• 청정기술
• /
• 제30권3호
• /
• pp.159-174
• /
• 2024

화석원료 기반의 에너지 소비가 급증함에 따라 지구온난화 또한 가속화되고 있다. 특히 도로 수송분야는 이산화탄소 배출이 많은 분야여서 기존의 내연기관 자동차 대신 전기자동차 활용을 권장하고 있으며 이에 따라 이차전지의 중요성이 대두되고 있다. 이차전지는 에너지를 사용하고 충방전 과정을 통해 재사용 할 수 있는 가역적인 전지로, 현재는 리튬 이온을 캐리어로 이용한 리튬이온전지가 많이 사용되고 있다. 이차전지는 에너지, 출력, 수명, 환경친화적, 비용, 안정성 등의 6개 주요 요인을 중요시하고 있으며 각 구성 요소의 소재 특성을 파악하여 6개의 요인을 모두 만족하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 양극재는 리튬 소재에서 벗어나기 힘든 만큼 리튬을 매개로 코발트, 니켈, 망간, 알루미늄 등 여러 물질을 혼합하여 좀 더 성능이 높은 소재 연구를 수행하고 있으며, 음극재는 흑연, 실리콘, 리튬 금속 등을 이용하여 용량을 증가시키는 방향으로 진행하고 있다. 전해질의 경우 현재 액체 전해질이 주로 사용되지만 안정성을 고려하여 고체 전해질 또한 연구 중이며 에너지와 출력 요인을 만족하기 위해서는 추가적인 연구가 더욱 진행 되어야한다. 이번 리뷰 논문에서는 이차전지의 개요부터 구성 요소의 소재 및 특성, 기술 동향, 이차전지 기업을 소개하여 이차전지의 전반적인 내용에 대한 이해를 돕고자 한다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제10권8호
• /
• pp.597-602
• /
• 2016

현 임상에서는 저에너지 광자를 감소시키기 위한 알루미늄 재질의 부가필터를 이용하고 있다. 하지만, 부가필터의 이용은 X-ray 경화현상으로 인하여 발생하는 산란선량이 화질에 악영향을 미칠 수 있다. 또한, 부적절한 필터 두께를 이용은 환자에게 불필요한 노출이 발생하는 선량 크리프 현상이 나타날 수 있다. 이에 본 연구에서는 부가필터 사용 시 X선 빔 경화현상으로 인한 평균 에너지 증가에 따른 전방 산란선량 발생이 영상 화질에 미치는 영향을 정량적으로 평가하기 위하여 RMS 및 RSD를 측정하였다. 연구 결과, 부가필터 두께가 증가할수록 전방산란율과 더불어 상대표준편차가 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 상대표준편차는 평균값에 대한 표준편차가 상대적 크기를 의미한다. 평균값을 신호로 표준편차를 노이즈 성분으로 판단할 때 영상의 해상력에 지표인 신호 대 잡음비가 감소하는 것으로 이해할 수 있다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 부가필터 사용에 따른 전방산란율과 화질의 상관관계가 있음을 정량적으로 검증하였다. 결과적으로, 북미방사선방호측정위원회에서 70 kVp 이상의 관전압에서 권고하는 2.5 mmAl 두께의 필터 사용 시 사용하지 않았을 때에 비해 14.6%가 증가되었다. 이러한 연구 결과는 영상 품질 개선을 위한 필터 연구 시 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• Composites Research
• /
• 제34권4호
• /
• pp.241-248
• /
• 2021

전기자동차 시장이 성장함에 따라 배터리 효율을 증가시키기 위해 차량 경량화 이슈가 대두되고 있다. 이에 전기자동차 배터리 모듈을 보호하는 배터리 모듈 커버를 기존 알루미늄 소재에서 알루미늄 대비 절반 수준의 무게를 가지는 고강도/고내열성 고분자 복합소재로 대체하고자 한다. 또한 복잡한 형상에 대한 제약이 없고, 다품종 소량생산에 유리한 3D 프린팅 기술을 접목하여 기술 변화가 빠른 초기 전기자동차 시장에 대응하고자 한다. 복합소재 역학에 기반하여 압출기를 통해 가공한 단섬유 GF(glass fiber)/PC(polycarbonate) 복합소재 내 유리섬유의 임계길이(critical length)가 453.87 ㎛임을 도출하였고, 사이드 피딩(side feeding) 방식의 가공법을 택함으로써 기존 365.87 ㎛이었던 잔류섬유길이를 향상시킴과 동시에 분산성을 향상시켰다. 이에 30 wt%의 GF가 함유된 GF/PC 복합소재로 인장강도(tensile strength) 135 MPa, 탄성계수(Young's modulus) 7.8 MPa의 최적의 물성을 구현하였다. 또한 3D 프린팅 필라멘트가 상용 필라멘트 규격인 두께 1.75 mm, 표준편차 0.05 mm를 만족하기 위해서 필라멘트 압출 조건(온도, 압출속도)을 최적화하였다. 제작된 필라멘트를 통해 기공률을 최소화하며 강도를 최대화하고, 동시에 생산성 향상을 위해 프린팅 속도를 최대화하는 다중 최적화 문제를 통해 3D 프린팅 공정조건(온도, 프린팅 속도)을 최적화하였고, 이로써 기존 상용화 되어있는 동일 소재 필라멘트 대비 인장강도 11%, 탄성계수 56%가 향상된 결과를 얻었으며, 출력물의 후처리(post-process)를 통해 후처리 전 대비 인장강도 5%, 탄성계수 18%를 추가로 향상시켰다. 끝으로 유한요소해석(finite element analysis, FEA) 기법을 활용하여 전기자동차 배터리 모듈 커버의 시험 규격(ISO-12405)의 Mechanical Shock test의 기준을 만족하도록 배터리 모듈 커버의 구조를 최적화하였고, 이로써 배터리 커버 시험규격을 만족하면서 동시에 알루미늄을 사용했을 때 대비 37%의 경량화를 달성하였다. 해당 연구 결과 및 연구 방법을 활용하여 향후 다양한 분야에 고분자 복합소재 3D 프린팅 기술이 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.67-75
• /
• 2022

본 연구의 목적은 MDCT의 다양한 매개변수와 재구성 조건을 반영하고 z축과 x/y plane의 분해능을 동시에 평가할 수 있는 새로운 팬텀과 평가 방법을 정립하고 유용성을 파악하고자 한다. CT 장비는 Aquilion ONE(Cannon Medical System, Otawara, Japan)을 사용하였으며, 관전압 120 kV에 관전류는 260 mA, 그리고 재구성 영상은 D-FOV 300 mm²로 동일하게 설정하였다. 자체 제작한 SSP 측정 팬텀을 이용하여 고대조도 분해능과 절편두께 분해능을 평가하였다. 이때 갠트리 등각점부터의 거리와 재구성 알고리즘을 변화시켰다. 절편두께는 0.6 mm에서 10.0 mm까지 5단계로 재구성하였다. 영상의 분석은 Aquarius iNtuition Edition ver. 4.4.13.P6 software (Terarecon, California, USA)의 Profile tool을 이용하여 FWHM과 FWTM을 측정하였으며, ImageJ program(v1.53n, National Institutes of Health, USA)의 Plot profile tool을 사용하여 SPQI와 신호강도를 평가하였다. x/y plane의 고대조도 분해능을 평가한 결과, 갠트리 등각점에서 거리가 멀어질수록 2.5, 5.0, 10.0 mm의 절편두께에서 각각 4.09~11.99%, 4.12~35.52%, 4.70~37.64% 감소되었으며, 공칭 절편두께가 두꺼워질수록 감소폭이 증가되었다. 그리고 2.5, 5.0, 10.0 mm의 절편두께에서 High 알고리즘을 적용하면 고대조도 분해능이 각각 74.83, 15.18, 81.25% 증가되었다. x/y plane 및 z축의 절편두께 분해능을 평가한 결과, SSP 곡선에서 FWHM은 거의 일정하지만 사용자가 설정한 공칭 절편두께보다 모두 높게 측정되었다. 갠트리 등각점부터 거리가 멀어질수록 절편두께의 분해능이 감소되었다. 축방향 스캔이 나선형 방법보다 z축 FWHM과 FWTM이 더 증가되었다. 특히, 절편두께가 얇을수록 공칭 절편두께와 오차 범위가 증가되었다. 그리고 SPQI는 절편두께가 커질수록 증가되었으며 나선형 스캔이 축방향 스캔보다 90%에 가까워졌다. MDCT 장치의 성능을 평가할 수 있는 SSP 팬텀을 개발하여 x/y plane과 z축의 분해능을 비교 평가함으로서 노후 장비 관리와 화질 평가의 구체적인 방법으로 활용될 수 있으며, 진단 영상 분야에서 병변 감별에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국대기환경학회지
• /
• 제32권3호
• /
• pp.320-328
• /
• 2016

Among biogenic volatile organic compounds (BVOCs) in the natural ecosystem, monoterpenes, along with isoprene, play important roles in atmospheric chemistry and make significant impacts on air pollution and climate change, especially due to their contribution to secondary organic aerosol production and photochemical ozone formation. It is essential to measure monoterpene concentrations accurately for understanding their oxidation processes, emission processes and estimation, and interactions between biosphere and atmosphere. Thus, traceable calibration standards are crucial for the accurate measurement of monoterpenes at ambient levels. However, there are limited information about developing calibrations standards for monoterpenes in pressured cylinders. This study describes about developing primary standard gas mixtures (PSMs) for monoterpenes at about 2 nmol/mol, near ambient levels. The micro-gravimetric method was applied to prepare monoterpene (${\alpha}$-pinene, 3-carene, R-(+)-limonene, 1,8-cineole) PSMs at $10{\mu}mol/mol$ and then the PSMs were further diluted to 2 nmol/mol level. To select an optimal cylinder for the development of monoterpene PSMs, three different kinds of cylinders were used for the preparation and were evaluated for uncertainty sources including long-term stability. Results showed that aluminum cylinders with a special internal surface treatment (Experis) had little adsorption loss on the cylinder internal surface and good long-term stability compared to two other cylinder types with no treatment and a special treatment (Aculife). Results from uncertainty estimation suggested that monoterpene PSMs can be prepared in pressured cylinders with a special treatment (Experis) at 2 nmol/mol level with an uncertainty of less than 4%.

• 한국진공학회지
• /
• 제18권3호
• /
• pp.203-207
• /
• 2009

반도체 공정에서 기존 금속배선으로 사용되던 Al을 대체하여 사용되는 금속배선으로는 Cu가 그 대안으로 인식되고 있다. 이는 비저항값이 Al ($2.66{\mu}{\Omega}$-cm)보다 Cu ($1.67{\mu}{\Omega}$-cm)가 더 작아 RC 지연 시간 (RC delay time)을 극복하기 때문이다. 그러나 Cu의 녹는점은 $1085^{\circ}C$로 높지만 저온에서 쉽게 Si기판과 반응하는 특성을 가지고 있고, 또한 Si과의 접착력이 좋이 않는 것으로 알려져 있다. 이러한 이유로 Cu와 Si과의 반응을 방지하고 접착력을 높이기 위하여 확산방지막의 연구가 꾸준히 진행되고 있다. 본 연구그룹에서는 Cu의 확산을 방지하기 위하여 W-C-N의 확산방지막에 대하여 연구하여 왔다. 지금까지 보고된 연구 결과에 의하면 W-C-N (tungsten-carbon-nitrogen) 확산방지막은 고온에서도 Cu와 Si과의 확산을 효과적으로 방지하는 것으로 보고되었다. 이 논문에서는 W-C-N 확산방지막에 질소(N) 비율을 다르게 증착하여 지금까지 진행한 연구 결과를 기반으로 새로이 Cu의 전자거동현상(Electromigration)에 대하여 연구하였고, 고온 열처리 과정에서 박막의 표면강도 (Surface hardness)를 Nano-Indenter system을 이용하여 연구하였다. 이러한 연구를 통하여 박막내 질소가 포함된 W-C-N 확산방지막이 Cu의 전자거동에 더 안정적이며, 고온 열처리 과정에서도 표면 강도가 더 안정한 연구 결과를 획득하였다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제34권3호
• /
• pp.220-225
• /
• 2014

초음파 비선형 특성은 일반적으로 재료 내부를 전파한 초음파의 기본주파수 및 2차 고조파 성분 크기에 의해 결정되는 비선형 파라미터 ${\beta}$로 측정되며, 재료의 미세한 변질을 평가하는데 효과적인 인자로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 인공시효된 Al6061-T6의 열처리 시간에 따른 초음파 비선형 특성을 평가하였다. 초음파가 시편을 투과하여 수신되는 신호를 분석하여 비선형 파라미터 ${\beta}$를 구하였고, 비선형 파라미터 측정 후 마이크로 비커스 경도를 측정하였다. 비선형 파라미터 측정 결과로부터 열처리 시간에 따른 재료 내 미세 구조적인 변화를 추정하였으며, 경도 측정 결과로부터 이러한 추정이 합당함을 증명하였다. 측정 결과 비선형 파라미터는 석출거동 메커니즘에 의한 재료 미세조직 변화와 매우 밀접한 상관관계를 나타냈다. 이로부터 초음파 비선형 파라미터를 이용하여 인공시효에 의한 재료 내 미세구조 및 상태 변화를 초음파 비선형 파라미터로 평가할 수 있음을 확인하였다.

• 한국의류학회지
• /
• 제21권5호
• /
• pp.911-921
• /
• 1997

Recently the interest in natural dyeing has been increased because of the color clarity, natural grace and reactionism in fashion. Indigo dyeing, safflower dyeing and Gal-ott in Cheju-Do become generally known, so the study about the natural dyeing is continued with national intrust and support. In this study, 1 used artemisia for various dyeing tests because we can get it easily. 1 tested the dyeability in wool as well as cotton and silk with wormwood in natural dyeing material. I also dyed nylon with the same material for the comparison of the molecular structure. The mercerization and the chitosan treatment were done in cotton to improve the low dyeability in the natural dyeing. The result of this study are as follows; We have to dye repeatedly to get deep color in natural dyeing, and mordant treatment brought good result in color difference and dyeing fastness. 1. Compared with silk, wool and nylon, the dyeability of cotton was the worse. The color difference of cotton was 18.81 without mordants , and 24.05 with mordant. The dyeability of cotton was much increased by mordants such as potassiumdichromate, copper sulfate, iron sulfate and salt water. The color of cotton was turned into yellow-green in potassium dichromate and yellow-green with deep green in copper sulfate. The mercerization and the chitosan treatment of cotton made the improvement in color, dyeability, laundering fastness, abrasion fastness. 2. The color difference of silk was 3 times as high as cotton. It showed the similar degree with the chitosan treated-cotton. That is to say, silk had good dyeability because it contains amino group and carboxyl group. The dyebility of silk was increased by a mordant such as iron sulfate, potassium dichromate and salt water, Drycleaning fastness showed 5 grade, abrasion-fastness was high over 4~5 grade and sunlight fastness showed 1 grade in all case. 3. The color difference of wool was the best among four fabrics because of 18 kinds of amino acids. It is considered that the sulfate of wool has the polarity and help metal- mordants get the better dyeability such as potassium dichromate, iron sulfate, copper sulfate, and aluminum chloride. The color was reddish-green in potassium dichromate, yellow.greenin iron sulfate and copper sulfate, and yellow in the rest mordants. Drycleaning fastness of wool showed over 4~5 grade, abrasion fastness 5 grade. Sunlight-fastness 1 grade. 4. The dyeability of nylon was almost same because of the similar molecular structure with silk. The clarity of color was poor. The color was yellow-green in copper sulfate and yellow in the rest mordants. Laundering fastness and abrasion-fastness of nylon was good. Sunlight- fastness represented 1 grade.

• 분석과학
• /
• 제26권4호
• /
• pp.245-255
• /
• 2013

교통사고로 인해 피해자 의류 또는 사고관련 차량에 부착된 페인트는 법과학적으로 중요한 증거물이다. 의류에 부착된 페인트는 용의차량을 추적하고 교통사고의 피해자임을 입증할 수 있는 단서가 되며, 피해차량과 용의차량에 상호 전이되어 부착된 페인트는 페인트의 동일성 비교로써 사고의 진실을 밝히고 사고 상황을 재구성하는데 중요한 역할을 한다. 부착된 페인트는 보통 미량의 시료이고 특히 단색인 흰색, 노란색, 적색, 청색, 검정색인 경우 페인트 동일성 비교는 입체현미경으로 색상과 안료에 함유된 알루미늄, 펄, 마이카 등의 입자 형상에 대한 상호 비교가 곤란하므로 이에 대한 분석법이 요구되었다. 따라서 본 연구의 목적은 단색의 차량 페인트에서 색상을 구현하는 basecoat 층에 대해 micro-FT-IR과 micro-XRF를 이용하여 안료의 바인더 수지와 무기안료의 구성원소를 확인하여 법과학적 측면에서 페인트 동일성 비교를 하고자 하였다. FT-IR 분석은 시료를 전처리 없이 Reflectance와 ATR 2가지 방법을 병용했으며 Reflectance 스펙트럼은 $4000{\sim}2000cm^{-1}$ 영역에서 aromatics과 aliphatic, acrylonitrile 등의 피크 정보를 얻었고 ATR 스펙트럼은 $2000{\sim}650cm^{-1}$ 영역에서 carbonyl, isocyanate, carbamate 등의 피크 및 피크의 패턴 비교로 안료의 바인더 수지를 비교하는데 이용하였다. 또한 XRF 분광법은 미량 페인트의 무기안료에 함유된 구성원소를 확인하여 적외선 흡수스펙트럼으로 동일성 비교가 곤란한 시료에 대해 판별 가능하게 하였다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제14권3호
• /
• pp.16-36
• /
• 2005

최근 들어 산업화된 국가에서 승용차의 대수는 비약적으로 증가하고 있으며 이러한 추세는 당분간 지속될 것으로 예상된다. 따라서 사용 후 폐기되는 자동차의 대수 또한 증가할 것이며 이를 재활용하는 문제가 심각히 제기되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 2000년 9월 유럽에서 제정된 폐기 자동차의 처리에 관한 규제 조항이 독일에서는 2002년 7월 1일부터 법률로서의 효력을 지니게 되었다. 이 법률 제정의 장기적 목표는 차후 10년 내에 폐자동차를 처리하는 과정에서 발생하는 잔류물을 현재의 30 Wt.%에서 5 t.% 미만으로 줄이는 데 있다. 따라서 차후 자동차를 구성하는 재료들에 대한 좀더 혁신적이고도 효율적인 재활용 기술에 대한 개발 필요성이 대두되고 있다. 자동차 생산 산업에서 디자인 공정은 계속하여 변화되고 있는 바, 이는 자동차 운행 시 연료를 절감하기 위한 선택적 장치와 새로운 기술적인 해결책에 대한 요구가 강하게 제기되고 있기 때문이다. 따라서 자동차 제조에 사용되는 재료로서 알루미늄과 플라스틱 등과 같은 가벼운 재료들의 사용량은 증가하고 있으며 철과 같은 무거운 재료들은 그 사용량이 점차 감소하고 있다. 그런데 자동차 구성 재료들 가운데 플라스틱류는 흔히 합성된 상태로 사용되고 있으므로 이를 기계적 방법에 의해 각각의 구성 플라스틱 성분으로 분리하기는 불가능하다. 이러한 이유로 인해 폐자동차를 구성하는 물질들의 효율적 재활용을 위해서는 재활용하기에 용이한 상태로 자동차를 디자인하여 제조하는 것이 필요하다고 할 수 있다. 이와 함께 폐자동차 재활용율을 향상시키는데 관한 규제를 만족시키기 위해서는 자동차 생산업체와 재황용 산업체의 통합적 협동체제가 요구된다.