• Journal of Welding and Joining
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• 제31권4호
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• pp.54-61
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• 2013

This paper reports mild steel(SPHC) and stainless steel(STS304) sheets commonly used for railroad cars or commercial vehicles such as in the automobile and shipbuilding industries. The sheets are used in these applications, which are mainly fabricated using the shielded metal arc welding(SMAW) of dissimilar materials. It also reports an interesting application of Laser Induced Breakdown Spectroscopy(LIBS) in order to determine the elemental composition diffusion of SPHC and STS304. Arc blow produced by magnetic force during the electric arc welding prevents the formation from a sound weldment. In particular, the mechanical properties of the joint are influenced by not only by geometrical and mechanical factors but also the welding conditions for the arc welded joint. Therefore, the mechanical properties and performance are evaluated by performing a physicochemical component analysis. And they increase in accordance with content of elements and microstructure in mild steel. As results, appropriate range for magnetic fields could be achieved. Therefore, the effect of magnetic force in a butt weld of mild steel plates was investigated by comparing to the measured data.

• 한국건축시공학회지
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• 제21권6호
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• pp.583-591
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• 2021

본 연구에서는 모르타르 내 침투염화물 분석에서의 LIBS 적용성과 재현성 검토를 수행하였다. 염화물 농도별 촉진 및 침지된 모르타르를 대상으로 표준분석(IC, 전위차 적정법)과 LIBS 분석을 동시에 진행하였다. 표준분석 결과, 염화물 농도와 함량이 침투깊이 별로 뚜렷하게 나타났다. 침투농도별 동일깊이의 분말시료를 대상으로 용출액을 만들고 LIBS 분석을 한 결과, Cl는 837.59nm 파장에서 깊이, 농도에 따라 신호강도가 확인되었고, LIBS 신호 강도와 Cl농도 사이의 높은 상관관계를 확인할 수 있었다. 수용액 기반의 LIBS 분석이지만 혼입(내재) 염화물 뿐만 아니라 침투 염화물량 분석에도 LIBS 적용 가능성과 재현성을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제24권2호
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• pp.1-13
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• 2020

Zr을 원료로하는 점화제와 ZrNi를 원료로 하는 지연제로 구성된 파이로테크닉스의 노화현상을 열적/화학적/광학적으로 분석하였다. 열적 분석에는 Differential Scanning Calorimetry (DSC) 와 Thermogravimetry Analysis(TGA)를 통해 열 기반의 반응식을 규명했다. DSC의 결과로 수행한 픽 분석기법 (peak deconvolution)을 통해 각 연료의 노화에 따른 열적 변화를 분석하였다. 화학종 변화 분석에는 Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS)와 X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS)를 사용하였다. 수분에 의한 산화제의 분해가 연료의 노화에 크게 영향을 미쳤으며, 열에너지 감소의 원인은 연료 표면의 산화막 형성과 산화금속의 형성으로 나타났다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권12호
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• pp.4431-4440
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• 2022

An advanced nuclear reactor based on molten salts including a molten salt reactor and pyroprocessing needs a sensitive monitoring system suitable for operation in harsh environments with limited access. Multi-element detection is challenging with the conventional technologies that are compatible with the in-situ operation; hence laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) has been investigated as a potential alternative. However, limited precision is a chronic problem with LIBS. We increased the precision of LIBS under high temperature by protecting optics using a gas protective layer and correcting for shotto-shot variance and lens-to-sample distance using a laser-induced acoustic signal. This study investigates cerium as a surrogate for uranium and corrosion products for simulating corrosive environments in LiCl-KCl. While the un-corrected limit of detection (LOD) range is 425-513 ppm, the acoustic-corrected LOD range is 360-397 ppm. The typical cerium concentrations in pyroprocessing are about two orders of magnitude higher than the LOD found in this study. A LIBS monitoring system that adopts these methods could have a significant impact on the ability to monitor and provide early detection of the transient behavior of salt composition in advanced molten salt-based nuclear reactors.

• 자원리싸이클링
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• 제26권6호
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• pp.73-83
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• 2017

소형가전 제품은 종류가 다양할 뿐만 아니라 구성부품의 재질도 복잡하여 폐기시 재활용이 매우 어려운 실정이다. 특히, 폐소형가전의 경우 흑색 플라스틱의 함유량이 높을 뿐만 아니라 재질이 다양하여 재활용 공정에서 발생하는 플라스틱의 재질을 인식하여 효율적으로 선별 회수하는 것이 매우 어렵다. 본 연구에서는 기존 선별기술이 가지고 있는 흑색 플라스틱의 재질별 선별에 대한 기술적 한계 및 단점을 보완하기 위하여 레이저유도붕괴분광법(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS)을 기반으로 하는 흑색 플라스틱의 재질별 자동선별 시스템을 개발하였다. 본 시스템은 정량 공급장치, 위치 자동인식 장치, 레이저유도기반분광분석(LIBS) 장치, 선별분리장치 및 Control unit 등으로 구성되어 있다. 레이저유도붕괴분광법(LIBS)을 이용하여 흑색 플라스틱의 재질별 특성 스펙트럼 데이터를 획득하고, 인공지능형 알고리즘을 적용한 분류기를 설계하여 적용함으로써 흑색 플라스틱의 재질을 효율적으로 인식하고 분류할 수 있다. 본 연구에서 개발한 방사형기저함수신경회로망(RBFNNs) 분류기의 분류율은 약 97% 이상으로 나타났으며, 자동선별 시스템의 흑색 플라스틱의 재질별 인식률은 약 94.0% 이상, 선별효율은 80.0% 이상으로 조사되었다. 본 연구에서는 실험실 규모의 자동선별장치를 개발하였으며, 본 장치에 대한 실험결과를 바탕으로 흑색 플라스틱 재질인식 및 선별효율 등을 분석하므로써 향후 폐소형가전의 재활용 현장에 적용할 예정이다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제43권1호
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• pp.11.1-11.10
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• 2018

Objectives: This study aimed to introduce the use of laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) for evaluation of the mineral content of root canal dentin, and to assess whether a correlation exists between LIBS and scanning electron microscopy/energy dispersive spectroscopy (SEM/EDS) methods by comparing the effects of irrigation solutions on the mineral content change of root canal dentin. Materials and Methods: Forty teeth with a single root canal were decoronated and longitudinally sectioned to expose the canals. The root halves were divided into 4 groups (n = 10) according to the solution applied: group NaOCl, 5.25% sodium hypochlorite (NaOCl) for 1 hour; group EDTA, 17% ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) for 2 minutes; group NaOCl+EDTA, 5.25% NaOCl for 1 hour and 17% EDTA for 2 minutes; a control group. Each root half belonging to the same root was evaluated for mineral content with either LIBS or SEM/EDS methods. The data were analyzed statistically. Results: In groups NaOCl and NaOCl+EDTA, the calcium (Ca)/phosphorus (P) ratio decreased while the sodium (Na) level increased compared with the other groups (p < 0.05). The magnesium (Mg) level changes were not significant among the groups. A significant positive correlation was found between the results of LIBS and SEM/EDS analyses (r = 0.84, p < 0.001). Conclusions: Treatment with NaOCl for 1 hour altered the mineral content of dentin, while EDTA application for 2 minutes had no effect on the elemental composition. The LIBS method proved to be reliable while providing data for the elemental composition of root canal dentin.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.1259-1264
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• 2014

수소는 미래 에너지원 중 하나로서, 이미 여러 산업분야와 항공우주 분야에서 널리 사용되고 있다. 수소는 작은 분자크기로 인해 수송관이나 저장탱크의 작은 금으로부터 쉽게 가스 누설이 일어난다. 본 연구에서는 소량의 수소 누설을 측정하기 위한 탐지 기술을 개발하기 위하여 레이저 유도 플라스마 분광법을 이용하였다. Al, Cu, SUS등 세 가지의 금속을 가지고, 각 금속이 플라스마 발생 및 signal에 미치는 영향과 반복적인 레이저 조사로 인한 표면의 손상을 표면전자현미경(SEM)으로 관찰하고, 표면 손상이 signal에 미치는 영향을 조사하였다. 연구결과 Al을 이용한 경우 signal의 세기가 다른 두 금속에 비해 좋으며, 표면 손상으로 인한 signal의 영향 또한 다른 금속에 비해 Al을 사용 시 원자광의 변화가 약 $100W/m^2$ 적은 것으로 관찰되었다.

• 한국건축시공학회지
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• 제23권3호
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• pp.221-229
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• 2023

본 연구에서는 모르타르 내 침투 염화물과 황산염 분석을 단면 깊이별 용출액을 대상으로 음이온교환막(AEM)과 LIBS를 활용하여 수행하였다. 염화물(황산염) 농도별로 침지한 모르타르를 대상으로 IC 분석과 LIBS 분석을 동시에 진행하였다. 실험 결과로, Cl(837.59nm) 및 S(921.3nm)의 파장에서 AEM은 동일 침투 농도에서 paper substrate보다 높은 LIBS 강도가 측정되었고, LIBS 강도와 Cl농도 사이의 높은 상관관계가 확인되었다. 동일 깊이 IC 분석 농도 결과와 비교할 때, AEM을 활용하여 높은 강도를 얻을 수 있었다. AEM을 통해 저농도 구간의 LIBS 강도 향상과 오차 저감을 확인하였으나, S(921.3nm)의 경우는 저농도 구간에 대한 LIBS 신호 감도의 향상이 향후 필요할 것으로 보인다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권1호
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• pp.58-71
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• 2009

레이저는 도구의 개념을 넘어서 추력 및 동력을 발생시키는 새로운 에너지원으로 사용되고 있다. 본 논문에서는 위성의 자세제어 시 필요한 추력을 레이저 추진 방식으로 구축하는 방안과 마이크로 추진기술을 활용한 약물전달 연구를 소개한다. 또한 레이저를 새로운 에너지원으로 적용하여 친환경 그린 에너지를 획득하고, 고에너지 물질을 점화 가열하며, 나아가서는 우주에서의 파편 제거 등 레이저 킬무기체계 구축과 행성 위성 탐사 시 구성 물질의 성분을 분석할 수 있는 효과적인 방법에 대하여 논하였다.

• 자원환경지질
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• 제40권5호
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• pp.563-574
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• 2007

LIBS는 시료 표면에서 발생된 플라즈마로부터 방출되는 원자들의 분광선을 측정함으로써 물질의 화학적 조성을 감지, 확인, 정량화할 수 있는 최신의 분석기술로 기존의 전형적인 원소분석방법에 비해 현장분석기술로서의 더 많은 장점을 가지고 있다. LIBS는 최소한의 시료로 복잡한 분석과정을 피함으로 신속한 분석을 가능케 하고, 기기의 다방면적의 적용가능성과 단순함으로 인해 신속하게 가스, 고체, 액체상에서 다원소를 동시에 분석할 수 있는 레이저 기반의 분석기술로 지구화학적 분석, 탐사 혹은 환경분석에서 현장 이동성을 가진 센서로의 가능성 측면에서 매력적인 도구가 된다. 그러나 현장분석기술로서 토양환경에 적용하기에는 여전히 해결해야 할 문제들이 있다. 문헌연구를 통해 기본적인 작용원리인 플라즈마 형성과 물질붕괴과정을 고찰하고 현장분석기술로서 LIBS의 현 위치를 살펴본다. 또한 토양환경에 적용하기 위해 매질의 특성, 레이저 특성 및 분석신호에 영향을 미치는 다양한 인자들을 살펴보아 LIBS에 대한 기본적 이해를 돕고자 한다. 또한 분석에 미치는 영향 인자들을 보정해 분석 결과의 정확도, 정밀도 및 검출 한계 등 분석의 질을 향상 시킬 수 있는 기법 등을 다양한 문헌 연구를 통해 살펴봄으로써 추후 국내 토양환경분야의 LIBS 현장기술의 적용가능성을 고찰해보고자 한다.