• 대한금속재료학회지
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• 제49권2호
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• pp.93-103
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• 2011

Precipitation behavior of high-nitrogen duplex Fe-24Cr-7Mn-4Ni-4Mo-0.43N stainless steel aged at $850^{\circ}C$ was investigated using scanning transmission electron microscopy. Based on the analyses of selected area diffraction patterns, four kinds of precipitates (intermetallic sigma (${\sigma}$) and chi (${\chi}$), $Cr_2N$ and secondary austenite) were identified. At the ferrite/austenite phase boundary, the ${\sigma}$ phase and secondary austenite were formed via ${\alpha}{\rightarrow}{\gamma}+{\sigma}$ eutectoid reaction. The precipitation of $Cr_2N$ occurred at the austenite grain boundary as well as the interior of the ferrite. The intermetallic ${\chi}$ phase also formed within the ferrite and showed a cube-cube orientation relationship with the ferrite. Further aging produced a lamellar structure composed of $Cr_2N$ and austenite along the ferrite/austenite boundary and enhanced the precipitation of the ${\chi}$ phase. The crystallographic features of the precipitates were also examined in terms of the orientation relationship with the austenite or ferrite matrix.

• International Journal of Korean Welding Society
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• 제2권1호
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• pp.21-24
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• 2002

The main purpose of this study was to investigate the formation mechanisms of imperfections such as irregular humps, outer cavity and inner cavity in the laser fusion zone of diamond saw blade. Laser beam welding was conducted to join two parts of blade; mild steel shank and Fe-Co-Ni sintered tip. The variables were beam power and travel speed. The microstructure and elements distributions of specimens were analyzed with SEM, AES, EPMA and so on. It was found that these imperfections were responded to heat input. Irregular humps were reduced in 10.4∼l7.6kJ/m heat input range. However there were no clear evidences, which could explain the relations between humps formation and heat input. The number of outer cavity and inner cavity decreased as heat input was increased. Considering both possible defects formations mechanisms, it could be thought that outer cavity was caused by insufficient refill of keyhole, which was from rapid solidification of molten metal and fast molten metal flow to the rear keyhole wall at low heat input. More inner cavities were found near the interface of the fusion zone and sintered segment and in the bottom of the fusion zone. Inner cavity was mainly formed in the upper fusion zone at high heat input whereas was in the bottom at low heat input. Inner cavity was from trapping of coarsened preexist pores in the sintered tip and metal vapor due to rapid solidification of molten metal before the bubbles escaped.

• Computers and Concrete
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• 제31권4호
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• pp.349-358
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• 2023

This paper describes an in-depth analysis on flexural strength of a girder-deck system experiencing a strand debonding damage with various strengthening systems, based on finite element software ABAQUS. A detailed finite element analysis (FEA) model was developed and verified against the relevant experimental data performed by other researchers. The proposed analytical model showed a good agreement with experimental data. Based on the verified FE model, over a hundred girder-deck systems were investigated with the consideration of following variables: 1) debonding level, 2) span-to-depth ratio (L/d), 3) strengthening type, 4) strengthening material thickness. Based on the data above, a new detailed analytical model was developed and proposed for estimating residual flexural strength of the strand-debonding damaged girder-deck system with strengthening systems. It was demonstrated that both finite element model and analysis model could be used to predict flexural behaviors for debonding damaged prestressed girder-deck systems. Since the strands are debonding from surrounding concrete over a certain zone over the length of the beam, the increase of strain in strands can be linked with a ratio ψ, which is L_p/c. The analytical model was proposed and developed regarding the ratio ψ. By conducting procedure of calculating ψ, the ψ value varies from 9.3 to 70.1. Multiple nonlinear regression analysis was performed in Software IBM SPSS Statistics 27.0.1 to derive equation of ψ. ψ equation was curved to be an exponential function, and the independent variable (X) is a linear function in terms of three variables of debonding level (λ), span length (L), and amount of strengthening material (A_s). The coefficient of determinate (R²) for curve fitting in nonlinear regression analysis is 0.8768. The developed analytical model was compared to the ultimate capacities computed by FEA model.

• Design & Manufacturing
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• 제17권2호
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• pp.55-61
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• 2023

With femtosecond (fs) laser pulse irradiation on metals, various types of nano- and micro-scale structures can be naturally induced at the surface through laser-matter interaction. Two notable structures are laser-induced periodic surface structures (LIPSSs) and cone/spike structures, which are known to significantly modify the optical and physical properties of metal surfaces. In this work, we irradiate fs laser pulses onto various types of metals, cold-rolled steel, pickled & oiled steel, Fe-18Cr-8Ni alloy, Zn-Mg-Al alloy coated steel, and pure Cu which can be useful for precise molding and imprinting processes, and adjust the morphological profiles of LIPSSs and cone/spike structures for clear structural coloration and a larger range of surface wettability control, respectively, by changing the fluence of laser and the speed of raster scan. The periods of LIPSSs on metals used in our experiments are nearly independent of laser fluence. Accordingly, the structural coloration of the surface with LIPSSs can be optimized with the morphological profile of LIPSSs, controlled only by the speed of the raster scan once the laser fluence is determined for each metal sample. However, different from LIPSSs, we demonstrate that the morphological profiles of the cone/spike structures, including their size, shape, and density, can be manipulated with both the laser fluence and the raster scan speed to increase a change in the contact angle. By injection molding and imprinting processes, it is expected that fs laser-induced surface structures on metals can be replicated to the plastic surfaces and potentially beneficial to control the optical and wetting properties of the surface of injection molded and imprinted products.

• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제24권6호
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• pp.200-206
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• 2024

Laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) technique has been used for the elemental composition of the soils. In this technique, a high energy laser pulse is focused on a sample to produce plasma. From the spectroscopic analysis of such plasma plume, we have determined the different elements present in the soil. This technique is effective and rapid for the qualitative and quantitative analysis of all type of samples. In this work a Q-switched Nd: YAG laser operating with its fundamental mode (1064 nm laser wavelength), 5 nanosecond pulse width, and 10 Hz repetition rate was focused on soil samples using 10 cm quartz lens. The emission spectra of soil consist of Iron (Fe), Calcium (Ca), Titanium (Ti), Silicon (Si), Aluminum (Al), Magnesium (Mg), Manganese (Mn), Potassium (K), Nickel (Ni), Chromium (Cr), Copper (Cu), Mercury (Hg), Barium (Ba), Vanadium (V), Lead (Pb), Nitrogen (N), Scandium (Sc), Hydrogen (H), Strontium (Sr), and Lithium (Li) with different finger-prints of the transition lines. The maximum intensity of the transition lines was observed close to the surface of the sample and it was decreased along the axial direction of the plasma expansion due to the thermalization and the recombination process. We have also determined the plasma parameters such as electron temperature and the electron number density of the plasma using Boltzmann's plot method as well as the Stark broadening of the transition lines respectively. The electron temperature is estimated at 14611 °K, whereas the electron number density i.e. 4.1 × 10¹⁶ cm^-3 lies close to the surface.

• 한국지구과학회지
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• 제25권6호
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• pp.428-442
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• 2004

본 연구는 낙동강 하류역 강하먼지의 조성 특성을 파악하기 위하여, 광구병형 Dust jar를 사용하여 2002년 6월부터 2003년 5월까지 1년간 낙동강 하류역의 5개 지점에서 시료를 채취하였다. 채취된 강하먼지에 함유된 불용성 성분(Al, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, Si, V, Zn) 및 수용성 성분($Cl^-$, $NO_3^-$, $SO_4^{2-}$, $NH_4^+$, $Ca^{2+}$, $K^+$, $MG^{2+}$)들은 ICP/AES, AAS, IC 및 UV를 이용하여 정량하었다. 성분에 대한 지각농축계수를 지역별로 비교한 결과 인위적인 오염원인 Cd, Cu, Pb, Zn에서 10 이상의 높은 값을 보였다. 특히 Pb는 감전동, 원동, 신라대, 삼랑진 및 물금 지점 순으로 감소하는 것으로 조사되었다. 계절별 토양입자의 기여율은 겨울철에 16.3 %로서 가장 높았으며, 1년간 평균 기여율은 11.2%이었다. 계절별[$SO_4^{2-}/NO_3^-$] 당량비는 겨울철(5.12)이 가장 높았고, 가을철(3.30)이 가장 낮게 나타났다. 지역별로는 신라대, 감전동, 물금, 원동 및 삼랑진 순으로, 특히 도심에 인접한 지점의 경우가 높게 나타났으며, 평균 당량비는 4.28이었다. 총 강하먼지에 대한 수용성 이온성분의 총 침적량의 비율은 봄철(71.6%), 여름(61.2%), 가을(49.2%) 및 겨울철(48.6%)의 순으로 나타났으며, 평균은 57.6%이었다. 해염입자의 지역별 기여율 분포는 신라대(34.5%), 감전동(28.3%), 원동(17.3%), 삼랑진(17.2%) 및 물금(13.8%)의 순으로 나타났으며, 평균 기여율은 22.1%로 나타났다.

• 자원환경지질
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• 제38권2호
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• pp.113-127
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• 2005

한반도 남서부 지역은 고태평양판의 섭입에 의한 화성활동이 매우 활발했던 지역으로 백악기 화강암류와 이와 성인적으로 밀접한 관련이 있는 것으로 추정되는 화산암이 넓게 분포하고 있다. 백악기 화강암류를 형성시킨 마그마의 특성 및 지구조적 환경을 규명하고자 이미 보고 된 185개의 자료와, 야외 지질 조사를 통해 얻은 시료 중 신선한 36개의 시료에 대해 주성분 원소, 미량원소에 대한 지화학 분석을 실시하였다. 본 역 화강암류들은 전형적으로 I-type의 비알칼리암 중 칼크-알칼리 계열에 속하며 ANK vs. ACNK도에 도시해볼 때 대부분 메타알루미나질에 해당된다. 주성분 및 미량원소의 변화경향은 일반적인 화강암류의 분화경향과 유사하지만 지역별 주성분 및 미량원소의 특성을 살펴보면 이들 화강암류가 동원마그마 기원이 아님을 시사한다. 연구 지역의 동쪽에 분포하는 화강암체들은 서부에 비해 높은 Li, Co, Sr Sc의 함량과 낮은 Rb, Nb의 함량을 나타낸다. 미량원소의 함량은 화강암의 세계 평균값보다 전반적으로 높게 나타나는 경향이 있으며, 특히 Cr, Co, Ni, V, Sc등의 철-마그네슘 계열 원소의 함량이 더 높게 나타났다. 희토류원소는 모두 LREE가 HREE 보다 부화되어 화강암류의 전형적인 패턴과 일치하며, 서부 지역이 동부 지역보다 더 뚜렷한 Eu(-)이상을 갖는다. 지구조 판별도에서도 VAG와 syn-COLG 환경에 점시된다. 본 연구지역의 화강암류들은 대륙연변부에서 나타나는 화강암류의 희토류원소의 총량($60{\~}499ppm$)과 $(La/Lu)_{CN}=8.9{\~66}$의 범위에 해당되며 모든 지화학적 자료를 종합해보면 이지역의 화강암류들은 고태평양판의 섭입에 의한 압축장이 작용하는 대륙 연변부에서 생성되었음을 알 수 있다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제24권4호
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• pp.519-534
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• 2019

여름철 인공호수(간월호, 부남호)로 부터의 담수방류시 천수만 수질(영양염, 유기물, 미량금속)에 미치는 영향을 평가하기 위해 2011년 6, 7, 8, 10월에 평상시와 담수방류 시기 각 2회씩의 해수를 채취하였다. 담수가 방류되면 용존 무기 질소(DIN)의 농도가 만내의 모든 수층에서 약 3-4배 증가하였고, 평상시 암모니아성 질소(NH₄⁺-N)가 우세하다가 담수방류시 질산성 질소(NO₃^--N)가 우세하였다. 용존 무기인(DIP)의 경우 내만 표층에서 절반으로 감소하였고 저층에서는 1.5배 증가하였으며 규산염(Si(OH)₄)은 내만 저층에서 2배 증가하는 모습을 보였다. Redfield ratio는 담수 방류시 인 제한 환경으로 바뀌었다. 용존 유기 탄소(DOC) 및 질소(DON)는 약 2배 증가하였고, 입자상 유기 탄소(POC), 질소(PON), 인(POP) 및 생물기원 규소(Bio-SiO₂)는 내만 표층에서 약 2배 이상 증가했다. 용존 금속(Fe, Co, Ni, Cu)은 내만의 표층에서 증가하였으나, 용존 Cd의 경우 만의 표층에서 절반으로 감소하였다. 이와 같은 결과로 미루어 볼 때 영양염, 유기물 및 금속 농도가 높은 인공호수의 물이 만으로 유입되면, 천수만 내의 영양염 및 용존 유기물, 금속농도가 증가하고, 식물플랑크톤 대증식이 발생하여 표층에서 산소 과포화, 저층에서 빈산소를 발생시킨다. 빈산소와 함께 내만의 저층에서는 매우 높은 농도의 영양염(DIN, DIP, Si(OH)₄) 농도가 존재하였다. 수질 평가 지수값을 통해 천수만의 부영양화 정도를 평가한 결과, 평상시에는 3등급 이하로 나타나다가 방류시 5등급으로 바뀌게 됨을 알 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제39권6호
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• pp.675-687
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• 2006

이 연구에서는 청풍지역 하상퇴적물에 대한 지구화학적 특성 규명을 통해, 주성분원소 및 미량원소에 대한 청풍지역의 자연배경치를 제시하고, 지구화학적 재해에 대해 예견하고자 한다. 이를 위해 물이 흐르고 있는 1차 수계를 대상으로 하상퇴적물시료를 채취하였고, 실험실에서 자연건조 시켰으며, 화학적 분석을 위해 알루미나 몰타르를 이용하여 200메쉬 이하로 분쇄하였다. 주성분원소 및 미량성분원소는 XRD, XRF, ICP-AES, NAA를 이용하여 분석하였다. 청풍지역 하상퇴적물의 기반암에 따른 지질집단별 지구화학적 특성 비교를 위해, 화강암질편마암지역, 메타텍틱편마암지역, 다도응회암지역, 유치역암 지역, 능주용암지역으로 분류하였다. 청풍지역 하상퇴적물 전체에 대한 주성분원소 함량은 $SiO_2\;47.31{\sim}72.81\;wt.%,\;Al_2O_3 \;11.26{\sim}21.88\;wt.%,\;Fe_2O_3\;2.83{\sim}8.39\;wt.%,\;CaO\;0.34{\sim}7.54\;wt.%,\;MgO\; 0.55{\sim}3.59\;wt.%,\;K_2O\;1.71{\sim}4.31\;wt.%,\;Na_2O\;0.56{\sim}2.28\;wt.%,\;TiO_2\;0.46{\sim}1.24\;wt.%,\;MnO\;0.04{\sim}0.27\;wt.%,\;P_2O_5\;0.02{\sim}0.45\;wt.%$이다. 청풍지역 하상퇴적물 전체에 대한 미량성분원소 및 희토류원소 함량은 $Ba\;700ppm{\sim}8990ppm,\;Be\;1.0{\sim}3.50ppm,\;Cu\;6.20{\sim}60ppm,\;Nb\;12{\sim}28ppm,\;Ni\;4.4{\sim}61ppm,\;Pb\;13{\sim}34ppm,\;Sr\;65{\sim}787ppm,\;V\;4{\sim}98ppm,\;Zr\;32{\sim}164ppm,\;Li\;21{\sim}827ppm,\;Co\;3.68{\sim}65ppm,\;Cr\;16.7{\sim}409ppm,\;Cs\;72{\sim}37.1ppm,\;Hf\;4.99{\sim}49.2ppm,\;Rb\;71.9{\sim}649ppm,\;Sb\;0.16{\sim}5.03ppm,\;Sc\;4.97{\sim}5ppm,\;Zn\;26.3{\sim}375ppm,\;Ce\;60.6{\sim}373ppm,\;Eu\;0.82{\sim}6ppm,\;Yb\;0.71{\sim}10ppm$의 범위를 보였다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권10호
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• pp.756-766
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• 2011

공동주택 주차장의 먼지오염실태를 연구하기 위하여 2010년 3월말에서 6월초까지 대구지역 공동주택 36곳의 지상주차장(36지점)과 지하주차장(36지점)을 대상으로 채취한 총 72개의 시료를 $100{\mu}m$ 이하로 체거름하고 산추출한 후 ICP로 14개 원소를 분석하였다. 농축계수를 이용한 미량원소성분의 발생원 평가결과는 지상주차장과 지하주차장 모두 Fe, K, Mg, Mn, Na, V의 성분은 자연적인 발생원에 의한 영향을 받고 있는 반면에 Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn의 성분은 인위적인 발생원에 의한 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 한편 Ca은 지상주차장의 경우에는 자연적인 발생원의 영향을 받았고, 지하주차장의 경우에는 인위적인 발생원의 영향을 받은 것으로 나타났다. 미량원소성분의 농도분석 결과는 자연적인 발생원과 관련된 성분이 인위적인 발생원과 관련된 성분보다 매우 높은 농도를 보였다. 인위적인 발생원성분의 기여도는 지하주차장이 지상주차장보다 높았으며, 미량원소성분의 평균농도 또한 지하주차장이 지상주차장보다 높았다. 오염지수를 이용한 중금속성분의 오염도를 평가한 결과는 지하주차장이 지상주차장보다 5.5배정도 높게 오염된 것으로 나타났다. 미량원소성분간의 상관성 분석결과는 지상주차장이 지하주차장에 비해 유의한 상관성을 나타내는 항목이 많았으며, 특히 자연적 발생원 성분간 유의한 상관성이 더욱 크게 나타났다. 또한 유해 중금속성분과 지하주차장의 영향인자간의 상관성을 분석한 결과는 주차대수(공간)가 적은 지점이 큰 지점보다, 환기장치를 가동하지 않은 지점이 가동한 지점보다, 그리고 최근 도색년도와 청소일이 오래된 지점이 상대적으로 유해 중금속을 많이 함유하고 있었다.