졸-겔법을 이용하고 금속 나프테네이트를 출발원료로 사용하여 $SrTiO_3$(100), $LaA1O_3$(100) 및 MgO(100) 기판 위에 에피탁샬 $Bi_4Ti_3O_{12}$ 박막을 제조하였다. 코팅된 전구막은 $500^{\circ}C$에서 10분간 전열처리 하였고, $750^{\circ}C$에서 30분간 최종 열처리를 행하였다. 박막의 결정화도는 X-선회절 분석법 ($\theta$-2$\theta$ 스캔과 $\beta$ 스캔)으로 조사하였고, 표면 미세구조와 거칠기를 field emission-scanning electron microscope와 atomic force microscope를 이용하여 각각 분석하였다. MgO(100) 기판 위에 제조한 박막은 모든 기판 중에서 가장 낮은 결정화도와 면내 배향성을 보였다. 가장 낮은 결정화도와 배향성을 보인 MgO(100) 기판위의 박막은 침상 형태로 성장한 반면, 결정성과 배향성이 좋은 $LaA1O_3$(100)과 $SrTiO_3$(100) 기판위의 박막들은 원형의 입자 성장 형태를 보이고 있었다.
TBTCl에 36주 동안 노출된 대복, Gomphina veneriformis 의 미세구조적인 변화를 전자현미경으로 관찰하였다. 대복의 외투막은 가장자리에 4개의 주름을 가지며, 내부와 외부상피층이 단층의 원주형 상피세포, 섬모세포, 분비세포로 구성되어 있었다. 이들 상피층은 혈림프동이 존재하는 결합조직층을 둘러싸고 있었다. 대복의 외투막은 TBTCl 노출 12주째 내부상피층에 존재하는 섬모의 수가 감소하였으며, 혈림프동의 확장과 함께 격막의 파괴가 관찰되었다. 노출 20주째 세포질내의 공포형성, 핵응축과 같은 변화가 관찰되었고, 결합조직층에서는 근섬유다발의 분절이 부분적으로 관찰되었다. 노출 28주째 상피층의 부분적인 붕괴, 섬모의 변화 및 섬모세포에 존재하는 미세구조가 괴사되었다. 결합조직층에 존재하는 다수의 근형질막은 팽창되었으며, 막의 내부에는 근섬유들이 대부분 파괴되어 막 주변에 근섬유 잔여물들이 관찰되었다. 노출 36주째에는 섬모들은 모두 탈락되고, 핵 응축되고, 이형소체의 증가가 나타나는 퇴행성 상피세포가 나타났다. 외부상피층의 상피세포들이 괴상되어 핵이 파괴되고, 세포질 내에는 다수의 용해소체들이 가득 차 있었으며, 미세융모들은 대부분 소실되었다. 따라서 만성적인 TBTCl 노출은 대복의 외투막은 각장성장 및 생리적인 기능의 장애를 유발하는 것으로 생각된다.
자연하천에 서식하는 미꾸라지의 등, 체측, 후두부 피부조직에 대한 점액세포의 계절변화를 조사하였다. 2008년 3월부터 2009년 2월까지 계절변화에 대한 월별 조사에서 피부조직의 일반적인 형태변화는 없었으나, 상피조직 단위면적당 존재하는 점액세포의 크기와 개수는 겨울철에 가장 높게 나타났고, 여름철에 가장 낮게 나타나 계절변동에 따른 점액세포의 유의한 변화가 관찰되었다. 특히 후두부 부위는 점액세포의 계절변동 폭이 크고, 늦가을 환절기의 기온급감에 따른 점액세포의 급격한 변화를 보여 환경변화에 대한 반응이 가장 민감한 부위로 여겨진다. 또한 점액세포는 수온이 감소함에 따라 외부형태가 작은 구형에서 크고 긴 원주세포형으로 변화하였으며, 다량의 점액물질이 분비되었다. 본 연구를 통해 "저온"은 겨울철 미꾸라지 피부의 점액세포를 변화시키는데 밀접한 연관이 있는 중요한 환경요인으로 여겨진다.
경상남도 사천시의 백악기 육성퇴적층인 진주층에서는 다양한 종류(막대기형, 멍울형, 층형, 작은 기둥형)의 스트로마톨라이트(stromatolite)가 산출된다. 세계적 산출 경향과는 달리 막대기형 스트로마톨라이트가 대량으로 발견되었다. 이는 나뭇가지에 부착 서식하던 미세조류에 의하여 탄산염 광물이 침전하여 동심원 모앙의 엽층리를 형성하여 생성된 구조이다. EPMA를 이용하여 구성광물, 속성작용, 풍화과정의 진행을 확인했다 일반적인 스트로마톨라이트는 내지성 화석이지만 막대기형 스트로마톨라이트는 외지성 화석으로도 산출될 수 있다는 점에서 특이하다. 전형적인 스트로마톨라이트의 미세 엽층리는 막대기의 포위 부분에 있으며, 여기서 최소 두 종류의 사상체 남조세균(평균 $2.2{\mu}m$와 $7.8{\mu}m$ 녹조류(평균 $32.3{\mu}m$ 발견하였으며, 이 때 남조세균은 피막 건설자이고, 녹조류는 피막 보조자로 판단되었다. 일부 박테리아에서는 세포사를 발견할 수 있었다.
PVA론 이용한 solution-polymerization법에 의해 mullite싸 cordierite 및 mullite-cordierite 복합분말을 합성한 실험 결과를 바탕으펀, 소결조제로서 $TiO_2$를 액상 첨가한 후 mullite-cordierite 합성분말을 제조하고 그때의 소결특성을 조사하였다. 각 조성에 대해 $1300^{\circ}C$에서 하소한 후 planetary mill로 4시간 분쇄를 행하여 합성분말을 준비하였다. 이 합성분말을 사용하여 cordierite의 분해가 일어나지 않는 $1450^{\circ}C$로 소결을 행하였다. 그 결과, mullite $100\%$인 조성에서는 소결시간에 관계없이 원활한 소결이 이루어지지 않았으나, cordierite의 양이 증가함에 따라 상대밀도가 $98\%$ 이상으로 증가하며 소결성이 향상되어졌다 또한 소결시간이 증가함에 따라 mullite와 cordierite의 비율이 50 : 50인 조성의 경우, 16시간 소결하였을 때 복합체치 치밀화로 인해 190MPa의 강도값과 $3.07{\times}10^{-6}/^{\circ}C$의 열팽창계수값을 나타내었다. 하지만 그 이상의 조성에In-1는 cordierite로 인한 액상의 과다생성으로 인해 소결특성은 좋지 않았다. 소결조제로서의 $TiO_2$ 첨가 영향에 대한 조사에서도 $TiO_2$의 함량이 증가함에 따라 mullite의 주상으로의 성장자 cordierite의 액상 증가가 더 빠르게 일어남이 확인되었지만, 이 때문에 $5wt\%$에서는 오히려 특성값이 저하됨이 확인되었다.
Kim, Dae-Min;Han, Yoon-Soo;Kim, Seongwon;Oh, Yoon-Suk;Lim, Dae-Soon;Kim, Hyung-Tae;Lee, Sung-Min
한국세라믹학회지
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제52권6호
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pp.410-416
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2015
Recently, a new $Y_2O_3$ coating deposited using the EB-PVD method has been developed for erosion resistant applications in fluorocarbon plasma environments. In this study, surface crack formation in the $Y_2O_3$ coating has been analyzed in terms of residual stress and elastic modulus. The coating, deposited on silicon substrate at temperatures higher than $600^{\circ}C$, showed itself to be sound, without surface cracks. When the residual stress of the coating was measured using the Stoney formula, it was found to be considerably lower than the value calculated using the elastic modulus and thermal expansion coefficient of bulk $Y_2O_3$. In addition, amorphous $SiO_2$ and crystalline $Al_2O_3$ coatings were similarly prepared and their residual stresses were compared to the calculated values. From nano-indentation measurement, the elastic modulus of the $Y_2O_3$ coating in the direction parallel to the coating surface was found to be lower than that in the normal direction. The lower modulus in the parallel direction was confirmed independently using the load-deflection curves of a micro-cantilever made of $Y_2O_3$ coating and from the average residual stress-temperature curve of the coated sample. The elastic modulus in these experiments was around 33 ~ 35 GPa, which is much lower than that of a sintered bulk sample. Thus, this low elastic modulus, which may come from the columnar feather-like structure of the coating, contributed to decreasing the average residual tensile stress. Finally, in terms of toughness and thermal cycling stability, the implications of the lowered elastic modulus are discussed.
Cp-Ti and Ti-6Al-4V alloys commonly used dental implant materials, particularly for orthopaedic and osteosynthesis because of its suitable mechanical properties and excellent biocompatibility. This alloys have excellent corrosion behavior in the clinical environment. The first factor to decide the success of dental implantation is sufficient osseointegration and high corrosion resistance between on implant fixture and its surrounding bone tissue. In this study, in order to increase corrosion resistance and biocompatibility of Cp-Ti and Ti-6Al-4V alloy that surface of manufactured alloy was coated with TiN by RF-magnetron sputtering method. The electrochemical behavior of TiN coated Cp-Ti and Ti-6Al-4V alloy were investigated using potentiodynamic (EG&G Co, PARSTAT 2273. USA) and potentiostatic test (250mV) in 0.9% NaCl solution at 36.5 $\pm$ 1$^{\circ}C$. These results are as follows : 1. From the microstructure analysis, Cp-Ti showed the acicular structure of $\alpha$-phase and Ti-6Al-4V showed the micro-acicular structure of ${\alpha}+{\beta}$ phase. 2. From the potentiodynamic test, Ecorr value of Cp-Ti and Ti-6Al-4V alloys showed -702.48mV and -319.87mV, respectively. Ti-6Al-4V alloy value was higher than Cp-Ti alloy. 3. From the analysis of TiN and coated layer, TIN coated surface showed columnar structure with 800 nm thickness. 4. The corrosion resistance of TiN coated Cp-Ti and Ti-6Al-4V alloys were higher than those of the non-coated Ti alloys in 0.9% NaCl solution from potentiodynamic test, indicating better protective effect. 5. The passivation current density of TiN coated Cp-Ti and Ti-6Al-4V alloys were smaller than that of the noncoated implant fixture in 0.9% NaCl solution, indicating the good protective effect resulting from more compact and homogeneous layer formation.
펄스 전기증착법에 의해 단결정 Fe 박막을 n-Si(111) 기판위에 직접 성장시켰다. CV 분석 을 통해 $Fe^{2+}n-Si(111)$ 계면은 쇼트키 장벽 형성에 따른 다이오드 특성을 가진다는 사실을 알 수 있었다. 또한 인가 전압에 따른 전기용량의 변화를 보여주는 Mott-Schottky chottky(MS) 관계식을 이용하여 전해질 내에서 n-Si(111) 기판의 flat-band potential(EFB)을 조사하였으며, 0.1M $FeCl_2$ 전해질 내에서 EFB와 산화-환원 전위는 각각 -0.526V 과 -0.316V 임을 알 수 있었다. Fe/n-Si(111) 계면반응 시, Fe 증착 초기 단계에서의 핵 형성과 성장 운동학은 과도전류 특성을 이용하여 조사하였으며, 과도전류 특성을 통해 Fe 박막의 성장모드는 "instantaneous nucleation and 3-dimensional diffusion limited growth"임을 알 수 있었다. 주파수가 300Hz, 최대 전압이 1.4V인 펄스 전압을 이용하여 n-Si(111) 기판위에 Fe를 직접 전기 증착 시켰으며, 형 성 된 Fe 박막은 단결정 ${\alpha}-Fe$로 Si 기판위에 ${\alpha}-Fe(110)/Si(111)$의 격자 정합성을 가지고 성장하였음을 XRD 분석을 통해 확인하였다.
Barium zirconate는 화학적 안정성이 우수하고 고온에서의 프로톤 전도성이 뛰어나지만, 프로톤 전도도에 비해 전자전도도가 현저히 떨어진다. 따라서 본 연구에서는 높은 수소 분리 특성을 위해 다공성 지지체 상에 Pd-Barium zirconate를 얇고 치밀한 박막으로 제조하고자 하였고, dual sputtering법을 이용하여 성공적으로 증착하였다. X-선 회절 분석을 통해 증착된 $BaZr_{0.85}Y_{0.15}O_{3-{\delta}}$ 박막은 300 이상에서부터 $BaZrO_3$(Pm-3m) 결정상으로 결정화됨을 확인할 수 있었으며 표면과 단면에 대한 구조적 형상은 SEM과 TEM을 통해 관찰하였다. 관찰 결과 증착된 분리막은 치밀하였고 부채꼴의 주상으로 결정이 성장함을 확인할 수 있었다.
지구온난화에 따른 연안의 해수면 상승은 해안에 가해지는 파랑에너지의 상승을 유발한다. 이러한 해수면의 상승은 상대적으로 수심이 깊어지는 효과를 초래하고 이는 과거 발생하지 않았던 해안지역의 침식 및 해빈에서의 모래를 유실시킨다. 일반적으로 연안침식에 대응하는 방법은 호안을 쌓아 보호하게 되는 경성공법으로 외력의 변화에 따라 현장여건에 맞는 호안의 경사, 단면형상 및 재료를 선택하게 된다. 하지만 현상에 대한 불충분한 이해에 근거한 공법 적용으로 다양한 피해가 발생하고 있으며, 이는 신뢰도 향상을 위한 기술개발 및 융합기술 도입의 필요성을 보여준다. 본 연구에서는 파랑저감에 효과적인 다공성 구조물 바이오코스트(Biocoast)를 활용하여 해안침식피해억제를 위한 친환경 투수 바이오폴리머 콘크리트 블록을 개발하였다. 자연에서 내구성이 강하고 안정된 구조인 벌집, 주상절리, 클로버에서 정육각형 모양과 삼각형의 복합체로 디자인을 도출하였으며, 월파방지와 처오름 현상 감소를 위해 바이오코스트로 요철(凹凸)을 적용하도록 디자인에 변화를 가하였다. 한국 동해안의 해수욕장의 자연조건을 반영하여 디자인 한 블록의 중량과 크기를 계산하여 실형을 제작하고 이를 현장에의 설치를 앞두고 있다. 특히, 자연해변 및 호안시설에 대해 자연 및 인위적 외력에 의한 침식과 세굴로부터 연안을 보호하고, 블록의 단위화를 통해 품질관리 및 공정관리의 효율성을 향상시킬 수 있을 것으로 사료되며 하천, 호수의 호안과 자연산책로에 확장 적용하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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