• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.115-115
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• 2018

철강재는 대량 생산이 가능하며 경제성이 뛰어나고 기계적 성질도 우수하므로 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있다. 그러나 철강재는 부식 환경에 취약하기 때문에 그 용도에 따라 다양한 내식성을 부여하는 표면처리를 적용하고 있다. 일반적으로 이러한 철강 재료에 대한 내식성 표면처리로는 습식공정을 이용한 아연(Zn)도금 표면처리가 널리 적용되고 있다. 그러나 최근에는 이러한 습식공정으로 인해 발생하는 자원소모 및 환경적인 문제와 더불어 고내식성 표면처리 소재에 대한 수요가 증가함에 따라 이러한 단점을 극복할 수 있는 새로운 소재 및 기술 개발에 대한 관심이 증대되고 있다. 이러한 관점에서 기존의 습식표면처리 공정을 건식으로 대체 또는 병행하고, 현행 아연소재를 대체할 수 있는 코팅소재로써 알루미늄(Al) 이나 마그네슘(Mg)으로 대체하는 방법이 시도되고 있다. 본 연구에서는 강판의 내식성을 향상시키기 위한 방법으로 기존의 습식 표면처리 공정에서 용이하지 않은 마그네슘을 이용하여 건식 PVD 프로세스에 의해 코팅막의 제작을 시도하였다. 그리고 코팅막 제작 조건 중에서 공정압력이 코팅막의 결정배향성에 미치는 영향과 내식성과의 상관관계를 규명하고자 하였다. 즉, 여기서는 강판 및 용융알루미늄 도금강판 상에 스퍼터링법에 의해 Ar 가스에 의한 공정압력을 2, 10 및 50 mTorr로 조절하면서 마그네슘 코팅막을 $2{\mu}m$ 두께로 각각 제작하였다. 이때 제작한 막의 표면 모폴로지 관찰(SEM) 및 결정구조 분석(XRD) 결과에 의하면, 강판 및 용융알루미늄도금강판 상에 제작한 코팅막들은 공통적으로 공정압력이 증가할수록 그모폴로지의 결정립의 크기가 작고 치밀한 구조로 변하였다. 또한 그때 형성된 코팅막의 결정구조는 표면에너지가 상대적으로 높은 Mg(002)면 피크의 점유율이 감소하고 표면에너지가 낮은 Mg(101)면 피크의 점유율이 증가하는 경향을 나타내었다. 그리고 공정압력이 증가할수록 Mg 격자 간 면 간격(d-value)이 증가하는 경향을 나타내었다. 이상에서 제작한 마그네슘 코팅막의 결정성장 과정은 본 진공 플라즈마 PVD 공정중 증착가 더불어 흡착역할을 하는 Ar의 움직임에 따라 설명 가능하였다[1,2]. 코팅막의 양극분극(Polarization)측정 결과에 의하면, 공정압력이 높은 조건에서 제작한 막일수록 부동태 특성이 우수하여 내식성이 향상되는 경향을 나타내었다. 특히, 공정압력이 상대적으로 높은 50 mTorr 조건에서 제작된 코팅막이 표면 마그네슘 결정의 크기가 조밀하고 결정구조는 Mg(002)면과 Mg(101)면의 상대강도 비가 유사하여 내식성 가장 우수하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권2호
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• pp.211-220
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• 2010

본 연구의 목적은 2002년과 2003년에 심각한 도시침수 피해를 받은 삼척지역을 대상으로 유역유출모형, 제내지 모형 그리고 하수도 시스템을 통합한 도시범람모형의 개발 및 적용한 것이다. 이를 위해 하도의 1차원 모형, 시가지의 표면류의 2차원 모형, 그리고 하수도 시스템을 상호 연결하는 방안을 제시하였다. 침수모형의 입력자료 구축에 필요한 표고 및 건물의 점유율과 같은 지형정보는 입력자료의 변환과정에서 발생할 수 있는 불확실한 오차를 줄이기 위해 수치 지형자료로부터 데이터의 변환 과정없이 추출하였다. 더 나아가 시가지의 건물점유율을 10 %에서 30 %까지 변화를 줌으로써 그에 따른 조도계수 및 건물점유율 적용법이 침수심에 미치는 영향을 평가하는 것이다. 그 결과 건물 점유율이 증가함에 따라 조도계수법은 침수심이 감소하며 건물 점유율을 고려한 방법은 침수심이 증가하는 경향을 나타내었다. 건물 점유율을 고려한 2002년과 2003년의 침수 모의계산 값은 관측 값과 유사한 값을 얻을 수 있었으며 2002년 제방이 파제되지 않은 경우에도 여전히 침수되는 것으로 나타났다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제21권3호
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• pp.51-56
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• 2014

솔더조인트의 신뢰성에는 인쇄회로기판의 표면처리 특성이 많은 영향을 미치고 있다. 본 연구에서는 ENEPIG 표면처리에서 Sn-4.0wt%Ag-0.5wt%Cu (SAC405) 솔더와 Pd 촉매 처리 시간에 따른 high speed shear 에너지 및 파괴 모드를 연구하였다. 또한 Pd 촉매 처리 시간과 무전해 Ni-P 도금의 표면 거칠기 (Ra)와의 관계를 규명하였다. Pd 촉매 처리 시간이 길어질수록 Ni-P nodule의 면적은 넓어지고, Ni-P 도금의 표면 거칠기 (Ra)는 감소한다. 이러한 영향으로 질산 기상 처리한 시편의 high speed shear 평가후 quasi-brittle과 brittle 모드의 점유율은 감소한다. 이는 Pd 촉매 처리 시간의 증가가 SAC405 솔더조인트의 신뢰도를 향상시키는 역할을 한다는 것을 나타낸다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제3권4호
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• pp.249-260
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• 1998

해수에 잠긴 인공기질 표면에서 미세조류의 부착과 후속적으로 나타나는 성장과정을 이해하기 위해 규조류의 부착과 주변수의 종 급원(species pool)과의 관계를 조사하였다. 1995년 7월부터 1997년 2월까지 인천항 내에서 아크릴 슬라이드를 이용하여 규조류의 부착에 관해 연구하였고, 주변 해수를 조사하였다. 또한 생물막 초기형성 과정에서 노출시간의 증가에 따라 나타나는 부착미세조류 군집의 종조성과 수도의 변화를 유리, 아크릴, 티타늄, 구리 및 생물오손방지 페인트로 도포된 슬라이드 등 다양한 인공기질 표면을 이용하여 조사하였다. 아크릴 슬라이드에서 규조류의 이입률은 주변수의 저서규조류의 수도변화와 유의성 있는 상관관계를 나타냈으며 ($r^2$=0.78, p<0.01, n=42), 이는 주변수의 저서규조류의 수도에 의해 영향을 받는 것을 지시한다. 아크릴 슬라이드에서 봄철에 단배선 형태 규조류의 부착능력(이입계수)이 복배선 형태에 비해 5 배 높게 나타났다. 그러나 부착점유율은 단배선 형태가 복배선 형태에 비해 3 배 낮게 나타났다. 겨울철에는 중심형 규조류의 부착능력이 다른 형태들에 비해 높게 나타났고 부착점유율도 높게 나타났다. 이는 규조류의 부착이 주변해수에 출현한 저서 규조류의 수도 및 부착능력에 의한 결과임을 지시한다. 우상형 규조류가 연구기간동안 모든 인공기질 표면에 대부분 부착 출현하였고, 겨울철에는 중심형 규조류가 모든 인공기질 표면에 우정 부착하였다. 생물오손방지 페인트로 처리된 표면에서는 독성에 대한 내성이 강한 것으로 판단되는 Hantzschia virgata, Licmophora abbreviata, Melosira nummuloides가 우점하여 부착하였다. 노출시간이 증가함에 따라 부착규조류의 수도는 유리, 티타늄, 아크릴 슬라이드에서 지수적으로 증가하였고, 최대수도는 유리 ${\geq}$ 아크릴 > 티타늄 > 구리 ${\geq}$ 페인트처리 슬라이드의 순으로 높게 나타났다. 모든 인공기질 표면에서 부착규조류의 성장률은 $2{\sim}3^{\circ}C$에서 보다 $24{\sim}25^{\circ}C$의 수온에서 높게 나타났고, 유리 슬라이드에서 다른 표면에 비해 전반적으로 높은 값을 보였다. 해수 중에서 노출시간의 증가에 따라 관찰된 우점종은 납작한 형태인 Amphora coffeaeformis, 부채꼴 형태인 Synedra tabulata, stalk 형태인 Licmophora paradoxa 그리고 사슬형태인 M. nummuloides로 나타났고, 부착미세조류 군집에서 미소천이(micro-succession)가 관찰되었다. 이러한 우점종 조성은 미세조류 생물막이 발달하여 서식공간이 제한됨에 따라 나타난 종 적응의 결과로 보인다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.166-166
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• 2017

금속 재료 중 철강은 기계적 특성이 우수하고 대량생산이 가능하여 선박, 건축, 자동차 등 다양한 분야에 기초재료로써 널리 사용되고 있다. 그러나 스테인리스강 등과 같은 일부 특수한 용도의 강을 제외하고는 부식환경에 취약한 특성을 가지기 때문에 내식성을 향상을 위한 표면처리에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 가장 일반적으로 습식법(wet process)을 통해 표면상에 아연(Zn)을 도금해 사용하며, 아연이 자체적으로 포함한 희생양극(sacrificial anode) 및 차폐(barrier) 효과가 철강의 부식을 방지하게 된다. 하지만 산업의 고도화에 따라 더욱 가혹해진 노출환경으로 인해 고내식 강재에 대한 수요가 점차 증가하고 있으며, 아연코팅 층의 두께를 증가하여 내식성을 확보하는 방안은 미래 환경 및 자원적인 측면에서 근본적인 해결책으로 제시하기 어려움이 있다. 한편, 건식 프로세스(wet process)로 대별되는 PVD(physical vacuum deposition)에 의해 내식성을 향상시키고자 하는 연구들이 다양하게 진행되고 있다. 이것은 표면에 고순도 양질의 금속 막을 형성시킴으로써 외부환경과의 반응을 효과적으로 제어가 가능하며, 형성된 막은 그 물질의 고유 특성뿐만 아니라 제작 조건에 따른 표면의 기하학적 혹은 결정학적 구조에 의해 크게 영향을 받게 된다. 본 연구에서는 실용금속 중 이온화 경향이 가장 크고 산소와 반응하여 투과성이 작은 산화 피막 형성이 유리한 마그네슘(Mg)을 활용해 표면의 전기화학적 특성을 향상시켰다. 또한 금속 증착 중 진공도조절을 위해 도입되는 불활성 가스로 아르곤(Ar) 및 질소($N_2$)를 사용하여 표면에 형성한 막의 모폴로지 및 결정배향성이 내식성에 미치는 상관관계를 해석하고자 하였다. 실험방법으로 PVD법 중 비교적 간편하고 기초적인 지침을 제시하기 적합할 것으로 고려된 진공증착(vacuum evaporation)법을 이용해 아르곤 및 질소 분위기에서 진공도를 조절하며 용융아연도금상 Mg막을 형성하였다. 제작조건별 막의 기초 특성을 분석하기위해 SEM, EDS, XRD를 이용하였고, 결정배향성(crystal orientation) 분석을 위해 면간격(d-value)과 상대강도(relative intensity)를 확인하였다. 또한 내식성 평가로 염수분무(salt sprat test) 및 양극분극(anode polarization)을 각각 실시하였다. 실험결과에 따르면, Ar 및 $N_2$ 모두에서 가스압이 증가할수록 코팅층의 증착량은 적어지고 입상정(granular structure)의 모폴로지 형성 및 면간격과 상대강도가 증가하는 것이 확인되었다. 또한 쳄버 내 동일 진공도에서, $N_2$ 도입 시 Mg막은 더욱 치밀하고 미세한 입상정의 모폴로지로 형성되며 면간격과 상대강도는 더욱 증가한 것으로 나타났다. 내식성 평가에서 저진공 $N_2$ 조건에서 형성시킨 막이 가장 우수한 내식성이 나타났는데, 이는 상대적으로 불안정하고 반응하기 유리한 입계면적을 많이 포함한 입상정 모폴로지 및 표면에너지가 높은면의 면점유율 증가로 인해 외부환경과의 신속한 반응은 물론 안정적인 피막형성이 용이하였기 때문일 것으로 사료된다. 이상으로 Ar 및 $N_2$ 가스압 조건에 따른 고내식 Mg 막의 유효성을 확인하였고 향후 내식성을 향상시키는 방법으로 응용 가능할 것으로 생각된다.

• 보존과학회지
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• 제34권3호
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• pp.211-225
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• 2018

원주 법천사지 지광국사탑(국보 제101호)은 고려시대(11세기 경)에 조성된, 양식과 기법이 매우 뛰어난 승탑이다. 1912년에 일본 오사카로 무단 반출되었다가 반환되었으며, 한국전쟁기간에 큰 손상을 입었다. 이후 모르타르와 같은 재료를 사용하여 보수되었으며, 이 과정에서 국립고궁박물관 옆으로 이건되었다. 지광국사탑의 표면오염은 대부분 보수재료를 중심으로 나타난다. 변색 등급이 높은 흑화는 북측면과 앙시에서 비교적 높은 점유율을 보였다. 이는 상대적인 수분유지시간에 따른 것으로 해석된다. 표면오염물은 대부분 방해석과 석고이며, 특히 흑화부위는 2차적으로 대기오염물질의 영향을 받았다. 상대적으로 변색도가 낮은 석재에서도 조암광물사이에서 염결정이 확인되며 부분적으로 표면을 피복하고 있다. 지광국사탑은 보수과정에서 사용된 모르타르가 열화되면서 용해된 석회물질의 영향으로 탑신 전반에 걸쳐 변색에 의한 손상이 넓게 나타난 것으로 해석된다. 따라서 보존처리 과정에서 표면오염물 제거와 세정 및 탈염처리를 통해 염에 의한 물리화학적 손상을 제어할 필요가 있다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.302-309
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• 2016

Urea-SCR system is currently regarded as promising NOx reduction technology for diesel engines. SCR system has to achieve maximal NOx conversion in combination with minimal $NH_3$ slip. In this study, model based open loop control for urea injection was developed and assessed in the European Transient Cycle (ETC) for heavy duty diesel engine. On the basis of the transient modeling, the kinetic parameters of the $NH_3$ adsorption and desorption are calibrated with the experimental results performed over the zeolite based catalyst. $NH_3$ storage or surface coverage of SCR catalyst can not be measured directly and has to be calculated, which is taken into account as a control parameter in this model. In order to reduce $NH_3$ slip while maintaining NOx reduction, $NH_3$ storage control algorithm was applied to correct the basic urea quantity. If the actual $NH_3$ surface coverage is higher than the maximal $NH_3$ surface coverage, the urea injection quantity is significantly reduced in the ETC cycle. By applying this logic, the resulting $NH_3$ slip peak can be avoided effectively. With optimizing the kinetic parameters based on standard SCR reaction, it suggests that a simplified, less accurate model can be effective to evaluate the capability of model based control in the ETC cycle.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.108-115
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• 2001

본 연구에서는 600V 비닐절연전선에 열적 스트레스를 인가하였을 때 전선의 특성 변화를 분석하였다. 전선의 구조 분석에서 정상 전선은 표면에 방향성을 갖고 있으나, $400^{\circ}c$ 이상에서 열화된 전선의 경우 탄화물, 크랙, 결정 등이 형성되었다. 정상 전선의 표면 조성은 Cu ; 100%였으나, $800^{\circ}c$에서 열화된 전선의 단면 조성은 Cu : 78.89%, O : 21.11%를 나타냈다. 연동선의 시차주사열량 분석 결과 $700^{\circ}c$ 이상에서 열화된 전선에서 새로운 반응 피크가 관측되었다. 절연물의 시차열 분석에서 $150^{\circ}c$로 열화된 전선의 경우 정상 전선의 반응점보다 낮은 $264^{\circ}c$에서 흡열 반응이 나타났다. 등선의 열화에 따른 산소 점유율은 $500^{\circ}c$에서 약 20%이다.

• 보존과학회지
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• 제27권3호
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• pp.251-260
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• 2011

이 연구에서는 석조문화유산의 손상유형별 표준범례를 제시하고, 손상지도 작성방법에 대한 공정시스템을 구축하였으며, 균열지수 개발과 표면 및 3차원 손상율 평가기법을 제시하였다. 손상유형별 표준범례는 균열, 박리, 박락, 탈락, 입상분해 및 공동으로 세분한 다음 상용 그래픽 프로그램으로 제작하였으며, 손상지도는 손상 영역에 대한 정확도와 신뢰도를 높이기 위해 3차원 디지털복원과 고해상도 사진맵핑 기술을 적용하였다. 또한 균열지수를 개발하여 대상 석조문화유산의 물리적 손상도에 대한 정량평가를 수행하였고, 가상복원 모델링을 통해 탈락부의 부피와 3차원 손상율을 산출하였다. 이를 통해 마곡사오층석탑의 손상도를 정량적으로 평가한 결과, 전체적으로 북측면이 구조상 균열(1.70), 미세균열(1.34), 박락(20.2%), 탈락(13.0%)의 손상점유율이 높게 나타났으며, 1층 옥개석의 3차원 손상율은 6.7%로 산출되었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.125-132
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• 2006

Transient kinetics of $NH_3$ adsorption/desorption and of SCR(selective catalytic reduction) of NO with $NH_3$ were studied over vanadium based catalysts, such as $V_2O_5/TiO_2$ and $V_2O_5-WO_3/TiO_2$. In the present catalytic reaction process, NO adsorption is neglected while $NH_3$ is strongly chemisorbed on the catalytic surface. Accordingly, it is ruled out the possibility of a reaction between strongly adsorbed $NH_3$ and NO species in line with the hypothesis of an Eley-Rideal mechanism. The present kinetic model assumes; (1) non-activated $NH_3$ adsorption, (2) Temkin-type $NH_3$ coverage dependence of the desorption energy, (3) non-linear dependence of the SCR reaction rate on the $NH_3$ surface coverage. Thus, the surface heterogeneity for adsorption/desorption of $NH_3$ is taken into account in this model. The present study extends the pure chemical kinetic model based on a powdered-phase catalytic system to the chemico-physical one applicable to a realistic monolith reactor.