• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.8.1-8.1
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• 2011

Nanocrystalline titanium dioxide ($TiO_2$) materials have been widely used as an electron collector in DSSC. This is required to have an extremely high porosity and surface area such that the dye can be sufficiently adsorbed and be electronically interconnected, resulting in the generation of a high photocurrent within cells. In particular, their geometrical structures and crystalline phase have been extensively investigated as important issues in improving its photovoltaic efficiency. In this study, we present a new strategy to fabricate a photoelectrode having a periodic structured $TiO_2$ film templated from 1D or 3D polystyrene (PS) microspheres array. Monodisperse PS spheres of various radiuses were used for colloidal array on FTO glasses and two types of photoelectrode structures with different $TiO_2$ materials were investigated respectively. One is the igloo-shaped electrode prepared by $TiO_2$ deposition by RF-sputtering onto 2D microsphere-templated substrates. At the interface between the film and substrate, there are voids formed by the decomposition of PS microspheres during the calcination step. These holes might be expected to play the predominant roles as scattering spherical voids to promote a light harvesting effect, a spacious structure for electrolytes with higher viscosity and effective paths for electron transfer. Additionally the nanocrystalline $TiO_2$ phase prepared by the RF-sputtering method was previously reported to improve the electron drift mobility within $TiO_2$ electrodes. This yields solar cells with a cell efficiency of 2.45% or more at AM 1.5 illumination, which is a very remarkable result, considering its $TiO_2$ electrode thickness (<2 ${\mu}m$). This study can be expanded to obtain higher cell efficiency by higher dye loading through the increase of surface area or multi-layered stacking. The other is the inverse opal photonic crystal electrode prepared by titania particles infusion within 3D colloidal arrays. To obtain the enlargement of ordered area and high quality of crystallinity, the synthesis of titania particles coated with a organic thin layer were applied instead of sol-gel process using the $TiO_2$ precursors. They were dispersed so well in most solvents without aggregates and infused successfully within colloidal array structures. This ordered mesoporous structure provides the large surface area leading to the enough adsorption of dye molecules and have an light harvesting effect due to the photonic band gap properties (back-and-forth reflection effects within structures). A major advantage of this colloidal array template method is that the pore size and its distribution within $TiO_2$ photoelectrodes are determined by those of latex beads, which can be controlled easily. These materials may have promising potentials for future applications of membrane, sensor and so on as well as solar cells.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권8호
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• pp.1756-1763
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• 2020

The paper studies spark plasma sintering (SPS) of industrially used UO₂-based fuel containing integral fuel burnable absorber (IFBA) of neutrons Gd₂O₃. Densification dynamics of pristine UO₂ powder and the one added with 2 and 8 wt% of Gd₂O₃ under ultrasonication in liquid has been studied under SPS conditions at 1050, 1250, and 1450 ℃. Effect of sintering temperature on phase composition as well as on O/U stoichiometry has been investigated for UO₂ SPS ceramics. Sintering of uranium dioxide added with Gd₂O₃ yields solid solution (U,Gd)O₂, which is isostructural to UO₂. SEM with EDX and metallography were implemented to analyze the microstructure of the obtained UO₂ ceramics and composite UO₂-Gd₂O₃ one, particularly, open porosity, defects, and Gd₂O₃ distribution were studied. Microhardness, compressive strength and density were shown to reduce after addition of Gd₂O₃. Obtained results prove the hypothesis on formation of stable pores in the system of UO₂-Gd₂O₃ due to Kirkendall effect that reduces sintering efficiency. The paper expands fundamental knowledge on pros and cons of fuel fabrication with IFBA using SPS technology.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.299-308
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• 2016

본 연구에서는 플라이애시와 고로슬래그시멘트를 혼합한 결합재에 알칼리 활성화제와 해수 및 증류수를 사용하여 제작한 경화된 시편에 대해 물리적 및 미세구조 특성을 분석하였다. 플라이애시와 고로슬래그시멘트의 결합재 혼합 중량비는 6:4, 7:3 및 8:2로 하였으며, 수산화나트륨과 규산나트륨을 결합재의 각각 5wt%로 하여 활성화제로 사용하였다. 재령 3, 7 및 28일에 대해 압축강도 및 흡수율을 측정하였으며, 재령 28일에 XRD, TGA 및 MIP 시험을 실시하였다. 배합수의 종류와 관계없이, 알칼리 활성화된 결합재는 고로슬래그시멘트 혼합비가 증가할수록 ettringite 및 C-S-H의 생성량이 많아졌으며, 또한 50 nm 보다 큰 공극들이 줄어듦에 따라 압축강도가 높아지는 결과를 보여주었다. 본 연구의 모든 배합에 대해서 공통적으로 확인된 반응생성물로는 C-S-H, $Ca(OH)_2$ 및 calcite인 것으로 나타났다. 해수를 사용한 시편들과 증류수를 사용한 시편들 내에 생성된 주요 반응생성물의 차이는 hydrocalumite인 것으로 나타났다. 각각의 결합재 혼합 중량비에 대해서 증류수 및 해수 사용에 따른 시편들의 압축강도에서는 배합수로 해수가 사용되더라도 증류수가 사용된 시편과 대체적으로 유사한 강도발현을 나타내었으며, 또한 재령에 따른 강도증진율이 증류수가 사용된 시편보다 뛰어난 경우도 확인되었다. 배합수로서의 해수 사용은 해수에 함유되어 있는 염화 이온(Cl-)이 결합되면서 생성된 hydrocalumite가 공극을 매우면서 시편 내의 총공극용적을 감소시키는 것으로 나타났다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권3호
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• pp.333-341
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• 2014

수중부에서의 유물의 분포와 보존은 해류와 조류 등의 유수의 작용에 직접적인 영향을 받을 뿐만 아니라 해저를 구성하는 퇴적물의 조성에 지대한 영향을 받으므로 수중문화재 조사에 있어서 해저부의 표층 퇴적물에 대한 지질학적 특징과 이로부터 해양작용의 특성을 파악하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 그랩 채취기와 진동식 시추기를 이용해 퇴적물 시료를 채취하여 해저 퇴적물의 물성을 파악하였으며, 이를 통하여 해저환경이 수중문화재 탐사기법 개발에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 해저 퇴적물 주상시료에 대해 물성분석 결과 밀도, 전단강도, 대자율 등은 깊이에 따라 증가하는 경향을 보였으며, 함수율, 공극률 등은 감소하는 경향을 보였다. 주변암석의 대자율이 퇴적물의 대자율에 비해 약 40배 이상 크게 나타나 자력탐사에 큰 영향을 끼치는 것으로 생각된다. 깊이에 따른 물성 변화와 Fol's 분류표에 의해 퇴적물의 유형을 분류한 자료를 분석 했을 때 해저퇴적물은 주로 실트로 구성되어 있으며, 유물은 해저면에서 깊이 1.5 m 이상 침투하지 못하는 것으로 나타났다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권8호
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• pp.1771-1776
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• 2011

미세 입자 크기를 갖는 $YBa_2Cu_3Ox$(YBCO) 초전도 분말을 이용하여 $BaPbO_3$ 첨가에 따른 $YBa_2Cu_3Ox$ 초전도 벌크의 임계전류를 향상시키는 요소인 시편의 밀도와 결정들의 정렬 상태를 향상시키고, 기공도를 감소시키기 위한 연구를 수행하였다. 졸겔법으로 미세 크기를 갖는 $YBa_2Cu_3Ox$ 초전도 분말을 합성하여 입자의 크기가 0.2~1 ${\mu}m$의 미세한 분포를 갖는 초전도 분말을 사용하고, $YBa_2Cu_3Ox$ 초전도 시편의 입자 성장을 촉진시키고, 기공과 입계간의 약연접을 감소시키기 위하여 금속 물질 및 구조 화합물인 $BaPbO_3$를 10~30 wt%를 첨가하여 시편을 제작하고 특성을 관찰하였다. 나노 크기를 갖는 YBCO 분말과 $BaPbO_3$ 20 wt%를 첨가하여 제작한 $YBa_2Cu_3Ox$ 초전도 시편은 일반적인 벌크 제작법으로 제작된 시편과 비교하여 임계전류가 20% 향상된 4.74A를 얻었다.

• 지질공학
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• 제10권2호
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• pp.18-35
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• 2000

우리나라에서 가장 흔히 발생하는 산사태는 쇄설성유동(debris flow)이며 이는 집중호우 시기인 6월-8월 사이에 대부분 발생한다. 조사통계에 의하면 2일간의 강우량이 200mm 이상일 때 발생하기 시작한다. 이들은 산사면의 노두 발달이 양호한 지역에서는 발생하지 않으면 노두가 없는 지역에서만 발생한다. 초기에는 전이형슬라이드(translational slide)로 시작되며 파괴물질이 산사면의 계곡으로 유동되면서 쇄설성유동으로 전이된다. 쇄설성유동의 원인이 되고있는 전이형 슬라이드의 발생인자는 강우와 인위적 조건을 제외하면 암석의 종류, 지형고도, 사면경사, 입도분표, 투수계수, 건조밀도, 공극율 등이다. 이들 발생인자들의 통계처리, 특히 로지스틱 회귀분석에 의하여 인자들의 정량적 가중치를 구하여 산사태 발생 확률을 정량화 하였다. 암반포행(rock mass creep)은 대부분 경상계 퇴적암지역에서 발생되면 직접원인은 거의 사면 하단 부의 절토 때문이다. 전단전이는 적은 편으로 1m 내외이나 포행암반의 규모가 크기 때문에 매우 위험하다. 칠곡, 부산 황룡산 터널입구, 사천 산사태 등이 이 범주에 속한다. 포행의 원인이 되는 상부 전단대는 대부분 주변에 발달되어있는 단층이나 대규모 전달절리와 연과되어 있어 사면설계 조사시 지질구조에 주의를 요한다. 회전형 슬라이드(rotational slide)는 토양층이 두껍거나 기반암이 심히 풍화된 연약층에서 발생하여 이들도 흔히 사면 하단부의 절토와 연관되어있다. 이 산사태는 원호 또는 반원호형으？ 진행되는 특징이 있으며 우리나라에서는 제 3기 응회암 지역이 취약하다. 이는 화산재와 화산쇄설 물질이 흔재된 제3기 응회암의 절리가 매우 잘 발달되어있어 팽윤과 흡수율이 높고 이로 인하여 심부까지 풍화에 취약하기 때문으로 경주 산사태와 포함-구릉포간 국도면의 산사태가 이 종류의 산사태에 속한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제12권3호
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• pp.181-187
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• 2009

본 연구에서는 인위적인 어장 조성을 위해 해저에 시설된 사각형어초의 현존 상태 및 수량을 평가하고자 Multi-Beam Echo Sounder(MBES)와 Side Scan Sonar(SSS) 등의 조사에서 생산된 자료를 사용하여 단위어초의 부피, 산적 어초의 체적 및 공극률을 계산하고 이를 잠수조사 결과와 비교함으로써 단위어초(사각형 어초)의 현존 시설량 산정공식의 효율성을 검토하였다. 부산연안에 시설되어 있던 총 9곳의 사각형어초로 조성된 단위어초의 평균 유효공용적율 k값은 0.753이었으며 k값과 시설경과년수(year,Yr)와의 상관식은 k=0.0023Yr+0.725로 추정되었으나 그 상관성은 매우 낮은 것으로 나타났다. 따라서 인공어초 설치후 시간이 경과할 수 록 산적되어진 어초의 침하 또는 간극의 축소로 인해 다짐의 정도가 커지는 효과가 발생함에도 불구하고 어초의 시설 경과 연도와 k값과의 상관성은 낮았으며 이에 반해 해역의 저질 조건 및 초기 시설 당시의 설치조건에 따라서 k값이 달라 질수 있음을 알 수 있었다.

• 공업화학
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• 제9권4호
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• pp.509-515
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• 1998

커피폐기물을 원료로 하여 염화아연으로 화학적 활성화시켜 커피활성탄 (activated coffee char)을 제조하였다. 이 연구는 roasting과정, 탄화과정, 활성화, 그리고 수세 및 건조의 공정으로 수행되었다. Roasting 과정은 $300{\sim}400^{\circ}C$에서 10분간 수행되었다. 탄화과정의 적절한 조건은 $650^{\circ}C$에서 1시간인 것으로 나타났다. 화학적 활성화에 있어서 가장 중요한 parameter는 활성화제와 coffee char의 화학비인 것을 알 수 있었다. $N_2$ gas를 이용하여 77K에서 제조된 커피활성탄의 BET 비표면적과 BJH 세공용적을 측정하였다. 염화아연에 의해 활성화되어 제조된 coffee char의 비표면적이 $1110{\sim}1580m^2/g$로 분석되었으며 세공용적은 $0.51{\sim}0.81cm^3/g$로 각각 분석되었다. SEM은 세공과 coffee char의 표면관찰에 이용되었다. 분석결과, 활성화 표면과 많은 세공이 형성되어 있는 것을 보였다. 커피폐기물을 이용한 activated coffee char의 제조가 성공적으로 수행되었으며, 이는 폐기물을 이용한 자원 개발의 가능성을 보여주었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.31-41
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• 2013

이 연구는 집중호우로 인해 산사태가 집중적으로 발생한 포항지역 이암 풍화토층을 대상으로 산사태와 관련한 토질특성을 분석하였다. 산사태발생지역과 미발생지역으로 구분한 토층시료에 대해 토질시험을 실시하고 제반 토질특성을 파악하였다. 그리고 통계적 기법으로 토질특성과 산사태 간의 상관성을 분석하여 산사태와 상관성이 있는 토질인자를 추출하였다. 또한, 이들 토질인자를 적용하여 산사태에 유의한 영향요소인 투수계수를 쉽게 산정할 수 있는 상관식을 제안하였다. 연구결과, 산사태발생지역의 토층은 미발생지역에 비해서 간극률이 크고 밀도는 작은 것으로 나타났다. 그리고 입도가 불량하고 느슨한 토층지반은 특징적으로 큰 간극과 작은 밀도를 지님으로써 산사태에 더 취약한 것으로 분석되었다. 또한, 산사태발생지역의 토층이 미발생지역에 비해 다소 큰 투수성지반인 것으로 나타났다. 한편, 상관성분석 결과 유효경, 간극비, 포화단위중량, 및 세립함유량이 투수계수에 유의한 영향인자인 것으로 평가됨으로써 이들 토질인자는 이암 풍화토층의 투수계수산정시 고려되어야 할 토질인자인 것으로 평가되었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제38권9호
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• pp.799-805
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• 2001

상용 알루미나 분말(0.5${\mu}$m, 3${\mu}$m)을 die-press법을 이용하여 1120$^{\circ}$C에서 2시간 1차 소결하여 다공성 전성형체를 제조하고 1100$^{\circ}$C에서 4시간 $La_2O_3-Al_2O_3-SiO_2$계 유리를 용융 침투시켜 치밀한 유리-알루미나 복합체를 제조하였다. 알루미나 입도가 유리-알루미나 복합체의 충진율, 미세조직, 젖음성, 기공률 및 크기, 기계적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 입도 범위가 0.1∼48${\mu}$m로 넓고 bimodal size 입도 분포를 가지면서 random orientation을 가진 3${\mu}$m 알루미나가 분산된 복합체가 최적의 기계적 특성 및 충진률이 관찰되었으며 강도와 인성값은 각각 519MPa, $4.5MPa{\cdot}m^{1/2}$이었다.