• 한국주조공학회지
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• 제31권4호
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• pp.191-197
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• 2011

Transparent organic materials have been frequently used as an analog of the solidifying metallic materials, because their transparency permits an in-situ observation of the microstructural development during solidification through optical microscopy. Pivalic acid (PVA)-ethanol system showing an anisotropic property in solid-liquid interfacial energy and interface kinetics was adopted in the present experiment, and the detailed experiments performed are as follows: (1) variation of dendrite tip temperature with growth velocity, (2) correlation between primary dendrite arm spacing (${\lambda}_1$) and the growth orientation away from the heat flow direction (tilt angle: ${\theta}$), (3) variation of dendrite tip radius (R) with growth velocity (V), (4) dendrite tip stability parameter (${\sigma}^*$) and its dependence on the concentration. Concerning the correlation between the dendrite tip temperature and growth velocity the present result is well suited to Hunt-Lu equation. As the tilt angle increases, the average primary dendrite spacing tends to increase.

• Elastomers and Composites
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• 제54권4호
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• pp.335-344
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• 2019

In this work, styrene butadiene rubber (SBR) and styrene butadiene styrene (SBS) were used to modify asphalt, resulting in SBR- and SBS-modified asphalt, respectively. The two modified asphalts were emulsified with a nonionic emulsifier (Span 60) and cationic emulsifiers (ID, DDA) and their phase stabilization was investigated via particle size, Zeta potential, and flow behavior analysis. With increasing amount of the mixed emulsifier, the particle size decreased, leading to an increase in viscosity. The shear thinning behaviors and Zeta potential values ranging from 35-65 mV were determined and remained considerably stable. In addition, the adhesion strength and compression strength of the SBR-and SBS-modified asphalt emulsion were evaluated via surface free energy examination. The remarkable adhesion and compression strengths were estimated when 5 phr ID and 6 phr DDA were added to the emulsified asphalt modified with SBR and SBS. Therefore ID and DDA, the two cationic surfactants, played significant roles in improving the dispersion and interfacial adhesion strength, resulting in the improved adhesion and compression strength of the emulsified asphalts modified with SBR and SBS.

• Computers and Concrete
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• 제15권4호
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• pp.485-501
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• 2015

Cooling by the flow of water through an embedded cooling pipe has become a common and effective artificial thermal control measure for massive concrete structures. However, an extreme thermal gradient induces significant thermal stress, resulting in thermal cracking. Using a mesoscopic finite-element (FE) mesh, three-phase composites of concrete namely aggregate, mortar matrix and interfacial transition zone (ITZ) are modeled. An equivalent probabilistic model is presented for failure study of concrete by assuming that the material properties conform to the Weibull distribution law. Meanwhile, the correlation coefficient introduced by the statistical method is incorporated into the Weibull distribution formula. Subsequently, a series of numerical analyses are used for investigating the influence of the correlation coefficient on tensile strength and the failure process of concrete based on the equivalent probabilistic model. Finally, as an engineering application, damage and failure behavior of concrete cracks induced by a water-cooling pipe are analyzed in-depth by the presented model. Results show that the random distribution of concrete mechanical parameters and the temperature gradient near water-cooling pipe have a significant influence on the pattern and failure progress of temperature-induced micro-cracking in concrete.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.140.2-140.2
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• 2013

Strong metal-support interaction effect is an important issue in determining the catalytic activity for heterogeneous catalysis. In this work, we report the catalytic activity of $Au/TiO_2$, $Au/Al_2O_3$, and $Au/Al_2O_3-CeO_2$ nanocatalysts under CO oxidation fabricated by arc plasma deposition (APD), which is a facile dry process with no organic materials involved. These catalytic materials were characterized by transmission electron microscopy (TEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and $N_2$-physisorption. Catalytic activity of the materials has measured by CO oxidation using oxygen, as a model reaction, in a micro-flow reactor at atmospheric pressure. Using APD, the catalyst nanoparticles were well dispersed on metal oxide powder with an average particle size (3~10 nm). As for catalytic reactivity, the result shows $Au/Al_2O_3-CeO_2$ nanocatalyst has the highest catalytic activity among three samples in CO oxidation, and $Au/TiO_2$, and $Au/Al_2O_3$ in sequence. We discuss the effects of structure and metal-oxide interactions of the catalysts on catalytic activity.

• Elastomers and Composites
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• 제55권4호
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• pp.321-328
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• 2020

Zinc nitrate hexahydrate (Zn(NO3)2·6H2O) and sodium hydroxide (NaOH) were dissolved in distilled water and stirred for 30 min. The resulting solution was sonicated by an ultrasonic wave for 45 min. This solution was washed with distilled water and ethanol after centrifugation; next, it was placed in an electric furnace at 200℃ for 1 h under the flow of Ar gas to obtain zinc oxide nanoparticle. A zinc oxide nanoparticle-(C60) fullerene nanowhisker composite was synthesized using the zinc oxide nanoparticle solution, C60-saturated toluene, and isopropyl alcohol via the liquid-liquid interfacial precipitation method. The zinc oxide nanoparticle and zinc oxide nanoparticle-(C60) fullerene nanowhisker composite were characterized using X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and Raman spectroscopy, and they were used for the catalytic degradation of methyl orange (MO) under ultraviolet (at 254 and 365 nm) and ultrasonic irradiation. In addition, the catalytic degradation of MO over the zinc oxide nanoparticle and zinc oxide nanoparticle-(C60) fullerene nanowhisker composite was evaluated using ultraviolet-visible spectroscopy.

• 대한화장품학회지
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• 제30권2호
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• pp.147-151
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• 2004

본 연구는 다양한 종류의 에멀젼에 전단응력을 가하며 그때 일어나는 에멀젼의 상 변이를 전기, 유변학적 특징을 통해 실시간으로 측정해 보는 것이다. 전기 전도도의 변화는 자체 제작한 JELLI$^{TM}$(Joint Electro-rheometer for Liquid-Liquid Inversion) 칩을 이용하였으며, 동시에 유변물성측정장치(rheometer)를 이용하여 유변물성의 변화를 측정하였다 JELLI$^{TM}$ 칩과 인조 피부를 유변물성측정장치 사이에 장착하고 그 사이에 다양한 종류의 에멀젼을 얇게 발라준 후, 일정한 전단응력을 주며 시간에 따른 저항과 점도 값의 변화를 측정하였다. O/W 제형의 경우 시간에 따라 저항 값이 커지는 경향을 보였으며 저항 값은 내부 상이 많을수록 더 급격한 변화를 나타냈다. 이때의 점도 변화를 보면, 저항 값의 변화가 클수록 점도의 변화도 큼을 볼 수 있었다. 이것은 내부 상의 파괴로 인해 외부의 힘에 저항하는 힘이 약해졌기 때문이라고 예상된다. 이런 결과를 이용하여 전단응력에 의한 에멀젼 상 변이 특성과 정도를 실시간, 정량적 비교할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권5호
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• pp.632-637
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• 2014

본 논문은 가교제의 물질전달을 통한 실시간 생체고분자의 젤화 과정으로 단분산성을 갖는 구형의 알지네이트 하이드로젤을 미세유체 채널 내에서 제조하는 방법에 관한 연구이다. 먼저 미세유체 채널 내에서 단분산성 알지네이트 액적들을 형성하고 연속상에 분산된 염화칼슘 분자들의 물질전달 과정을 통해 실시간 젤화과정이 이루어지게 하여 알지네이트 하이드로젤 입자를 제조하였다. 이때, 미세유체 채널에서 형성되는 액적의 크기는 손쉽게 케필러리 수(capillary number)와 분산상의 유속 조절을 통하여 제어할 수 있다. 본 방법은 미세유체 채널 내에서 안정적인 액적을 형성할 수 있고 칼슘 가교제로 제조된 알지네이트 하이드로젤 입자들은 균일한 크기 분포를 가지며(C.V=2.71%) 유속, 점도, 및 계면장력의 조절을 통하여 $30{\mu}m$에서 $60{\mu}m$까지의 다양한 크기의 알지네이트 하이드로젤 입자를 제조할 수 있다. 본 논문에서 제시한 간단한 미세유체 접근방법을 통해 제조되는 단분산성을 갖는 알지네이트 하이드로젤 입자는 생체물질들을 손쉽게 함입(encapsulation)할 수 있으며 이는 식품, 화장품, 잉크 및 약물 등의 전달체로 활용이 가능하고 생체적합성이 뛰어나 세포이식 분야에도 활용될 가능성이 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권8호
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• pp.549-553
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• 2014

이상 강우 시 하수유입량과 슬러지 계면높이의 변화가 처리효율에 미치는 영향을 실제 처리장에 적용해서 실험한 결과, 유입량이 증가하고, 계면높이가 높아질수록 공공처리장 방류수 수질기준 항목인 $BOD_5$, $COD_{Mn}$, SS, T-N, T-P 처리효율이 감소하였다. 그중 SS는 강우 시 농도변화가 가장 심한 항목으로 0.5배(0.5 Q) 유입 시 슬러지 계면높이 0.5 m에서 74.2%, 1.0 m에서 76.4%, 1.5 m 70.2%, 2.0 m에서 60.7%로 계면높이를 1.0 m로 유지했을 때 처리효율이 가장 높았고, 1.0 Q 유입 시 0.5 m 71.7%, 1.0 m 71.9%, 1.5 m 46.4%, 2.0 m -38.0%로 나타났으며, 2.0 Q~2.0 m 이상과 3.0 Q~1.0 m 이상에서는 sludge rising 현상이 유발되어 공공수역에 악영향을 끼칠 수 있음을 알 수 있었다. 또한 계면높이를 0.5 m로 유지한다 할지라도 유입량이 증가하면 처리효율은 74.2%에서 17.3%로 감소하므로 강우 시 유입량 조절이 가장 중요하고, 계면높이를 1.0 m 이하로 유지하여 운영하여야 공공수역의 수질에 미치는 영향을 최소화 할 수 있다.

• 한국재료학회지
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• 제20권4호
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• pp.187-193
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• 2010

Chromium nitride (CrN) samples with two different layer structures (multilayer and single layer) were coated on bipolar plates of polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFC) using the reactive sputtering method. The effects with respect to layer structure on corrosion resistance and overall cell performance were investigated. A continuous and thin chromium nitride layer ($Cr_{0.48}\;N_{0.52}$) was formed on the surface of the SUS 316L when the nitrogen flow rate was 10 sccm. The electrochemical stability of the coated layers was examined using the potentiodynamic and potentiostatic methods in the simulated corrosive circumstances of the PEMFC under $80^{\circ}C$. Interfacial contact resistance (ICR) between the CrN coated sample and the gas diffusion layer was measured by using Wang's method. A single cell performance test was also conducted. The test results showed that CrN coated SUS316L with multilayer structure had excellent corrosion resistance compared to single layer structures and single cell performance results with $25\;cm^2$ in effective area also showed the same tendency. The difference of the electrochemical properties between the single and multilayer samples was attributed to the Cr interlayer layer, which improved the corrosion resistance. Because the coating layer was damaged by pinholes, the Cr layer prevented the penetration of corrosive media into the substrate. Therefore, the CrN with a multilayer structure is an effective coating method to increase the corrosion resistance and to decrease the ICR for metallic bipolar plates in PEMFC.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.187-195
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• 2005

지하수위 하에서 터널을 굴착하게 되면, 지하수 흐름은 터널내로 발생하면서 터널 단면에 침투력이 작용하게 된다. 본 연구에서는 지하수 흐름을 고려한 숏크리트 라이닝 거동을 지반 및 숏크리트 라이닝 상호간의 투수계수의 비율에 따라 검토하였다. 숏크리트 응력 및 변위 관계는 3차원 유한요소 연계해석을 수행하여 산정하였다. 지하수 흐름 자체는 아칭효과가 발휘되지 않기 때문에, 터널의 응력이 평형상태에 도달한 후에도 침투력은 계속적으로 숏크리트 라이닝에 작용하여 심각한 영향을 준다. 지반 및 숏크리트 라이닝 상호간의 인터페이스 특성 및 터널의 단변형상 그리고 라이닝의 두께를 포함한 숏크리트 거동의 영향 인자에 대해 매개변수분석을 실시하였다. 또한 NATM 터널에서의 침투력을 고려한 내공변위 제어법을 제안하였다. 해석결과를 보면, 숏크리트의 투수성이 낮아질수록 잔류수압에 따른 유효응력의 감소로 인해 내공변위는 감소하고 내압은 커지는 것을 알 수 있었다. 띠라서 차수성이 강한 강섬유보강 숏크리트가 해저/하저 터널의 지보재로서 더욱 유리하다는 결론을 얻었다.