• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.42-42
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• 2009

마찰교반접합 (Friction Stir Welding)은 1991년 영국 TWI에서 개발된 접합 법으로서 회전하는 툴이 재료내부에 삽입되면 툴과 재료사이에서 발생하는 마찰열에 의하여 온도가 상승하게 되어 재료는 연화되고, 이러한 재료 내부에서 회전하는 툴이 이동하게 되면 재료 내부는 기계적 교반에 의해 소성변형이 일어남과 동시에 접합이 이루어진다. 마찰교반접합은 동적 재결정에 의한 접합부의 미세한 결정립 형성으로 인하여 기계적 특성이 향상되며 보호 가스가 필요 없어 친환경적임과 동시에 용융 용접 법에 비해 접합 시 에너지 소모가 적으며 또한 접합 후 접합부에서의 변형이 상대적으로 적다는 장점이 있다. 이러한 장점을 가진 마찰교반접합은 알루미늄 합금, 마그네슘 합금 그리고 동 합금과 같은 저 융점 비철재료에 많은 연구와 적용 사례들이 있어왔다. 하지만 최근에는 일반 탄소강, 연강, 오스테나이트계 스테인리스강, 니켈 합금, 티타늄 합금과 같은 고융점 재료에도 연구 및 적용이 진행되고 있는 추세이다. 페라이트계 스테인리스강은 가격이 비싼 Ni을 함유하지 않아 오스테나이트계 스테인리스강에 비하여 강재의 가격은 낮으면서도 고온특성 및 내식성이 우수하여 건축용, 자동차 배기계용으로 널리 사용되고 있다. 하지만 이런 장점을 가진 페라이트계 스테인리스강을 기존의 용융 용접 법으로 접합 시 용접부 및 열영향부에서의 결정립의 조대화로 인한 인성 및 연성이 저하되며, 특히 예민화된 열영향부 입계 내에 Cr 탄화물이 석출되어 입계주변에 Cr 결핍 층을 형성되어 입계부식이 발생되는 문제점이 발생된다. 본 연구에서는 마찰교반접합을 이용하여 두께 3mm의 409 스테인리스강에 대해 맞대기 접합을 실시하였다. 접합 변수를 툴의 재료 (WC-12wt%Co, $Si_3N_4$)로 하여 접합을 실시하였고 접합 후 외관상태 점검, 광학 현미경과 주사 전자 현미경을 통하여 미세조직을 관찰하였으며 황산-황산동 부식 시험을 실시하여 접합부의 부식 특성을 평가하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.49-49
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• 2009

마찰교반접합법은 특정한 회전수로 회전하는 용접 툴을 이용하여 접합하고자 하는 피접합재의 맞댄면에 삽입시킨 후 툴을 이동시키거나 혹은 시편을 견고하게 고정시킨 장치(backing plate)가 움직여 고상 상태에서 접합이 이루어진다. 알루미늄, 마그네슘 등 비교적 융점이 낮은 저융점 재료의 재료에 처음 적용이 되어 많은 연구가 활발히 진행되었고 타 용접방법에 비해 우수한 접합특성을 나타내었다. 최근 이러한 마찰교반접합은 이러한 저융점 재료를 넘어서 스틸, 타이타늄, 니켈 등과 같은 고융점 재료 등에 대한 적용이 늘어나고 있다. 마찰교반접합을 이용하여 이러한 고융점 재료의 접합 경우 내마모성 및 내열성 등의 내구성이 갖추어진 툴과 이러한 툴을 냉각시킬 수 있는 냉각 장치 등이 필요로 하나 경제적 측면이나 접합부의 우수한 특성 등을 고려 할 때 그 적용 및 발전 가능성이 매우 높다고 볼 수 있다. 최근 무공해 연료로 각광받고 있는 액화천연가스 (LNG)의 수요가 급증함에 따라 LNG 저장탱크 소재로 널리 사용되고 있는 9% Ni강의 수요 또한 증가하고 있는 상황이다. 하지만 9% Ni 강은 극저온용 소재로 용접부의 저온인성 ($-196^{\circ}C$)이 가장 중요하기 때문에 저온인성을 확보하고자 Inconel 계나 Hastelloy계 등의 니켈 기 합금을 용접재료로 사용하고 있으나 이러한 용접재료는 가격이 매우 고가이며 또한 용접 후 용접부의 강도가 낮다는 문제가 제기되고 있다. 또한 LNG 탱크 제작시 사용되는 용접법은 GTAW, SAW 및 SMAW 이지만 국내에서는 주로 SMAW에 의존하고 있는 실정인 관계로 보다 더 경제적인 용접 프로세스의 적용 가능성이 검토되고 있는 상황이다. 본 연구에서는 마찰교반용접을 이용하여 두께 4mm의 9% Ni 강에 대해 맞대기 마찰교반접합을 실시하였다. 툴 회전 속도 및 접합 속도를 고정한 상태에서 접합을 실시 하였으며 접합 시 툴은 $Si_3N_4$로 제작된 툴을 사용하였다. 접합 후 외관상태 점검, 미세조직 관찰, 경도, 인장 강도 및 저은 충격 측정 등의 실험을 실시하였고, 이러한 결과를 이용하여 미세조직과 기계적 특성과의 관련성을 조사하였다.

• 한국물환경학회지
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• 제29권1호
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• pp.88-96
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• 2013

Much attention has been needed in water resource management at the watershed due to drought and flooding issues caused by climate change in recent years. Increase in air temperature and changes in precipitation patterns due to climate change are affecting hydrologic cycles, such as evaporation and soil moisture. Thus, these phenomena result in increased runoff at the watershed. The Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model has been used to evaluate rainfall-runoff at the watershed reflecting effects on hydrology of various weather data such as rainfall, temperature, humidity, solar radiation, wind speed. For bias-correction of RCP data, at least 30 year data are needed. However, for most gaging stations, only precipitation data have been recorded and very little stations have recorded other weather data. In addition, the RCP scenario does not provide all weather data for the SWAT model. In this study, two scenarios were made to evaluate whether it would be possible to estimate streamflow using measured precipitation and long-term average values of other weather data required for running the SWAT. With measured long-term weather data (scenario 1) and with long-term average values of weather data except precipitation (scenario 2), the estimate streamflow values were almost the same with NSE value of 0.99. Increase/decrease by ${\pm}2%$, ${\pm}4%$ in temperature and humidity data did not affect streamflow. Thus, the RCP precipitation data for Hongcheon watershed were bias-corrected with measured long-term precipitation data to evaluate effects of climate change on streamflow. The results revealed that estimated streamflow for 2055s was the greatest among data for 2025s, 2055s, and 2085s. However, estimated streamflow for 2085s decreased by 9%. In addition, streamflow for Spring would be expected to increase compared with current data and streamflow for Summer will be decreased with RCP data. The results obtained in this study indicate that the streamflow could be estimated with long-term precipitation data only and effects of climate change could be evaluated using precipitation data as shown in this study.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제20권2호
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• pp.167-198
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• 2011

최근 우리나라는 2020년 Business-As-Usual(BAU) 대비 30%를 감축하는 탄소배출 감축안을 목표로 설정하였다. 탄소배출 감축목표 달성의 한 방편으로 탄소배출권 거래제가 논의되고 있는 상황이지만, 탄소배출권 거래제를 실시하기 위해서는 가장 먼저 초기 탄소배출권의 배분문제가 해결되어야 한다. 본 연구에서는 탄소배출권 초기배분방식 결정이 우리 경제에 어떠한 영향을 미칠 수 있는가를 중심으로 살펴보았다. 이를 위해 협조적 게임이론인 bankruptcy problem에서의 배분방법을 적용해 배출권을 각 산업별로 배분하였다. 산업별 이산화탄소 배출량은 에너지 통계와 산업연관표를 결합한 하이브리드 산업연관표를 이용해 추계하였다. 세 가지 분배방법에 따른 경제적 파급효과 분석에는 녹색성장회계(green growth accounting) 방식이 적용되었다. 분석결과, 2005년~2007년 기간 동안 우리나라의 연평균 경제성장률은 약 4.36%로 추계되는데, Proportional rule에 의한 배분에 의하면 4.03%, Constrained Equal Awards rule에 의한 배분에서는 4.23%, 마지막으로 Constrained Equal Losses rule에 의한 배분으로는 3.67%로 추산되었다. 따라서 경제성장률 측면에서 보면 Constrained Equal Awards rule에 의한 초기 탄소배출권 배분이 가장 바람직한 것으로 분석된다. 이처럼 초기 배출권의 산업별 배분방식이 어떻게 결정되느냐에 따라 경제에 미치는 파급효과가 매우 상이하게 나타나기 때문에 탄소배출권 도입 및 시행을 위해서는 산업 수준의 연구결과를 반영해야 하며, 각 산업의 특성을 고려해야 할 것으로 보인다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.5550-5558
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• 2015

최근 환경오염원의 배출이 적고, 에너지 효율이 높은 연료전지에 대한 관심이 높아지고 있으며, 특히 고온동작 연료전지의 경우 대용량 연료전지발전시스템(FCGS, Fuel Cell Generation System)으로 전력계통에 연계되고 있다. 그러나 대용량 FCGS는 계통의 각종외란(불평형전류, 고조파, 서지 등)에 의하여 보호기기의 오동작, 제어소자의 소손현상 및 제어신호 헌팅현상이 발생하여 이에 대한 대책이 요구되고 있는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 전력분석장비를 이용하여 대용량 FCGS에서 발생하는 실 계통 문제점을 분석하고, PSCAD/EMTDC, ETAP, P-SIM 소프트웨어를 이용하여, FCGS설비 및 FCGS의 접지계통과 불평형전류, 고조파, 서지와 같은 계통외란현상의 모델링을 수행하였다. 또한, 각 계통외란에 대한 방지대책을 수립하기 위하여, 불평형전류를 줄이기 위한 중성점접지저항기(NGR, Neutral Ground Resister)운용알고리즘, 고조파를 기준 범위 이내로 줄이기 위한 고조파필터 설계알고리즘, 서지로부터 설비를 보호하기 위한 SPD(Surge Protective Device) 운용알고리즘, 적절한 접지계통을 적용하기 위한 접지계통 운용알고리즘을 제안하였다. 이를 검증하기 위하여 상기에서 제시한 모델링을 이용하여, FCGS의 주요 장해요인들을 모의한 결과, 본 논문에서 제안된 대용량 FCGS의 계통외란방지알고리즘의 유용성을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.15-22
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• 2013

강원도 인제지역의 토석류 사방시설 유형에 따른 준설 및 퇴적특성을 알아보기 위하여 불투과형 및 투과형 사방댐을 각각 5개소를 선정하고 선정된 사방댐에 대한 퇴적특성 및 지하수위 분포에 대한 현장조사와 지역 내에 분포하는 51개 사방시설에 대한 유역면적, 저장능력, 준설량 등의 자료를 분석하였다. 현장조사 결과 불투과형 사방댐은 평상 시 대규모 토석류가 발생하지 않았음에도 불구하고 퇴적물이 쌓여있어 대규모 토석류 발생 시 사방댐 저장능력이 작아질 수 있음을 나타내었다. 불투과형 사방댐의 평상 시 수위는 퇴적토의 지표에 위치하여 배수가 원활하게 이루어지지 않을 수 있으나, 투과형 사방댐 수위는 버트리스 부분 하단에 존재하여 큰 강우에서도 사방댐으로 인하여 지반 포화를 발생하지 않을 것으로 나타났다. 또한, 사방시설의 저장능력과 유역면적, 준설량의 상관성 분석결과, 사방시설의 설치에 있어 유역면적에 따른 사방시설의 규모가 잘 반영되지 않았으며 큰 사방댐 시설을 건설하였으나 실제 퇴적량은 작게 나타나 향후 효율적인 사방시설의 계획 및 시공이 이루어져야 할 것으로 나타났다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제11권1호
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• pp.1-8
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• 2012

The development of martensitic grades which can be processed in continuous galvanizing lines requires the reduction of the oxides formed on the steel during the hot dip process. This reduction mechanism was investigated in detail by means of High Resolution Transmission Electron Microscopy (HR-TEM) of cross-sectional samples. Annealing of a martensitic steel in a 10% $H_2+N_2$ atmosphere with the dew point of $-35^{\circ}C$ resulted in the formation of a thin $_{C-X}MnO.SiO_{2}$ (x>1) oxide film and amorphous $_{a-X}MnO.SiO_{2}$ oxide particles on the surface. During the hot dip galvanizing in Zn-0.13%Al, the thin $_{C-X}MnO.SiO_{2}$ (x>1) oxide film was reduced by the Al. The $_{a-X}MnO.SiO_{2}$ (x<0.9) and $a-SiO_{2}$ oxides however remained embedded in the Zn coating close to the steel/coating interface. No $Fe_{2}Al_{5-X}Zn_{X}$ inhibition layer formation was observed. During hot dip galvanizing in Zn-0.20%Al, the $_{C-X}MnO.SiO_{2}$ (x>1) oxide film was also reduced and the amorphous $_{a-X}MnO.SiO_{2}$ and $a-SiO_{2}$ particles were embedded in the $Fe_{2}Al_{5-X}Zn_{X}$ inhibition layer formed at the steel/coating interface during hot dipping. The results clearly show that Al in the liquid Zn bath can reduce the crystalline $_{C-X}MnO.SiO_{2}$ (x>1) oxides but not the amorphous $_{a-X}MnO.SiO_{2}$ (x<0.9) and $a-SiO_{2}$ oxides. These oxides remain embedded in the Zn layer or in the inhibition layer, making it possible to apply a Zn or Zn-alloy coating on martensitic steel by hot dipping. The hot dipping process was also found to deteriorate the mechanical properties, independently of the Zn bath composition.

• 한국자기학회지
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• 제16권4호
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• pp.211-215
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• 2006

구조 강이나 터빈로터 강의 기계적 물성은 자기적 특성과 관계되므로, 비파괴적으로 자기적 특성을 측정하여 기계적 물성을 평가하는 연구가 많이 수행되었다. 따라서 자동차용 강판으로 사용되는 냉연강판에서도 비파괴적으로 자기적 특성을 측정함으로써 냉연강판의 기계적 물성을 유추할 수 있을 것이고, 냉연강판 생산 라인에서 자기적 특성을 측정하여 온라인상에서 냉연강판의 기계적 특성을 모니터할 수 있을 것이다. 기계적 특성이 다른 세 종류의 냉연강판 CBQ 3060, CBQ 3041 및 CBQ 3036의 시편을 준비하고 교류 섭동 자기장을 인가하여 자기적 특성인 가역투자율을 비파괴적으로 측정함으로서 기계적 물성인 경도와의 상관관계를 규명하였다. 세 종류의 냉연강판 시편에서 기계적 물성인 비커스 경도, 항복강도 및 인장강도를 측정하였다. 주파수가20 Hz일 때, surface type 프로브로 측정한 섭동자기장의 제 1차 고조파인 가역투자율의 피크 간 간격에서 구한 보자력은 비커스경도, 항복강도 및 인장강도가 증가할 때 선형적으로 증가하였다. 주파수 20 Hz에서 lift-off에 대한 가역투자율 측정을 하였는데,lift-off가 증가함에 따라 고조파의 amplitude가 급격히 감소하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.321-330
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• 2011

최근, 고강도 콘크리트의 잔존 역학적 특성에 관한 섬유의 혼입과 고온의 영향은 실험적으로 연구되어지고 있다. 이 논문에서는 고온에 노출된 물시멘트비 55%, 42% 및 35%에 따른 콘크리트의 잔존 역학적 특성을 0.05~0.20 vol.%의 범위로 폴리프로필렌 섬유를 혼입한 콘크리트와 비교하여 평가하였고, 고려된 요인은 섬유 혼입량, 콘크리트 강도 및 재하 하중량이다. 폭렬 발생 시간, 열팽창 변형, 길이 변화 및 중량 감소의 측정과 압축강도, 탄성계수 및 에너지 흡수 능력의 평가를 실시했다. 결과로서는 고온에 노출된 50 MPa급 콘크리트의 폭렬을 방지하기 위해서 0.05 vol.% 이상의 PP섬유가 필요했다. 또한, PP섬유의 단면적은 고온에 노출된 섬유보강 콘크리트의 폭렬 경향과 잔존 역학적 특성에 관해서 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히, 외부 하중은 콘크리트의 잔존 역학적 특성 뿐만 아니라 폭렬의 위험 및 취성적 경향을 증가시켰다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권2호
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• pp.149-156
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• 2016

이 연구의 목적은 알칼리 활성 슬래그 기반 무시멘트 콘크리트의 염소이온 침투 및 황산염 침투 저항성과 같은 장기 내구성을 평가하는 것이다. 이를 위하여 물-결합재비에 따라 원주형 및 각주형의 무시멘트 콘크리트를 제작한 후, 이들에 대해서 재령 28일부터 365일까지 NT BUILD 492 및 JSTM C 7401 각각에 따라 장기 염소이온 침투 및 황산염 침투 저항성을 평가하였다. 그 결과, 무시멘트 콘크리트의 장기 염소이온 침투 및 황산염 침투 저항성은 물-결합재비에 관계 없이 OPC 콘크리트보다 크게 개선되는 것으로 나타나, 무시멘트 콘크리트의 장기 내구성은 매우 우수한 것으로 입증되었다.