확인할 수 있었다. 한편 전자기적 잡음 측정 시스템을 이용하여 도심지 내 전자기적 잡음특성을 파악할 수 있었으며, 이를 변형하여 전기비저항 탐사 시 사용되는 다양한 케이블에 대한 케이블 내의 전자기적 유도 현상 및 그에 따른 신호 왜곡을 규명하는 실험에 적용하여 시스템의 확장성을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권9호
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• pp.970-977
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• 2005

소각장 off gas에 장기간 노출이 되어 활성이 저하된 상용 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매를 대상으로 증류수 및 산성용액에 의한 초음파 세척과 촉매환성성분인 $V_2O_5$, $WO_3$의 재함침을 수행하여 촉매를 재제조 하였다. 촉매의 특성 분석을 통해 재제조된 촉매의 물성변화를 확인하였고 질소산화물(NOx) 전환반응 실험을 수행하여 촉매활성변화를 고찰하였다. 본 연구에서 적용된 실험조건에서 증류수 초음파 세척을 통해 재제조된 촉매의 경우 촉매의 NOx 전환활성이 fresh 촉매의 NOx 전환활성의 $66{\sim}93%$ 수준까지 회복되었고 초음파 세척시간이 3분 이상이 되었을 때 최대의 촉매활성을 나타내었다. 산성용액 초음파세척에 의해 재제조된 촉매의 경우 촉매의 NOx 전환활성이 fresh 촉매의 NOx 전환활성의 $81{\sim}97%$ 수준까지 회복되었고 질산 및 황산용액 모두 용액의 pH가 5이였을 때 최대의 활성을 나타내었다. 촉매활성성분인 $V_2O_5$, $WO_3$ 재함침에 의해 재제조된 촉매의 경우 촉매의 NOx 전환활성이 fresh 촉매의 NOx 전환활성의 $87{\sim}100%$ 수준까지 회복되었고 재함침된 $V_2O_5$의 양이 1 wt % 이상이었을 때 최대의 활성을 나타내었다. 특히 이 경우 저온 온도영역인 $150^{\circ}C$에서 촉매의 환성이 fresh 촉매의 NOx 전환활성의 97% 수준까지 회복되는 것을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.782-788
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• 2002

콘크리트 구조물의 설계, 시공관리 그리고 내력판정 등을 위해서는 콘크리트의 압축강도를 알아야 하는데 미리 제작해 놓은 공시체가 없을 경우 비파괴 시험을 통해 압축강도를 예측하는 방법이 많이 사용되고 있다. 지금까지 수많은 비파괴 방법이 제안되었지만 그 중 가장 널리 사용되는 것이 반발도법과 초음파 속도법이며, 두 방법을 혼합한 복합법 등이 현재 많이 사용되고 있다. 국내에서도 이에 대한 연구가 많이 수행되어 여러 추정식이 개발되어 있지만 대부분 외국에서 개발된 비파괴 강도 추정식을 사용하고 있으며 국내의 콘크리트 구조물에 적용하기에는 무리가 따른다고 할 수 있으며, 특히 재령에 따른 반발도의 변화에 관해서는 외국에서 제한된 소수의 연구결과만이 발표되었을 뿐 국내에서는 거의 없는 실정이다. 본 연구에서는 국내 실정에 적합한 비파괴 강도 추정식의 제안을 목적으로 국내 대학 및 연구기관에서 수행된 연구결과를 바탕으로 일반 강도 범위에서 물-시멘트비, 재령의 및 양생조건에 따른 반발도 및 복합법에 의한 강도와 재령의 영향을 분석하였다. 재령이 비파괴 강도에 미치는 영향을 구명하기 위해 28일 회귀식을 모든 재령에 적용하는 단일회귀식 방법과 재령별로 회귀식을 적용하는 방법의 두 가지로 분석을 수행하여 재령계수를 제안하였다. 단일회귀식을 사용하여 반발도법과 복합법으로 구한 재령계수는 반발도나 강도와는 무관한 재령만의 함수가 되어 콘크리트의 물성치를 고려할 수 없지만, 재령에 따른 회귀식을 사용하여 구한 재령계수는 재령뿐만 아니라 반발도와 강도의 함수가 되며 고강도 콘크리트일수록 재령계수들이 작아지는 것으로 나타났다. 그리고 재령에 따른 회귀식을 사용한 경우 반발도와 강도에 따른 재령계수의 변화를 고려할 수 있으므로 더 합리적인 것으로 판단되며, 본 연구에서 제안된 재령계수를 국내의 콘크리트 강도 비파괴 추정식 제안에 있어 도움이 될 수 있는 참고자료로 제시하고자 한다.

• 한국진공학회지
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• 제19권1호
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• pp.66-71
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• 2010

PDP를 비롯한 형광체를 이용하는 디스플레이 분야에서 현재 마이크로미터($\mu}$-meter) 이상의 크기를 갖는 기존의 벌크(bulk) 형광체를 능가하는 성능과 새로운 물성을 나타내는 나노형광체(nanophosphor) 개발 및 응용에 대한 연구가 절대적으로 필요한 시점이다. 따라서 본 실험에서는 나노 사이즈의 평균 입자 크기를 갖는 구형의 $Zn_2SiO_4:Mn$ 형광체 입자를 초음파 분무열 분해(ultrasonic spray pyrolysis) 방법을 이용하여 합성하였다. 구형의 형광체 입자의 크기는 분무 장치의 droplet separator를 도입하여 조절하였다. 2 mol%의 망간을 도핑하여 합성한 $Zn_2SiO_4:Mn$ 입자는 시간이 지남에 따라 감소되고, 최근에 고상에서 합성하여 상용화된 물질에 비교할 수 있을 만한 빛 방출의 세기를 가졌다. 형광체 입자의 크기는 무기질 염의 농도가 0에서 5 M로 증가함에 따라 $1\;{\mu}m$에서 $0.2\;{\mu}m$로 감소하였다. 0.5 M 이상의 농도의 전구체 용액에서 얻어진 형광체 입자의 빛 방출은 상용화되어 있는 물질과의 비교를 통해 알아보았다.

• 보존과학회지
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• 제27권4호
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• pp.357-369
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• 2011

봉암사 정진대사원오탑(보물 제171호)은 고려시대의 부도탑으로 장석 반정을 갖는 우백질화강암으로 구성되어 있다. 주요 조암광물은 조립과 세립의 석영, 장석, 운모 등이며, 부재는 암편탈락, 결실, 박리 및 박락 등의 물리적 풍화가 진행되어 있다. 이 탑의 전면에 걸쳐 적외선열화상분석을 실시한 결과, 균열이 발생한 부분을 중심으로 내부 박리 및 박락도 심한 것으로 나타났다. 표면 변색 부위에 대해 P-XRF 측정 결과, 암흑색, 황갈색 및 회백색 변색이 발생된 지점을 중심으로 Fe, S, Ca, Mn의 농도가 높게 나타났다. 또한 적색 안료의 피복흔적이 있는 부분은 Fe의 함량이 신선한 부분보다 5배 높게 측정되었으며, 적철석을 원료로 하는 안료를 사용한 것으로 해석된다. 부재의 초음파속도는 1,350~1,400 m/s로 모든 방위에서 유사한 값을 나타냈으나 박리, 박락 및 균열이 발생한 부분은 1,000m/s 이하의 값을 보였다. 따라서 풍화가 심해 물성이 약해진 부위와 균열대는 강화처리 및 재접합이 필요하며, 접합 부위가 넓은 암편은 강화처리를 선행해야 할 것으로 판단된다.

• 보존과학회지
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• 제28권2호
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• pp.153-164
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• 2012

반구대암각화의 주암면은 열변성을 받아 혼펠스화된 암갈색 셰일이 주류를 이룬다. 이 암석의 표면은 일정 깊이의 풍화층(평균 공극률 25%)을 형성하고 있으며 신선한 면(평균 공극률 0.4%)과 광물조성 및 화학조성의 차이를 보인다. 암각화가 새겨지기 이전부터 현재까지 발생한 주암면의 손상된 영역은 약 23.8%로 산출되었다. 또한 박리가 발생한 면적은 전체면적의 약 1.2%를 차지하는 것으로 나타났다. 색도측정 결과, 암각화의 주암면은 생물학적 및 화학적 훼손요인에 의해 백색 및 황색도가 증가한 것으로 확인되었다. 암각화 주암면의 초음파속도는 평균 2,582m/s로 측정되었다. 이는 2003년도의 값보다 감속한 것으로, 특히 암각화 하부 영역에서 물성이 감소한 것으로 나타났다. 암각화 암반을 구획하여 사면안정성을 분석한 결과, 1구역과 2구역은 평면, 전도 및 쐐기파괴에 의한 위험성이 존재하는 것으로 나타났다. 3구역은 전도파괴의 위험성이 높은 것으로 확인되는 등 암각화 및 주변암반은 구조적으로 불안정성을 갖는 것으로 나타났다. 3차원 영상분석을 통해 암각화 하부에 있는 공동부위를 모델링하였다. 이 자료를 토대로 공동부위의 안정에 적합한 지질공학적 보강공법이 도입된다면 암각화를 보다 효과적으로 보존할 수 있을 것으로 판단된다.

• 보존과학회지
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• 제28권1호
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• pp.39-52
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• 2012

일본 오이타현에 위치한 우스키 마애불상군은 12~14세기에 걸쳐 조성된 것으로 알려져 있으며 총 60여개의 석불군으로 이루어진 일본의 대표적인 석조문화재이다. 이 불상군을 이루는 기반암은 아소-4 화산쇄설암 층군에 포함되는 암회색 응회암이다. 이 석불군의 호키 I군과 후루조노를 대상으로 훼손지도를 작성한 결과, 호키 I군에서는 균열 약 121개, 염풍화로 인한 박락 19%, 흑색변색 5%, 생물학적 훼손 51%로 나타났고, 후루조노는 균열 약 48개, 염풍화로 인한 박락 24%, 생물학적 훼손 41%로 산출되었다. 암반에 균열이 집중적으로 분포하는 호키 I군에서는 사면안정성 평가를 통해 전체적으로 평면, 전도 및 쐐기파괴의 가능성이 확인되었다. 또한 초음파속도 측정을 수행한 결과, 애염명왕(기반암)은 1,520~2,794(평균 2,298)m/s를 보였으며, 동종암석으로 교체된 아미타여래좌상의 대좌(신부재)는 3,242~4,141(평균 3,813)m/s로 측정되어, 이들은 약 1,600m/s의 물성차이를 보였다. 따라서 적용 가능한 범위 내에서 균열, 공동, 탈락, 마모 및 박리박락 부분에 대한 보존처리 및 보강이 우선적으로 시행되어야 할 것이다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제43권3호
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• pp.122-143
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• 2010

2009년 5월에 경북 포항시 북구 흥해읍 중성리 도로개설 공사현장에서 발견된 중성리신라비는 부정형 암석의 한 면에 200여 개의 글자가 음각되어 있으며, 지금까지 알려진 신라시대 비석 중 가장 오래된 영일냉수리신라비보다 먼저 조성된 것으로 추정되고 있다. 중성리신라비의 구성암석은 흑운모가 다량 함유된 흑운모화강암이며 냉수리신라비는 장석과 각섬석이 반정을 가지고 있는 화강섬록반암으로 추정된다. 이 암석에서는 유색광물의 집합체인 포획암과 작고 불규칙한 공동이 관찰되며, 신광면 일대에 분포하는 흑운모화강암 및 기계면 일대에 분포하는 화강섬록반암과 유사한 암석으로 판단된다. 중성리신라비와 냉수리신라비에 나타나는 훼손현황은 변색에 의한 오염과 부분적으로 관찰되는 균열과 부재의 탈락이다. 이는 비의 안정성에는 특별한 영향은 없을 것으로 보이나 중성리신라비의 전면에 걸쳐 발생된 흑색 및 갈색 변색은 미관을 해치는 요인으로 작용하고 있다. 중성리신라비에서 관찰되는 흑색변색은 상대적으로 Mn과 Fe이 높은 농도를 보였으며, 갈색변색 부분은 Fe가 높게 측정되었다. 중성리신라비와 냉수리신라비의 초음파속도 분포 경향과 전체적인 풍화도를 비교 분석해보았을 때, 두 비 모두가 중간풍화단계(MW)에 해당되나 중성리신라비가 넓은 초음파 속도 분포를 보이며 평균적으로 다소 낮게 나타났다. 이는 최근 발견되기까지 아무런 보호시설 없이 매장 및 자연환경에 노출되어 있었기 때문으로 판단되며 향후 보존처리와 더불어 적절한 보존환경을 마련하는 등 관리가 필요할 것으로 사료된다.

• 박물관보존과학
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• 제27권
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• pp.103-124
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• 2022

부여 장하리 삼층석탑의 연구는 석탑 부재에 대한 물성 평가를 수행하여 석탑의 현재 상태를 객관적으로 파악하고 석조문화재의 훼손에 적합한 보존처리 방안을 수행하기 위해 실시하였다. 평균 전암대자율 값은 3.71(10^-3 SI unit)로 나타났고, 석탑 부재는 최소 4종류의 화강암으로 분류되며, 동일한 기원을 가지지 않은 것으로 판단된다. 초음파 속도는 평균 1,519m/s로 풍화 지수를 환산한 결과 평균 4등급으로 나타났고, 열화상 측정을 통해 시멘트 부재와 원 부재의 열적 구배를 확인하였으며, 부분적으로 원암과 비슷한 신석으로 교체되어야 할 것으로 사료된다. 과학적 조사를 바탕으로 풍화 훼손 지도를 작성하고, 선행연구를 통해 적합한 보존처리 방안을 수립하였다. 생물피해와 변색이 심하여 증류수와 브러쉬를 이용한 습식세척을 실시하여 표면의 오염물을 제거하였으며, 박리가 되는 부분을 에폭시 수지와 동질의 석분을 현장에서 제작하여 혼합한 후 보강하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제9권1호
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• pp.539-544
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• 2023

연구 대상은 경상북도 ◯◯시 ◯◯동에 위치한 마애여래입상 암반으로서 안정성이 우려되는 중생대 백악기 화강섬록암 마애불상이다. 안정성 해석을 위해 마애불 암반의 3차원 face mapping과 절리의 지질공학적 특성, 3차원 스캐닝, 초음파속도, 편광현미경 분석, 전자현미경 분석 및 XRD 분석을 수행하였다. 더불어 손상상태 조사, 평사투영해석, 암반분류 및 한계평형해석으로 마애불 암반의 안전율을 산정하였다. 구간별로 손상 및 가능한 붕괴의 유형과 규모는 암석의 풍화도와 절리면의 배향과 특성에 따라 다르나 쐐기파괴와 전도파괴가 소규모로 예상된다. face-mapping 자료, RMR, 암석의 물성·역학시험, 평사투영해석 및 한계평형해석으로 종합·검토한 결과, 마애불 암반의 건기 시와 우기 시의 허용안전율 1.2에 미달하여 안정성이 우려된다. 손상유형은 박리, 균열, 입상분해 및 초목생장, 균열 방향별 점유율은 전면이 가장 우세한 것으로 나타난다. 마애불 암석은 화강섬록암이며, 표면 변색의 물질은 K, Fe, Mg로 판명되었고, 4조의 절리 중 J1은 인장절리이고 나머지는 전단절리이다. 초음파탐사로 추정한 일축압축강도는 514kgf/cm2로서 대부분 연암과 일부 풍화암에 해당한다. 암반분류 결과 5등급으로 추산되며, 마애여래입상 전면부 불안정성이 예상된다. 기존의 문화재 안전진단의 방법과 더불어 이들 기법은 석조문화재의 객관적인 해석 및 안정성 검토의 합리적인 도구가 될 것으로 예상한다.