• 한국화재소방학회논문지
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• 제34권4호
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• pp.101-106
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• 2020

자체 제작된 니들 플레임을 이용하여 바닥재를 수직 연소시켰을 때의 화염의 성장 특성 및 탄화 패턴을 해석하였다. PVC 장판은 난연성이 있는 것으로 확인되었고, 직사 화염을 받은 곳은 안쪽으로 수축되는 패턴을 나타냈다. 수직 연소가 진행되면 하부에 망울 형태의 고형화가 발생하며, 그을음은 상부로 성장하는 패턴이 형성된다. 강화마루는 난연성이 없는 것으로 확인되었으며, 상부 표면인 라미네이트층의 소실과 불규칙적인 박리가 형성되는 것을 알 수 있다. 좌측면과 우측면의 탄화의 범위는 대칭적 구조를 나타내는 것으로 해석된다. 강화마루와 마찬가지로 카펫은 수직 연소 실험에서 난연성이 없는 것이 확인되었다. 카펫에 축열이 형성되면 화염은 상승기류를 형성하고, 주변에 가연성 물질이 있을 때 화염의 확산은 더욱 촉진하는 것을 알 수 있었다. 직사화염을 받은 카펫 표면의 탄화 패턴은 표면이 용융되어 흘러내렸을 뿐만 아니라 작은 구멍이 다수 발생되는 것을 알 수 있다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.161-167
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• 2009

저전압용 절연체로 사용되는 유기절연재료는 누설전류에 의하여 탄화되는 경우 고유한 탄화특성을 나타낸다. 그러므로 유기절연재료의 탄화특성을 이용함으로써 유기절연재료의 표면을 흐르는 누설전류로 인한 전기화재를 규명하는 것이 가능하다. 이와 같은 탄화특성을 이해하기 위하여 본 논문에서는 대표적인 유기절연체로 알려진 페놀수지, PVC, 그리고 아크릴수지를 누설전류에 의하여 탄화시키는 실험을 수행하고 시료의 탄화패턴과 적외선 흡광 스펙트럼을 분석하였다. 탄화패턴 분석에 의하면 페놀수지는 열경화성 성질 때문에 소위 'spider-leg'의 탄화패턴이 형성된다. 페놀수지와 다르게 PVC와 아크릴 수지의 표면에서는 열가소성 성질 때문에 탄화원인을 규명할 수 있을 정도의 분명한 탄화패턴을 관찰하기 어렵다. 이 경우 적외선 흡광 스펙트럼의 분석을 통하여 누설전류로 인하여 탄화된 시료의 특성을 규명할 수 있다 분석결과, 누설전류에 의해 탄화된 PVC의 경우에 파수 $3,400[cm^{-1}]$, $1,618[cm^{-1}]$에서 흡광피크가 검출되었으며 이것은 탄화원인을 규명할 수 있는 중요한 인자가 될 수 있다.

• 한국재료학회지
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• 제23권1호
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• pp.24-30
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• 2013

Today, the modification of carbon foam for high performance remains a major issue in the environment and energy industries. One promising way to solve this problem is the optimization of the pore structure for desired properties as well as for efficient performance. In this study, using a sol-gel process followed by carbonization in an inert atmosphere, hollow spherical carbon foam was prepared using resorcinol and formaldehyde precursors catalyzed by 4-aminobenzoic acid; the effect of carbonization temperature and re-immersion treatment on the pore structure and characteristics of the hollow spherical carbon foam was investigated. As the carbonization temperature increased, the porosity and average pore diameter were found to decrease but the compression strength and electrical conductivity dramatically increased in the temperature range of this study ($700^{\circ}C$ to $850^{\circ}C$). The significant differences of X-ray diffraction patterns obtained from the carbon foams carbonized under different temperatures implied that the degree of crystallinity greatly affects the characteristics of the carbon form. Also, the number of re-impregnations of carbon form in the resorcinol-formaldehyde resin was varied from 1 to 10 times, followed by re-carbonization at $800^{\circ}C$ for 2 hours under argon gas flow. As the number of re-immersion treatments increased, the porosity decreased while the compression strength improved by about four times when re-impregnation was repeated 10 times. These results imply the possibility of customizing the characteristics of carbon foam by controlling the carbonization and re-immersion conditions.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권4호
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• pp.268-273
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• 2014

어판장에서 발생되는 생선 손질 폐기물의 자원화를 목적으로 탄화실험을 실시하였다. 어류폐기물의 원소조성을 살펴본 결과 탄소함량과 수소함량이 각각 51.1%와 7.6%, 산소함량이 30.5%로 나타났다. 특히 질소와 황의 함량이 각각 9.8%와 1.0%로 높아 악취문제 등이 심각할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 어류폐기물의 원소조성을 다른 폐기물과 비교해볼 때 탄소 및 수소의 함량이 상당히 높은 것으로 나타나 생선폐기물의 최종처리는 열적처리가 적합한 것으로 나타났다. 고등어, 갈치, 조기를 대상으로 내장이나 몸통, 개별 생선이나 이들을 혼합한 시료 모두에 대하여 탄화실험을 실시한 결과 탄화되는 패턴은 시료 종류에 관계없이 유사한 경향을 나타내었다. 탄화시간에 따른 수율변화는 탄화시간 5분, 10분일 때 탄화온도 변화에 따른 수율 변화가 크게 나타났고, 탄화시간 15분 이후에는 탄화온도 변화에 따른 수율 변화가 미미한 것으로 나타났다. 또한 탄화시간 30분 이상부터는 각 온도별로 시간변화에 따른 수율 변화가 미미한 것으로 나타나 탄화시간에 따른 수율변화는 30분 이상부터는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 탄화온도에 따른 차이는 탄화온도 $400^{\circ}C$에서는 1차 휘발이 미미하여 2차 휘발이 일어난 $500^{\circ}C$와의 수율차가 크게 나타났다. 또한 탄화온도를 $600^{\circ}C$, $700^{\circ}C$로 하여 10분 이상 탄화시킨 결과 수율차는 미미한 것으로 나타났다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권5호
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• pp.15-21
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• 2018

본 연구에서는 인화성 액체가 비닐바닥에 뿌려져 화재가 발생되었을 때의 성장 특성 및 탄화 패턴 등을 해석하는데 있다. 아세톤은 화염이 착화되고 약 0.2 s 경과되었을 때 화염이 최성기에 도달하였다. 화염은 난류 패턴이며, 연기의 색상은 흰색이었다. 연소가 진행되는 하단은 층류 패턴이 확인되었고, 상단 부분은 난류 패턴이다. 연소 완료된 바닥은 희미한 포어 패턴을 나타냈다. 벤젠은 착화 후 약 0.6 s 경과하였을 때 강렬한 화염이 생성되었고, 길이는 약 50 mm로 측정되었다. 화염이 쇠퇴기로 접어들었을 때 불완전 연소에 의한 다량의 검은색 연기가 발생하였다. 연소가 완료된 바닥면의 탄화 패턴은 포어 패턴 및 스플래시 패턴 등이 확인되었다. 알코올은 착화되어 약 1.1 s 경과하였을 때 강렬한 화염이 형성되었다. 또한 인화성 액체가 고인 곳은 탄화 심도가 크게 형성되었고, 인화성 액체가 흘러간 곳의 경계면에서 탄화의 흔적이 확인되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 Techno-Fair 및 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.102-103
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• 2007

Recently, the dependence of the electric energy is increased in accordance with a growth of industry. Therefore, scientific investigation is needed for the security of electrical safety and the judgement of accident causes. Accordingly, this paper consist of the analysis for the carbonization patterns of phenolic resin and the mechanism. As the follows, spider-legs as a carbide are generated around the rods, when the electric current flows on the surface of phenolic resin. The IR absorption peak generated by the thermal effects is appeared at about $1720cm^{-1}$. As the case of Joule's heat, the crystal of a carbide is generated beca use of the rarefied oxygen. It's estimated that the formation of carbonization conductivity as the currents are easily flowed.

• 한국재료학회지
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• 제28권4호
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• pp.208-213
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• 2018

Epitaxial ($11{\bar{2}}0$) a-plane GaN films were grown on a ($1{\bar{1}}02$) R-plane sapphire substrate with photoresist (PR) masks using metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). The PR mask with striped patterns was prepared using an ex-situ lithography process, whereas carbonization and heat treatment of the PR mask were carried out using an in-situ MOCVD. The heat treatment of the PR mask was continuously conducted in ambient $H_2/NH_3$ mixture gas at $1140^{\circ}C$ after carbonization by the pyrolysis in ambient $H_2$ at $1100^{\circ}C$. As the time of the heat treatment progressed, the striped patterns of the carbonized PR mask shrank. The heat treatment of the carbonized PR mask facilitated epitaxial lateral overgrowth (ELO) of a-plane GaN films without carbon contamination on the R-plane sapphire substrate. Thhe surface morphology of a-plane GaN films was investigated by scanning electron microscopy and atomic force microscopy. The structural characteristics of a-plane GaN films on an R-plane sapphire substrate were evaluated by ${\omega}-2{\theta}$ high-resolution X-ray diffraction. The a-plane GaN films were characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) to determine carbon contamination from carbonized PR masks in the GaN film bulk. After $Ar^+$ ion etching, XPS spectra indicated that carbon contamination exists only in the surface region. Finally, the heat treatment of carbonized PR masks was used to grow high-quality a-plane GaN films without carbon contamination. This approach showed the promising potential of the ELO process by using a PR mask.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.136-141
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• 2010

본 연구에서는 옥내 조명 설비의 전원을 ON/OFF 하기 위해 사용되는 저압용 스위치의 구조 및 발열 메커니즘을 제시하고, 에너지원의 종류에 따라 스위치의 고정금구 및 가동 접점 등의 소손패턴을 제시함으로써 향후 예상되는 PL 분쟁의 판단 근거를 확보하는데 있다. 스위치에 인가된 일반 화염은 한국산업규격(KS)의 난연성 시험 방법을 적용하였다. 또한 스위치에 공급된 전류는 대전류공급장치(PCITS)를 이용하였다. 실험이 진행될 때 주위의 온도는 $22{\pm}2^{\circ}C$, 습도는 40~60%를 유지시켰다. 스위치의 발열은 배선과 클립의 접속 불량, 가동 접점의 절연 열화 및 접촉 불량 등에 의해서 생성되는 것으로 판단된다. 일반 화염에 의해 소손된 스위치는 표면이 균일하게 탄화되었으며, 화원을 제거하면 자연 소화되었다. 일반화염에 의해 탄화된 스위치를 분해한 결과 고정금구 및 가동 접점 등은 비교적 양호한 형태를 보였으나 외함, 클립 지지대, 가동 접점, 표시램프 등에서 탄화 및 변색을 확인할 수 있었다. 과전류에 의해 소손된 스위치는 배선을 연결하는 클립 및 클립 지지대 등은 소손의 흔적이 거의 없으나 고정금구, 가동 접점, 표시 램프 등은 심하게 탄화되었다. 즉 접촉 저항이 큰 부분에서 집중적으로 소손되었고 내부에서 외부로 탄화가 진행되는 패턴을 나타냈다. 따라서 소손된 스위치의 탄화 패턴 및 금속 금구류의 특성을 분석하면 최초의 에너지원 판정이 가능하다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권6호
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• pp.126-131
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• 2019

과열방지장치가 없는 가스레인지를 이용하여 동물성 식품의 실물 화재 실험을 실시하였다. 동물성 식품의 연소 초기에는 흰색의 연기와 수증기가 다량 발생했으나 물기가 없어지고 동물성 식품의 탄화가 시작되면 검정색 연기가 발생하였다. 가스레인지의 과열 시간이 5,400 s가 경과되어도 고등어, 명태 및 닭고기 등은 착화되지 못했다. 그러나 돼지고기는 2,643 s, 쇠고기는 2,819 s, 참치는 6,492 s에서 발화되는 것을 확인하였다. 동물성 식품의 화염 패턴은 층류와 난류가 혼합된 형태이며, 달무리 패턴(Halo Pattern)이 발생하는 것을 알 수 있었다. 주방 후드가 작동할 때의 화염은 모래시계 패턴을 형성하였고, 주방 후드가 작동하지 않을 때는 삼각형 패턴을 나타냈다. 냄비에 담긴 참치가 과열되면 6,492 s에 자연발화 되었고, 주방 후드의 표면 온도는 464.5 ℃로 급격히 상승하였다. 그리고 냄비 상부의 바깥 표면으로부터 6 cm 이격된 냄비 후면의 온도는 6,660 s에 복사열로 인해 869 ℃로 측정되었다. 화염에 의해 소손된 주방 벽면에는 모래시계 패턴이 형성되었으며, 주방 후드가 작동하지 않거나 천장 높이보다 화염이 작게 성장할 때는 삼각형 패턴을 나타내는 것이 확인되었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.21-26
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• 2011

본 논문에서는 에너지원에 따른 이동전화기(SCH_W830) 배터리의 소손 패턴을 제시함으로써 소비자분쟁 해결의 자료로 활용하고자 한다. 실험이 진행될 때의 주위 온도는 $22{\pm}2^{\circ}C$, 습도는 40~60 %를 유지함으로써 신뢰성을 확보하였다. 실험에 사용된 이동전화기의 배터리 전압은 양극(+)과 음극 (1)(-) 사이의 전압은 4.19 V이며, 양극(+)과 음극 (2)(-) 사이의 전압은 4.18 V로 측정되었다. 일반화염 인가에 의한 이동 전화기의 난연성 시험은 한국산업규격(KS)을 적용하였으며, 일반화염이 30 sec 동안 외함에 인가되어도 내장된 배터리의 소손은 없는 것으로 확인되었다. 생리 식염수(NaCl, 0.9%)에 이동전화기를 180 sec 침수시킨 결과 배터리 단자 사이에 누설전류에 의한 발열로 탄화 및 용융이 발생한 흔적을 확인할 수 있었다. 전자레인지(MWO)를 이용하여 70 sec 동안 이동전화기를 가열하면 금속홀더, 충전용 커넥터, 안테나 등이 내장된 부분에서 용융 및 변색이 확인되며, 그 밖의 부분은 특이사항이 없는 것을 알 수 있다. 즉, 인가된 에너지원의 종류에 따라 이동전화기 외형의 탄화, 내장된 금속 및 유전체, 배터리 단자대의 손상 및 변형 등이 다르게 발생하지만 전압은 비교적 일정한 특성을 보이는 것으로 보아 연소의 확산 패턴, 금속의 용융 및 변형 부분의 특성을 종합적으로 고려하여 해석하면 소손 원인 판정이 가능하다.