• 설비공학논문집
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• 제17권8호
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• pp.695-703
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• 2005

The objective of this study is to determine the effective thermal conductivity and thermal resistance values in test boreholes with three different fill materials. To evaluate these heat transfer properties, in-situ tests on four vertical boreholes were conducted by adding a monitored amount of heat to water over various test lengths. Two parameter estimation models, line-source and numerical one-dimensional models, for evaluation of thermal response test data were compared when applied on the same four data sets. Results show that the average thermal conductivity deviation between measured data and these two models is in the range of $3.03\%$ to $4.45\%$. The effect of increasing grout thermal conductivity from 1.34 to 1.82 $W/m^{\circ}C$ resulted in overall increases in effective formation thermal conductivity by $11.1\%$ to $51.9\%$ and reductions in borehole thermal resistance by $11.6\%$ to $26.1\%$.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.2544-2549
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• 2013

고성능 고분자/클레이 나노 복합재료의 제조 과정에는 친수성을 보이는 클레이 원료 물질인 $Na^+$-MMT (sodium monmorilonite)를 친유성을 갖도록 유기화된 계면활성제로처리하여 개질하는 과정이 필수적이다. 이를 위하여 이 연구에서는 VDAC (vinylbenzyldimethyl-dodecylammonium chloride)를 간단한 화합물로부터 합성하였고 이를 이용하여 양이온 교환반응에 의하여 $Na^+$-MMT를 개질한 후 $VDA^+$-MMT를 제조하였다. 이를 스티렌과 혼합하여 in-situ 중합에 의하여 나노복합재료를 제조하였고 클레이의 분산성 및 차단특성을 연구하였다. 연구 결과 PS/$VDA^+$-MMT 나노 복합재료의 경우 클레이의 분산이 $Na^+$-MMT와 비교할 때 현저히 증가함을 확인하였고 이로 인해 유기 용매에 대한 차단 특성이 매우 우수함을 확인하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.62-62
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• 2003

금속-실리콘간 화합물인 실리사이드 중에서, 코발트다이실리사이드(CoSi$_2$)는 비저항이 낮고 선폭이 좁아짐에 따라 면저항이 급격히 증가하는 선폭의존성이 없으며 화학적으로 안정한 재료로 현재 널리 이용되고 있는 재료이다. 또한, 실리콘 (100) 기판과 에피택셜하게 성장한 CoSi$_2$는 우수한 열안정성 과 낮은 juction leakage의 특성을 가지며, shallow junction 형성을 가능하게 하는 많은 장점을 가지고 있어 각광받고 있다. 그러나 순수한 Co의 증착 후속 열처리에 의해 형성된 CoSi$_2$는 (110), (111), (221)등의 다양한 결정방위를 가지게 되어 에피택셜 하게 형성되기 어렵다. 현재까지 Ti, Ta, Zr과 화학 산화막 등의 확산 방지막을 이용하여 에피 택셜하게 성장시키는 많은 방법들이 연구되어 왔으며, 최근에는 본 연구실에서 반응성화학기상증착법으로 Co-C 박막을 증착하여 in-Situ로 에피택셜 CoSi$_2$를 형성하는 새로운 방법을 보고하였다. 본 연구는 반응성 스퍼터링에 의해 증착된 Co-N 박박으로부터 후속 열처리를 통하여 에피택셜 CoSi$_2$를 성장시키는 새로운 방법을 제시하고자 한다. Co-N 박박은 Ar과 $N_2$의 혼합가스 분위기 속에서 Co를 스퍼터링하여 증착하였다. 증착시 혼합가스 내의 $N_2$함량의 변화에 따라 다양한 Co-N 박막이 형성됨을 확인하였다. 후속열처리시 Co-N 박막의 산화를 방지하기 위하여 Ti층을 마그네트론 스퍼터링으로 증착하였으며, Ar 분위기에서 온도에 따른 ex-situ RTA 열처리를 통하여 에피택셜 CoSi$_2$를 성장시킬 수 있었다. 이러한 에피택셜 CoSi$_2$는 특정 한 Ar/$N_2$ 비율 내에서 성장이 가능하였으며, 약 $600^{\circ}C$이상의 열처리 온도에서 관찰되었다.

• 폴리머
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• 제28권2호
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• pp.177-184
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• 2004

고분자-점토 나노복합재는 적은 양의 점토 함유만으로도 물리적, 기계적 특성 등의 물성 증대 효과를 기대할 수 있다 고분자-점토 나노복합재의 일반적인 제조방법으로는 층간 삽입법과 직접 중합법으로 나눌 수 있다. 본 연구에서는 디알릴테레프탈레이트와 1,3-부탄디올을 단량체조 하여 알릴 에스터 예비 중합체를 합성하고, 점토를 이용하여 층간 삽입법과 직접 중합법으로 나노복합재를 제조하여 점토의 함량, 경화조건, 점토의 혼합 방법에 따른 특성을 분석하였다. 실리케이트 층간 거리는, 30B-점토를 이용하여 직접 중합법으로 제조하였을 때, 40$\AA$ 이상으로 가장 넓게 나타났다. 이는 유기화제의 작용기 (-OH)와 단량체가 실리케이트의 층 사이에서 에스터 교환 반응을 일으켜, 층간 거리가 증가하였기 때문이다. 또한 기계적 특성과 열적 특성 확인으로 점토의 분산 정도가 복합재의 물성 향상의 중요한 인자임을 확인할 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제21권4호
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• pp.327-338
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• 2015

해수 중 광학적 특성 때문에 유색 용존유기물은 위성자료에 기반한 해양의 엽록소와 일차생산력의 정확한 측정에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 연구에서는 2009과 2011년 여름철을 대상으로 서로 특이하게 다른 결과를 보고하고자 하였다. 이 두 시기의 여름철 차이는 것은 용존유기물에 영향을 주는 주요 공급원이 다른 것으로 나타났다. 그리고 현장 측정치와 위성자료로 부터 얻어진 엽록소 농도를 비교하여 위성자료로부터 구한 엽록소 농도 측정에 대한 용존유기물의 영향을 보았다. 그 결과, 2009년 MODIS를 이용한 엽록소 농도와 현장 측정된 엽록소 a 농도는 서로 유사하였으나, 2011년과 같이 유색용존유기물의 농도가 높았던 시기에는 이 두 농도 간에 유의한 차이가 나타났다. 2011년 여름 MODIS 자료와 비교하였을 때, GOCI 자료는 엽록소와 유색용존유기물 모두 현장 측정치 자료와 잘 일치하였다. 수직 혼합에 의해 공급된 표층 해수 중 높은 유색용존유기물의 존재는 위성자료에 의한 엽록소 농도의 과대평가에 영향을 주는 것으로 보인다.

• 유기물자원화
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• 제12권2호
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• pp.82-90
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• 2004

본 연구에서는 PAHs 중에서 흔히 높은 농도로 발견되고 있는 나프탈렌 오염토양에 대하여 지중토양세정으로 세정한 후 세정된 용액을 고분자 응집제로 처리하였다. 오염물질로는 2-methylnaphtalene과 1,5-dimethylnaphtalene을 사용하였다. 세정용액으로는 POE12와 SDS를 1 : 1 (부피비)로 혼합한 계면활성제를 사용하였다. 혼합계면활성제의 주입횟수를 5 pore volume까지 증가시켰을 때 2-methylnaphtalene의 세정효율은 지수적으로 1,5-dimethylnaphtalene의 제거율은 다소 선형적으로 증가하여 각각 약 80%와 60%가 세정되었다. 13 pore volume으로 세정한 후 2-methylnaphtalene과 1,5-dimethylnaphtalene의 세정효율은 각각 약 90%와 82%로 2-methylnaphtalene이 1,5-dimethylnaphtalene 보다 다소 높았으나, 물에 의하여 세정된 부분을 보정하면 약 42%와 71%로 상대적으로 소수성인 1,5-dimethylnaphtalene의 세정효율이 더 높았다. 약 10,000 mg/kg(건조토양)의 디젤 TPH는 5 pore volume의 주입에서 약 40%의 세정효율만을 나타내었으며, 추가적으로 13 pore volume까지 첨가하였을 때 약 70%의 세정효율을 보였다. 그러나 디젤내 나프탈렌 성분은 세정용액을 4 pore volume 까지 주입하였을 때까지 세정효율이 급격히 증가하였으며, 5 pore volume을 가하였을 때 90%가 세정되어 디젤 TPH의 40%보다 두 배 이상 높은 세정효율을 나타내었다. 2-Methylnaphthalene과 1,5-dimethylnaphthalene 오염토양 용출세정액은 6가지 고분자 응집제로 처리한 결과 응집제 모두 50% 부근의 비슷한 제거율을 나타내었다.

• 공업화학
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• 제30권1호
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• pp.74-80
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• 2019

저가습 작동을 위한 수소 이온 교환막 연료전지용 $Nafion/TiO_2$ 복합막을 졸-겔 법을 이용하여 제조하였다. 이때 Nafion막에 $TiO_2$ 나노 입자를 함침시키기 위하여 $TiO_2$ 전구체 용액에 1일부터 7일까지 함침 시간을 달리하여 복합막을 제조하였다. 담금 시간이 증가할수록 Nafion막 내에 함침되는 $TiO_2$ 함량이 증가하였다. $TiO_2$ 함량이 증가함에 따라 막의 표면의 친수성이 증가하면서 접촉각은 감소하는 것을 보여주었다. 물 흡수력(water uptake)과 복합막을 통한 수소 이온 전도도는 담금 시간이 4일인 경우 가장 높게 나타났고 4일 이상인 경우에는 오히려 감소하는 경향을 보여주었다. 담금 시간이 7일인 경우에는 큰 $TiO_2$ 입자들이 막의 표면과 내부에 생성되어 애노드에서 캐소드로의 수소 이온 전도를 방해하게 되는 결과를 초래하였다. 전지 성능 시험 결과 물 흡수력 및 수소 이온 전도도의 결과와 상당히 일치하는 것을 보여주었다. 즉, 0.6 V에서 담금 시간이 1일, 3일, 4일 및 7일인 경우 전류 밀도가 상대 습도(relative humidity, RH) 40%에서 각각 0.54, 0.6, $0.63A/cm^2$ 및 $0.49A/cm^2$를 나타내었다. Nafion 분산액과 $TiO_2$ 입자를 혼합하여 제작한 막과 Nafion 115를 이용하여 RH 40%에서 수행한 전지 성능 결과와 비교할 때 졸-겔 법을 이용하여 제조한 복합막의 경우 약 66%의 전지 성능 향상을 얻을 수 있었다.

• 공업화학
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• 제34권3호
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• pp.213-220
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• 2023

혼합기질막(mixed-matrix membrane, MMM)은 고성능 충전제가 고분자 기질에 분산된 구조로, 지난 30년간 이를 이용한 기체분리 연구가 집중적으로 수행되었다. 일반적으로 MMM은 고분자 막보다 우수한 기체 분리 성능을 가지고 있으며, 다결정 막에 비해 좋은 확장성을 보인다. 그러나 이러한 잠재성에도 불구하고, MMM의 상용화는 여러 가지 어려운 문제들로 인해 지연되고 있다. MMM의 주요 문제 중 하나는 충전제와 고분자 사이의 부적절한 계면 상호작용으로 결함(즉, 개면 공극 등)이 형성될 수 있다는 것이다. 따라서 많은 MMM 연구에서 이러한 계면의 문제를 해결하기 위한 전략이 제시되었다. 하지만 계면상의 상호작용으로 MMM이 가진 문제점들을 해결하려는 과학적 접근에 비해 손쉽고 효과적으로 대면적의 MMM을 제조하기 위한 공학적 접근은 상대적으로 간과되어 왔다. 본 총설에서는 MMM의 대면적화를 위한 공학적인 접근 중 하나인 고분자 변형을 통해 가능해진 금속-유기 골격체(metal-organic framework, MOF)의 원위치 형성을 이용한 MMM 제막 방법을 소개하고자 한다. 이 새로운 제막법은 현재 MMM이 직면하고 있는 문제들을 공학적인 접근으로 효과적으로 해결하여 MMM의 상용화를 촉진시킬 수 있다.

• 한국진공학회지
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• 제15권6호
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• pp.563-575
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• 2006

Ti(C,N) 박막을 온도범위 $200-300^{\circ}C$에서 tetrakis diethylamido titanium유기금속 화합물을 전구체로 이용하여 pulsed DC 플라즈마 보조 유기금속 화학기상 증착법 (PEMOCVD)으로 합성하였다. 본 연구에서는 플라즈마 특성을 서로 비교하기 위하여 수소$(N_2)$와 헬륨/수소$(He/H_2)$ 혼합기체를 각각 운반기체로 사용하였으며 전구체 이외에 질소$(N_2)$와 암모니아$(NH_3)$ 기체를 반응기체로 사용하여 서로 다른 플라즈마 화학조건에서 얻어지는 박막내의 탄소함유량(C Content)의 변화를 비교하여 탄소가 가장 적게 함유된 저온 코팅막 합성공정을 찾으려고 하였다. 이를 위하여 증착시 서로 다른 pulsed bias 전압과 기체종류 하에서 여기된 플라즈마 상태의 라디칼종들과 이온화 경향을 in-situ optical emission spectroscopy(OES)법으로 플라즈마 진단분석을 실시하였다. 그 결과 $(He/H_2)$ 혼합기체를 $N_2$와 함께 사용할 경우 라디칼 종들의 이온화를 매우 효과적으로 향상시킴을 관찰하였다. 아울러 $NH_3$ 기체를 $H_2$ 또는 $He/H_2$ 혼합기체와 같이 사용할 경우는 CN 라디칼의 생성을 억제하여 결과적으로 Ti(C, N) 박막내의 탄소함량을 크게 낮춤을 알 수 있었고, CN 라디칼의 농도가 탄소 함유량과 많은 관련이 있음을 알았다. 이 결과는 바로 박막의 미세경도와도 연관이 되며, bias전압과 기체종류에 크게 의존하여 Ti(C, N) 박막의 미세경도가 1250 - 1760 Hk0.01 사이에서 나타났고, 최대치$(1760\;Hk_{0.01})$는 600 V bias 전압과 $H_2$와 $N_2$ 기체를 사용한 경우에 얻어졌다. HF(C, N) 박막 역시 tetrakis diethylamido hafnium 전구체와 $N_2/He-H_2$ 혼합기체를 이용하여 pulsed DC PEMOCVD 법으로 기판온도 $300^{\circ}C$ 이하, 공정압력 1 Torr, 그리고 bias전압과 기체 혼합비를 변화시키면서 증착하였다. 증착시 in-situ OES 분석결과 플라즈마 내의 질소종의 함유량 변화에 따라 증착속도가 크게 변화됨을 알 수 있었고, 많은 질소기체를 인입하면 질소종이 많아지지만 증착률은 급격히 감소하였고 박막내 탄소의 함량이 커지면서 막질이 비정질로 바뀌고 미세경도 또한 감소함을 알 수 있었다. 이는 in-situ 플라즈마 진단분석이 전체 PEMOCVD 공정에 있어서 대단히 중요하고, Ti(C,N)과 Hf(C,N) 코팅막의 탄소함량과 미세경도는 플라즈마내의 CH과 CN radical종의 세기에 크게 의존함을 의미한다. 그리고 Hf(C,N) 박막의 경우도 Ti(C,N) 박막의 경우와 유사하게 최대 미세경도값$(2460\;Hk_{0.025})$이 -600 V bias 전압과 10% 질소기체 혼합비를 사용한 경우에 얻어졌고, 이는 박막이 주로(111) 방향으로 성장됨에 기인한 것으로 사료된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제33권6호
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• pp.226-233
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• 2023

본 연구에서는 콘크리트 2차제품 제조시 기체상의 이산화탄소를 주입하는 In-situ 탄산화 기술의 적용 가능성 분석을 위해 이산화탄소 주입량에 따른 콘크리트 인터로킹 블록의 기초물성 및 미세구조 분석을 실시하였다. 안정적인 이산화탄소 주입을 위해 CO₂ 가스 주입용 콘크리트 혼합 설비를 구축하였으며, 이산화탄소 주입량을 시멘트량 대비 0, 0.1, 0.3, 0.5, 0.7 wt.%로 제어하였다. 기초물성 시험 결과, 이산화탄소 주입량이 0.3 %까지 증가할수록 기존 배합 대비 높은 강도 거동을 보였으며, 주입량 0.5 % 이후에는 기존 배합보다 낮은 강도를 보였으나 콘크리트 2차제품의 강도 기준(보차도용 콘크리트 인터로킹 블록)을 만족하는 것으로 나타났다. 이는 콘크리트 인터로킹 블록 제조시 이산화탄소 주입에 따른 CaCO₃ 결정 및 C-S-H 등의 수화물 생성이 촉진된 것으로 판단되었다. 따라서 배합중 이산화탄소를 주입하는 탄산화기술을 다양한 콘크리트 2차제품 제조 공정에 적용할 수 있는 가능성을 확인하였다.