• 제목/요약/키워드: Applied electric field

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전기화학적 해석을 통한 PCB용 구리도금에 대한 전류밀도의 영향성 연구 (A Study on The Effect of Current Density on Copper Plating for PCB through Electrochemical Experiments and Calculations)

  • 김성진;신한균;박현;이효종
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.49-54
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    • 2022
  • 반도체 Si 웨이퍼 Cu 배선을 제작하는데 사용하는 submicron 크기의 다마신 패턴의 구리 도금공정을 동일한 조건의 유기첨가제 및 전류밀도 조건을 사용하여 PCB 금속배선에 사용되는 수십 micron 크기의 패턴 도금에 적용하였다. PCB 패턴의 종횡비가 작아 쉽게 채워질 것으로 기대했던 것과는 달리, 이 경우 패턴 내부에 위치별 도금 두께 불균일도가 심화되는 것이 관찰되었다. 이러한 원인을 정량적으로 분석하기 위해 유동 및 전기장을 고려한 전기화학적 해석을 진행하였으며, 이를 통해 패턴 바닥부 코너에서 측벽과 바닥부의 도금에 의한 용액내 Cu2+ 이온의 고갈이 상대적으로 패턴 상부보다 빠르게 일어나는 것이 확인되었다. 이는 Cu2+ 이온의 확산계수가 2.65×10-10 m2/s 로 초당 16.3 ㎛정도의 평균 이동거리를 가짐으로, 이 값이 다마신 패턴에서는 충분히 커서 원활하게 패턴 내부까지 이온 공급이 이루어지나, 수십 micron 크기를 갖는 PCB 크기에서는 소진된 구리이온을 보충해 주기 위해 충분한 시간이 필요하기 때문인 것으로 확인되었다. 구리 이온을 충분히 공급해 주기 위해 전류밀도를 낮춰 Cu2+ 이온이 확산할 수 있는 충분한 시간을 할애해 줌으로써 두께 균일도가 향상되는 것을 알 수 있었다.

UAM 항공기 낙뢰 및 HIRF 환경에서 덕트의 케이블 보호 성능 분석 및 인증기술에 관한 연구 (Analysis of Cable Protection of Duct in Lightning and HIRF Environment of UAM Aircraft and a Proposal for Certification Guidance)

  • 김동현;조재현;김윤곤;이학진;명노신
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.23-34
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    • 2022
  • UAM (Urban Air Mobility) 항공기에 대한 수요가 세계 각 도시들은 인구집중으로 인한 교통체증 문제로 늘어나고 있다. 세계 각국에서 고정익 날개의 유무와 추진 시스템에 따라 다양한 형태를 가진 항공기가 연구개발을 통해 상용화 준비 중이며, 도심을 비행하고 사람이 탑승하는 유인운송수단이므로 감항증명이 요구된다. UAM 항공기는 복합재 사용 비중 증가, 전기모터 사용, 다양한 전자 장비 탑재 등 낙뢰 및 HIRF 환경에 취약하다. 현재 UAM 항공기에 대한 낙뢰 및 HIRF 환경에서의 인증기술과 지침 및 요건 개발은 미비한 상태이다. 본 연구에서는 미연방항공청(FAA)에서 발행한 AC 20-136B와 AC 20-158A에 나타난 회전익 항공기의 낙뢰 및 HIRF 간접 영향에 대한 적합성 인증 절차를 확인하고 UAM 항공기 전자기 전산 시뮬레이션에 적용하였다. 덕티드 팬 형 UAM 항공기에 대한 낙뢰 및 HIRF 영향성을 전산 시뮬레이션을 통해 분석하였고, 향후 운용될 UAM 항공기의 인증을 위한 실무지침 수립의 근거를 제시하였다.

한국부인의 보건지식, 태도 및 실천에 영향을 미치는 제요인분석 (An Analysis of Determinants of Health Knowledge, Attitude and Practice of Housewives in Korea)

  • 남철현
    • 보건교육건강증진학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.3-50
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    • 1984
  • The levels of health knowledge, attitude and practice of housewives considerably effect to the health of households, communities and the nation. This study was designed to grasp the levels of health knowledge, attitude and practice of houswives and analyse the various factors effecting to health in order to provide health education services as well as materials for effective formulation and implementation of health policy to improve the health of the nation. This study has been conducted through interviews by trained surveyers for 4,281 housewives selected from 4,500 households throughout the country for 40 days during July 11-August 20, 1983. The results of survey were analysed by stepwise multiple regression and path analysis are summarized as follows; 1. Based on the measurement instrument applied to this study, the levels of health knowledge, attitude and practice of housewives were extremely low with 54.5 points out of 100 points in full. Higher level with 72 points and above was approximately 21 percent and lower level with 39 points and below was approx. 24 percent. The middle level was approx. 55 percent. In order to implement health programs successively, health education should be more strengthened and to improve the level of health knowledge, attitude and practice (KAP) of the nation, political consideration as a part of spiritual reformation must be concentrated on health. 2. The level of health knowledge indicated the highest points with 57.3 the level of attitude was the second with 55.0 points and the practice level was the lowest with 50.0 point. Therefore, planning and implementation of health education program must be based on the persuasion and motivation that health knowledge turn into practice. 3. Housewives who had higher level of health knowledge, showed their practice level was relatively lower and those who had middle or low level of it practice level was the reverse. 4. Correlations among health knowledge, attitude and practice (KAP) were generally higher and statistically significant at 0.1 percent level. Correlation between total health KAP level and health knowledge was the highest with r=.8092. 5. Health KAP levels showed significant differences according to the age, number of children, marital status, self-assessed health status and concern on health of the housewives interviewed (p<0.001) 6. Health KAP levels also showed significant differences according to the education level, economic status, employment before marriage and grown-up area of the housewives interviewed. (p<0.001) 7. Heath KAP levels showed significant differences according to health insurance benificiary and the existence of patients in the family. (p<0.001). 8. Health KAP levels showed significant differences according to distance to government organizations, schools, distance to health facilities, telephone possession rate, television possession rate, newspaper reading rate and activities of Ban meeting and Women's club. (p<0.001) 9. Health KAP levels showed significant differences according to electric mass communication media such as television, radio and village broadcasting etc. and printed media such as newspaper, magazine and booklets etc., IEC variables such as individual consultation and husband-wife communication, however, there was no significance with group training. 10. Health KAP of the housewives showed close correlation with personal characteristics variables, i.e., education level (r=.5302), age (r=-.3694) grown-up area (r=.3357) and employment before marriage. In general, correlation of health knowledge level was higher than the levels of attitude or practice. In case of health concern and health insurance, correlation of practice level was higher than health knowledge level. 11. Health KAP levels showed higher correlation with community environmental characteristics, Ban meeting and activity of Women's club, however, no correlation with New-village movement. 12. Among IEC variables, husband-wife communication showed the highest correlation with health KAP levels and printed media, electric mas communication media and health consultation in order. Therefore, encouragement of husband-wife communication and development of training program for men should be included in health education program. 13. Mass media such as electric mass com. and printed media were effective for knowledge transmission and husband-wife communication and individual consultation were effective for health practice. Group training was significant for knowledge transmission, however, but not significant for attitude formation or turning to health practice. To improve health KAP levels, health knowledge should be transmitted via mass media and health consultation with health professionals and field health workers should be strengthened. 14. Correlation of health KAP levels showed that knowledge level was generally higher than that of practice and recognized that knowledge was not linked with attitude or practice. 15. The twenty-five variables effecting health KAP levels of housewives had 41 per cent explanation variances among which education level had great contribution (β=.2309) and electric mass com. media (β=.1778), husband-wife communication (β=.1482), printed media, grown-up area, and distance to government organizations in order. Variances explained (R²) of health KAP were 31%, 15%, and 30% respectively. 16. Principal variables contributed to health KAP were education level (β=.12320, β=.1465), electric mass comm. media (β=.1762, β=.1839), printed media, (β=.1383, β=.1420) husband-wife communication (β=.1004, β=.1067), grown-up area and distance to government organizations, in order. Since education level contributes greatly to health KAP of the housewives, health education including curriculum development in primary, middle and high schools must be emphasized and health science must be selected as one of the basic liberal arts subject in universities. 17. Variences explained of IEC variables to health KAP were 19% in total, 14% in knowledge, 9% in attitude, and 10% in health practice. Contributions of IEC variables to health KAP levels were printed media (β=.3882), electric mass comm media (β=.3165), husb-band wife com. (β=.2095,) and consultation on health (β=.0841) in order, however, group training showed negative effect (β=-.0402). National fund must be invested for the development of Health Program through mass media such as TV and radio etc. and for printed materials such as newspaper, magazines, phamplet etc. needed for transmission of health knowledge. 18. Variables contributed to health KAP levels through IEC variables with indirect effects were education level (Ind E=0.0410), health concern (Ind E=.0161), newspaper reading rate (Ind E=.0137), TV possession rate and activity of Ban meeting in order, however, health facility showed negative effect (Ind E=-.0232) and other variables showed direct effect but not indirect effect. 19. Among the variables effecting health KAP level, education level showed the highest in total effect (TE=.2693) then IEC (TE=.1972), grown-up city (TE=.1237), newspaper reading rate (TE=.1020), distance to government organization (TE=.095) in order. 20. Variables indicating indirect effects to health KAP levels were; at knowledge level with R²=30%, education level (Ind E=.0344), newspaper reading rate (Ind E=.0112), TV possession rate (Ind E=.0689), activity of Ban meeting (Ind E=.0079) in order and at attitude level with R²=13%, education level (Ind E=. 0338), activity of Ban meeting (Ind E=.0079), and at practice level with R²=29%. education level (Ind E=.0268), health facility (Ind E=.0830) and concern on health (Ind E=.0105). 21. Total effect to health KAP levels and IEC by variable characteristics, personal characteristics variables indicated larger than community characteristics variables. 22. Multiple Correlation Coefficient (MCC) expressed by the Personal Characteristic Variable was .5049 and explained approximately 25% of variances. MCC expressed by total Community environment variable was .4283 and explained approx. 18% of variances. MCC expressed by IEC Variables was .4380 and explained approx. 19% of variances. The most important variable effected to health KAP levels was personal characteristic and then IEC variable, Community Environment variable in order. When the IEC effected with personal characteristic or community characteristic, the MCC or the variances were relatively higher than effecting alone. Therefore it was identified that the IEC was one of the important intermediate variable.

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반도체 다이싱 공정에서 발생하는 실리콘 슬러지를 재활용한 실리카 나노입자의 제조 및 전기감응형 유체로의 응용 (Preparation of Silica Nanoparticles via Recycling of Silicon Sludge from Semiconductor Dicing Process and Electro-responsive Smart Fluid Application)

  • 추연룡;제갈석;김지원;김하영;김찬교;사민기;심형섭;윤창민
    • 유기물자원화
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    • 제31권3호
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    • pp.15-25
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    • 2023
  • 본 연구에서는 반도체 패키지 다이싱 공정에서 발생하는 실리콘 슬러지를 재활용하여 실리카 나노입자를 제조하였으며 이를 전기감응형 스마트유체의 분산 물질로 적용하였다. 상세히는, 실리콘 슬러지에 산처리를 통해 금속불순물을 제거한 고순도의 실리콘 분말을 얻고, 수열합성법을 통해 실리카 나노입자를 합성하였다. 실리카 나노입자의 크기를 조절하기 위해 수열합성법의 반응시간을 8, 15, 20, 30시간으로 진행하였으며, 반응시간이 증가할수록 실리카 나노입자의 크기가 증가하였다. 수열합성의 반응시간이 길어질수록 실리콘의 가수화 및 탈수 반응이 증가하며 입자의 크기를 증가시킨다. 실리콘 슬러지에서 제조한 실리카 나노입자를 실리콘 오일에 분산하여 전기감응형 스마트유체로 응용하였다. 그 결과, 30시간의 수열합성으로 제조된 실리카 나노입자가 동일한 전기장 하에서 21.4Pa의 가장 높은 전단응력을 나타내었다. 이는 큰 실리카 나노입자의 사이에 작은 입자들이 배치되는 보강효과 효과를 통해 단단한 사슬구조의 형성 때문이다. 본 연구를 통해 반도체 다이싱 공정에서 발생하는 실리콘 슬러지를 성공적으로 재활용하여 실리카 나노입자를 제조하였고, 이를 전기감응형 스마트유체에 적용함으로써 산업현장에서 친환경성을 강조하는 ESG 경영의 일환으로 적용될 수 있음을 확인하였다.

데이터 마이닝 기법을 이용한 차량용 반도체의 불량률 예측 연구 (Prediction of field failure rate using data mining in the Automotive semiconductor)

  • 윤경식;정희운;박승범
    • 기술혁신연구
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    • 제26권3호
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    • pp.37-68
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    • 2018
  • 본 논문에서는 차량용 반도체가 제품 출하 후 사용 환경에 따라 발생되는 불량률을 데이터 마이닝 기법을 이용하여 분석하였다. 20세기 이후 가장 보편적인 이동수단인 자동차는 전자 컨트롤 장치와 자동차용 반도체의 사용량이 급격히 증가하면서 매우 빠른 속도로 진화하고 있다. 자동차용 반도체는 차량용 전자 컨트롤 장치 중 핵심 부품으로 소비자들에게 안정성, 연료 사용의 효율성, 운전의 안정감을 제공하기 위해 사용되고 있다. 자동차용 반도체는 가솔린엔진, 디젤 엔진, 전기 모터를 컨트롤하는 기술, 헤드업 디스플레이, 차선 유지 시스템 등 많은 부분에 적용되고 있다. 이와 같이 반도체는 자동차를 구성하는 거의 모든 전자 컨트롤 장치에 적용되고 있으며 기계적인 장치를 단순히 조합한 이상의 효과를 만들어 내고 있다. 자동차용 반도체는 10년 이상의 자동차 사용 기간을 고려하여 높은 신뢰성, 내구성, 장기공급 등의 특성을 요구하고 있다. 자동차용 반도체의 신뢰성은 자동차의 안전성과 직접적으로 연결되기 때문이다. 반도체업계에서는 JEDEC과 AEC 등의 산업 표준 규격을 이용하여 자동차용 반도체의 신뢰성을 평가하고 있다. 또한 자동차 산업에서 표준으로 제시한 신뢰성 실험 방법과 그 결과를 이용하여 개발 초기 단계 및 제품 양산 초기단계에서 제품의 수명을 예측 하고 있다. 하지만 고객의 다양한 사용 조건 및 사용 시간 등 여러 변수들에 의해 발생되는 불량률을 예측하는 데는 한계가 있다. 이러한 한계점을 극복하기 위하여 학계와 산업계에서 많은 연구가 있어왔다. 그 중 데이터 마이닝 기법을 이용한 연구가 다수의 반도체 분야에서 진행되고 있지만, 아직 자동차용 반도체에 대한 적용 및 연구는 미비한 상태이다. 이러한 관점에서 본 연구는 데이터 마이닝 기법을 이용하여 반도체 조립(Assembly)과 패키지 테스트(Package test) 공정 중 발생 된 데이터들간의 연관성을 규명하고, 고객 불량 데이터를 이용하여 잠재 불량률 예측에 적합한 데이터 마이닝 기법을 검증하였다.

자궁암 치료용 다채널 초음파 온열치료기 (Multi-element Ultrasound Applicator for the Treatment of Cancer in Uterus and Cervix)

  • 이레나
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제16권1호
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    • pp.16-23
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    • 2005
  • 본 연구에서는 자궁경부암 및 질암 치료 시 고선량률 강내 근접치료기와 병행하여 사용가능한 다채널 초음파 온열 치료 기구를 제작하였다. 텐덤형의 경우 자궁 내에 삽입이 용이하도록 외부직경 4 mm, 두께 0.7 mm, 길이 24.5 mm인 원통형 plezo-ceramic crystal transducer (PZT-5A) 물질이 초음파 발생원으로 사용되었다. 질벽 또는 질 천정치료에 이용될 치료기는 질에 삽입되어야 하므로 질의 크기와 비슷한 직경 24.5 mm, 두께 1.3 mm, 길이 15.2 mm인 원통형 PZT-8 물질이 이용되었다. 임피던스와 phase 측정결과에 따라 외부직경이 4 mm인 PZT-5A의 작동주파수는 3.2 MHz 로 결정되었고 외부직경이 24.5 mm인 PZT-8 물질의 작동 주파수는 1.7 MHz로 결정되었다. Radiation force 방법으로 측정된 초음파 발생효율은 텐덤형 초음파원은 33%이고 원통형 초음파원은 61%이다. 원통형 초음파 발생물질로부터 발생되는 초음파 분포도를 MATLAB을 이용하여 계산하였고 실제 물 팬텀 내에서 열전대를 이용하여 측정하였다. 계산을 통해 얻어진 radial 한 방향으로 방사된 초음파압은 자궁내로 삽입되는 텐덤형 트랜스듀서의 경우 표면에서 5 mm 되는 점을 기준으로 10 mm 에서는 58%이고 20 mm에서는 45%이다. 질 치료에 사용될 트랜스듀서의 세기는 표면으로부터 5 mm에서의 세기를 기준으로 15 mm 거리에서는 78%, 25 mm 거리에서는 66%로 감소하였다. 특성분석 결과 직경 4 mm인 PZT-5A 와 24.5 mm인 PZT8 물질은 온열치료의 초음파원으로 사용가능함이 입증되었다. 따라서 직경 4 mm인 PZT-5A 트랜스듀서 3개를 연결하여 치료길이가 75 mm인 텐덤형 온열치료기구를 제작하였고 직경 24.5 mm인 PZT-8 트랜스듀서 4개를 연결하여 치료길이가 61 mm인 질암 치료용 온열치료기구를 제작하였다.

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콩 주요 노린재류의 약제감수성 (Susceptibility of Stink Bugs Collected in Soybean Fields in Milyang to Some Insecticides)

  • 배순도;김현주;이건휘;박성태;이시우
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제47권4호
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    • pp.413-419
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    • 2008
  • 밀양의 콩 포장에서 채집한 5종 노린재류의 7종 약제에 대한 감수성을 평가하였다. 7종 약제에 대한 노린재의 반수치사농도($LC_{50}$)는 노린재의 종류에 관계없이 deltamethrin에서 0.4${\sim}$2.3 ppm으로 가장 낮았으며, 톱다리개미허리노린재의 fenthion을 제외하면 가로줄노린재, 풀색노린재, 알락수염노린재 및 썩덩나무노린재는 phenthoate에서 가장 높았다. 7종 약제에 대한 노린재류의 평균 반수치사농도는 톱다리 개미허리노린재에서 7.5 ppm으로 가장 낮았으며, 다음은 썩덩나무노린재(16.6 ppm)>알락수염노린재 (17.6 ppm)>풀색노린재(19.1 ppm)>가로줄노린재(28.4 ppm)의 순으로 낮았다. 또한 약제별 추천농도에 대한 노린재의 90% 치사농도의 비로 나타낸 상대적 약제내성비 (상대적 약제내성비=$LC_{90}$/약제별 추천농도)는 톱다리개미허리노린재, 가로줄노린재 및 알락수염노린재는 fipronil에서, 풀색노린재는 fenitrothion에서 썩덩나무노린재는 fenthion에서 가장 낮았다. 노린재류의 7종 약제에 대한 평균 약제내성비는 톱다리개미허리노린재에서 0.09로 가장 낮았으며, 다음은 알락수염노린재(0.26)>풀색노린재(0.30)>가로줄노린재(0.37)>썩덩나무노린재(0.39)의 순으로 낮았다. 그리하여 노린재류의 약제감수성은 톱다리개미허리노린재에서 가장 높았으며, 가로줄노린재에서 가장 낮았고, 상대적 약제내성비는 톱다리개미허리노린재에서 가장 낮았으며, 썩덩나무노린재에서 가장 높았다. 따라서 공시약제에 대한 노린재류의 상대적 내성비가 1.0 미만으로 약제감수성이 매우 높아 콩 포장에서 약제살포에 의한 노린재류의 방제효과는 매우 높을 것으로 여겨진다.

RF Sputtering을 이용한 $Sr_2$$({Ta_{1-x}},{Nb_x})_2$)$O_7$ 박막의 성장 및 전기적 특성 (Growth and electrical properties of $Sr_2$$({Ta_{1-x}},{Nb_x})_2$)$O_7$ thin films by RF sputtering)

  • 인승진;최훈상;이관;최인훈
    • 한국재료학회지
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    • 제11권5호
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    • pp.367-371
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    • 2001
  • RF magnetron sputtering 법으로 T $a_2$ $O_{5}$ 세라믹 타겟과 S $r_2$N $b_2$ $O_{7}$ 세라믹 타겟을 동시 sputtering하여 저유전율 S $r_2$(T $a_{1-x}$ , N $b_{x}$)$_2$ $O_{7}$(STNO) 박막을 p-type Si (100) 기판 위에 증착하여 NDRO 강유전체 메모리 (Non-destructive read out ferro-electric random access memory)에 사용되는 Pt/STNO/Si (MFS) 구조의 응용 가능성을 확인하였다. Sr$_2$Nb$_2$ $O_{7} (SN O)$ 타겟과 T $a_2$ $O_{5}$ 타겟의 출력의 비를 100w/100w, 70w/100w, 그리고 50w/100w로 조절하면서 x 값을 달리하여 조성을 변화시켰다. 성장된 박막을 8$50^{\circ}C$, 90$0^{\circ}C$, 그리고 9$50^{\circ}C$에서 1시간 동안 산소 분위기에서 열처리하였다. 조성과 열처리 온도에 따른 구조적 특징을 XRD에 의해 관찰하였으며 표면특성은 FE-SBM에 의해 관찰하였고, C-V 측정과 I-V 측정으로 박막의 전기적 특성을 조사하였다. SNO 타겟과 T $a_2$ $O_{5}$ 타켓의 출력비에 따른 STNO 박막의 성장 결과 70W/170W의 출력비에서 성장된 STNO박막에서 Ta의 양이 상대적 맡은 x=0.4였으며 가장 우수한 C-V 특성 및 누설 전류 특성을 보였다. 이 조성에서 성장된 STNO박막은 3-9V외 인가전압에서 메모리 윈도우 갑이 0.5-8.3V였고 누설전류밀도는 -6V의 인가전압에서 7.9$\times$10$_{-8}$A /$\textrm{cm}^2$였다.

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막장관찰 및 설계/시공자료가 연계 고려된 터널막장 붕괴 위험도의 정량적 산정: 가변형 가중치 중심으로 (Quantitative evaluation of collapse hazard levels of tunnel faces by interlinked consideration of face mapping, design and construction data: focused on adaptive weights)

  • 신휴성;이승수;김광염;배규진
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제15권5호
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    • pp.505-522
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    • 2013
  • 기존 연구를 통하여 주어진 지반조건과 대응한 시공 상황에 대해 터널 굴진에 따른 매 막장의 붕괴 위험도를 정량적으로 지수화 할 수 있는 수단이 개발된 바 있다(Shin et al, 2009a). 본 논문에서는 기 제안된 터널 붕괴 위험도 지수(KTH-index)를 산정하는데 있어서 각 영향인자에 부여되는 가중치가 고정된 '선형' 모델과 주어진 영향인자의 입력값에 따라 가중치가 변화하는 '비선형' 모델을 소개하고, 100여개의 붕괴현장자료를 이용해 '비선형' 모델의 타당성을 검토하였다. 이를 통해 신개념의 '비선형' 가중치 모델은 위험도를 평가코자 하는 터널현장의 특성을 감안하여 가중치가 합리적으로 조정되어 위험도 평가를 수행할 수 있음을 보였다. 또한, 기 개발된 터널 시공 위험도 관리 시스템의 이해와 효과적인 활용을 돕기 위해 일련의 터널 시공 위험도 평가 체계를 수립하여 제시하였다. 본 시스템은 수립된 평가체계에 따라 개발 취약한 지반조건상에 있는 실제 도로터널 현장의 전 구간에 적용되어 그 현장 적용성을 검토하였다. 이를 통해 터널 막장의 지반조건과 함께 터널 붕괴 가능성에 영향을 미칠 설계 및 시공현황 정보와도 잘 연계 고려되어 붕괴 위험도가 평가됨을 보였으며, 산정된 위험도 지수 변화추이는 기존 전기 비저항 분포 특성과 설계자료 및 지보/보강 현황 등 현장 시공조건들의 변화추이와 잘 부합됨을 보였다. 또한, 본 시스템은 실시간으로 수집되는 막장관찰자료의 활용도를 극대화 시키고, 사전에 위험수준과 민감한 영향인자를 파악하여 적절한 현장대응을 유도할 수 있음을 보였다.

미래모빌리티를 위한 차세대 경량구조복합재료 검토: 자기강화복합재료의 적용 가능성 (Next Generation Lightweight Structural Composite Materials for Future Mobility Review: Applicability of Self-Reinforced Composites)

  • 김미나;장지운;이혜성;오명준;김성륜
    • Composites Research
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    • 제36권1호
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    • pp.1-15
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    • 2023
  • 미래모빌리티의 발전 기대에 따라 에너지 소비 절감에 대한 수요가 증가하고 있다. 경량구조용소재는 온실가스 배출 감소 및 에너지 효율 향상을 위한 방안으로 알려져 있다. 특히, 섬유강화복합재료(FRP, fiber reinforced polymer composite)는 뛰어난 기계적 특성 및 낮은 무게로 인해 기존 합금을 대체할 수 있는 소재로 주목받는다. 본 논문에서는, 탄소섬유강화복합재료(CFRP, carbon FRP) 및 자기강화복합재료(SRC, self-reinforced composite)의 산업 적용 및 연구 동향을 강화재, 고분자 매트릭스 및 공정에 기반하여 검토하였다. 항공분야에서 주로 활용되는 에폭시 수지 기반 오토클레이브 공법의 높은 공정단가 및 긴 제조시간을 극복하기 위하여, 속경화성 에폭시 수지를 이용한 고압수지이송성형 공정으로 CFRP가 적용된 전기자동차의 양산을 보고하였다. 또한, 탄소섬유복합재료의 재활용 이슈를 해결하기 위한 열가소성 수지 기반 CFRP 및 계면 향상 방안들이 재료 및 공정 측면에서 검토되었다. FRP의 우수한 기계적 특성을 유도하는 주요한 요인으로 알려진 완벽한 매트릭스-강화재 계면을 형성하기 위하여, 고분자 섬유에 동일한 매트릭스를 함침시킨 SRC에 대한 연구들이 보고되고 있다. 다양한 열가소성 고분자에 기초한 SRC의 물리적 및 기계적 특성들을 고분자 배향 및 복합재료 구조 측면에서 검토하였다. 또한, 고연 신 폴리프로필렌 섬유 기반 SRC의 공정창 확장을 위한 공중합체 매트릭스 전략이 논의되었다. 경량구조용소재의 CFRP 및 SRC 적용은 미래모빌리티의 에너지 효율 향상에 대한 잠재적인 선택을 제공할 수 있다.