• 자원환경지질
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• 제49권3호
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• pp.213-224
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• 2016

원유 생산의 정점이 예상되기 때문에 비전통 자원과 대체에너지에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 비전통 자원 중 오일샌드에 한정하였고, 동토 지역은 건설 가능한 기간이 제한적이고 현지건설인력 확보가 쉽지 않으며, 공사기간을 단축시킬 수 있는 오일샌드 플랜트 모듈화에 대한 관심이 크기 때문에 특허를 통한 기술동향을 분석해 보았다. 특허 분석은 1994년-2015년 데이터를 이용하였고 한국, 미국, 일본, 유럽 및 캐나다 특허를 분석 대상으로 하였다. 기술분류체계로 노천채굴 기술, 지하회수법 기술, 분리/개질/환원물 기술, 모듈설계/패키징 기술, 모듈운송기술 및 소재/유지관리 기술 분야로 나누었고 이를 국가별 landscape, 세부기술 동향분석, 주요 경쟁사 심층분석을 하였다. 특허 분석결과, 오일샌드 플랜트 기술은 미국 및 캐나다에 89%의 특허가 집중 되어 출원되고 있었다. 주로 경쟁사로는 Shell, Suncor 그리고 Exxon-mobil로 각각의 핵심특허를 분석하였다. 오일샌드는 타유전개발과 달리 장기간 안정적 생산량 유지가 가능한 사업적 특성을 가지므로, 장기적 관점에서 특허를 확보하여 오일샌드 사업의 경쟁력을 확보하는 것이 중요할 것으로 분석된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.717-724
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• 2020

일반적으로 아스팔트 포장체의 열전달에 영향을 미치는 인자는 크게 날씨와 포장체의 재료로 나뉘며, 그 중 포장체의 재료 요인으로는 열-물리적 인자(Thermophysical properties)과 포장체 표면의 인자(Surface property)으로 나뉜다. 본 연구에서는 포장체 전반적인 파손 모형에 기본이 되는 아스팔트의 열-물리적 인자에 대한 실험을 진행하였으며, 평가한 아스팔트의 열전달 특성 인자로는 열전도도(Thermal Conductivity), 비열용량(Specific Heat Capacity), 열확산특성(Thermal Diffusivity), 열방사률(Thermal Emissivity)를 평가하였다. 샘플로 사용한 표층용 혼합물 입도는 밀입도 포장 WC-2와 배수성 포장 PA-13으로 선회다짐기를 이용하여 제작하였다. WC-2와 PA-13의 실험결과로 열전도도는 1.18W/m·K과 0.9W/m·K로 나타났고, 비열용량은 970.8J/kg·K과 960.1J/kg·K으로 공극률이 더 낮은 혼합물인 WC-2가 혼합된 재료의 량이 많아 비열용량이 더 높은 나타나는 것을 알 수 있었다. 또한 열방사률은 0.9와 0.91, 열확산률은 5.15㎡/s와 4.66㎡/s으로 WC-2가 PA-13 대비 약 10% 더 빠른 열 확산을 보이는 것을 알 수 있다. 이러한 결과는 향후 아스팔트 포장의 열에너지 활용 및 열에너지에 의한 아스팔트 포장의 파손평가 및 모형개발 등에 연구 및 활용에 가장 근간이 되는 자료가 될 것이라 판단되다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.6345-6359
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• 2015

본 연구의 목적은 '탄소저감형 도시재생' 개념의 정립과 계획 요소 도출, 계획 체계의 구축에 있다. 탄소저감형 도시 재생 계획요소 도출을 위해 '도시재생' 계획요소와 '저탄소도시' 계획요소 간의 상호연관성 분석(Matrix Analysis)과 전문가 집단면접(FGI)을 실시했고, 이를 통해 도출된 요소들을 재구조화시켜 계획 체계를 구축했다. 또한, 도출된 탄소저감형 도시재생 계획 요소 및 체계의 적절성 및 그 효과를 검증하기 위해 심층사례분석을 실시했다. 분석 결과, 탄소저감형 도시재생 계획요소는 총 5개 분야 37개의 요소로 설정되었고 검증단계를 통해 분석해 본 결과, 계획 체계 및 요소들은 선진 사례에서도 매우 핵심적으로 적용되어 있었으며 도시재생 및 탄소저감에 기여하는 효과도 매우 적극적인 것으로 나타났다. 또한 이들은 탄소저감 뿐만 아니라 기후변화의 적응과 완화(억제)의 측면에서도 매우 긍정적으로 작용했다. 재생 측면에 적극적 효과를 보이는 요소들은 주로 공간구조 및 교통, 제도 및 프로그램에 관한 것들이었고 탄소저감 효과가 큰 요소들은 교통, 녹지 및 수자원, 에너지 및 자원 분야에 속해있었다. 또한, 현재와 같은 추세의 기후변화 및 화석에너지 고갈이 계속될수록 도시재생사업에서의 탄소감축은 지속가능한 개발의 '환경적'측면 뿐만 아니라 '경제적'측면에도 매우 중요한 역할을 감당하게 된다는 것을 분석할 수 있었다.

• 폴리머
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• 제37권6호
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• pp.744-752
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• 2013

배향된 상태에서 복굴절이 없는 zero-${\Delta}$n 재료를 개발할 목적으로 용융혼합된 폴리락타이드(PLLA, (+)복굴절)/폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA, (-)복굴절) 블렌드의 상용성과 PMMA의 공단량체인 메틸 아크릴레이트(MA)가 PLLA와의 상용성에 미치는 영향을 살펴보았다. MA 함량에 상관없이 모든 블렌드에서 조성에 따라 변하는 단일 $T_g$와 90% 이상의 투명도가 관찰되었으며, 이로부터 용융혼합된 PLLA/PMMA 블렌드는 분자수준에서 상용성을 보임을 확인하였다. 이들 블렌드는 $280^{\circ}C$의 온도에서도 안정한 단일상을 유지하였다. MA가 17 mol%첨가된 PMMA17과 PLLA의 블렌드의 경우 Hoffman-Weeks 방법을 적용하여 평형융점으로부터 구한 상호작용 에너지 밀도(B)는 $-0.74J/cm^3$이었다. PLLA/PMMA 블렌드는 배향되었을 때 조성고분자들의 고유 배향복굴절이 상쇄되어 특정 혼합비에서 "0" 가까운 복굴절 특성을 나타내었다. PLLA/PMMA5 블렌드의 경우 혼합비에 따른 복굴절 분산을 측정한 결과 zero-${\Delta}$n 특성을 보이는 혼합비에서 역분산이 나타나며, 파장의존성이 없는 복굴절 특성을 보이는 조성이 존재함을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.14-15
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• 2010

Recently there has been growing interest in topological insulators or the quantum spin Hall (QSH) phase, which are insulating materials with bulk band gaps but have metallic edge states that are formed topologically and robust against any non-magnetic impurity [1]. In a three-dimensional material, the two-dimensional surface states correspond to the edge states (topological metal) and their intriguing nature in terms of electronic and spin structures have been experimentally observed in bulk Bi1-xSbx single crystals [2,3,4]. However, if we want to know the transport properties of these topological metals, high purity samples as well as very low temperature will be needed because of the contribution from bulk states or impurity effects. In a recent report, it was also shown that an intriguing coupling between the surface and bulk states will occur [5]. A simple solution to this bothersome problem is to prepare a topological metal on an ultrathin film, in which the surface-to-bulk ratio is drastically increased. Therefore in the present study, we have investigated if there is a method to make an ultrathin Bi1-xSbx film on a semiconductor substrate. From reflection high-energy electron diffraction observation, it was found that single crystal Bi1-xSbx films (0${\sim}30\;{\AA}A$ can be prepared on Si(111)-$7{\times}7$. The transport properties of such films were characterized by in situ monolithic micro four-point probes [6]. The temperature dependence of the resistivity for the x=0.1 samples was insulating when the film thickness was $240\;{\AA}A$. However, it became metallic as the thickness was reduced down to $30\;{\AA}A$, indicating surface-state dominant electrical conduction. Figure 1 shows the Fermi surface of $40\;{\AA}A$ thick Bi0.92Sb0.08 (a) and Bi0.84Sb0.16 (b) films mapped by angle-resolved photoemission spectroscopy. The basic features of the electronic structure of these surface states were shown to be the same as those found on bulk surfaces, meaning that topological metals can be prepared at the surface of an ultrathin film. The details will be given in the presentation.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.220-220
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• 2013

Surface-normal transmission electro-absorption modulator (EAM) are attractive for high-definition (HD) three-dimensional (3D) imaging application due to its features such as small system volume and simple epitaxial structure [1,2]. However, EAM in order to be used for HD 3D imaging system requires uniform modulation performance over large area. To achieve highly uniform modulation performance of EAM at the operating wavelength of 850 nm, it is extremely important to remove the GaAs substrate over large area since GaAs material has high absorption coefficient below 870 nm which corresponds to band-edge energy of GaAs (1.424 eV). In this study, we propose and experimentally demonstrate a transmission EAM in which highly selective backside etching methods which include lapping, dry etching and wet etching is carried out to remove the GaAs substrate for achieving highly uniform modulation performance. First, lapping process on GaAs substrate was carried out for different lapping speeds (5 rpm, 7 rpm, 10 rpm) and the thickness was measured over different areas of surface. For a lapping speed of 5 rpm, a highly uniform surface over a large area ($2{\times}1\;mm^2$) was obtained. Second, optimization of inductive coupled plasma-reactive ion etching (ICP-RIE) was carried out to achieve anisotropy and high etch rate. The dry etching carried out using a gas mixture of SiCl4 and Ar, each having a flow rate of 10 sccm and 40 sccm, respectively with an RF power of 50 W, ICP power of 400 W and chamber pressure of 2 mTorr was the optimum etching condition. Last, the rest of GaAs substrate was successfully removed by highly selective backside wet etching with pH adjusted solution of citric acid and hydrogen peroxide. Citric acid/hydrogen peroxide etching solution having a volume ratio of 5:1 was the best etching condition which provides not only high selectivity of 235:1 between GaAs and AlAs but also good etching profile [3]. The fabricated transmission EAM array have an amplitude modulation of more than 50% at the bias voltage of -9 V and maintains high uniformity of >90% over large area ($2{\times}1\;mm^2$). These results show that the fabricated transmission EAM with substrate removed is an excellent candidate to be used as an optical shutter for HD 3D imaging application.

• 터널과지하공간
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• 제23권3호
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• pp.180-191
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• 2013

본 연구는 백운광산지역에 부존하는 대리석을 효율적으로 채석하고자 새로이 도입한 체인쏘머신(chain saw machine)의 적용성과 작업 효율을 분석함으로써 최적의 채석 방안을 도출하고자 하였다. 절단 효율에 큰 영향을 미치는 채석대상암석의 물리적 특성을 파악한 결과, 국내 타 지역에서 산출되는 대리석의 물성과 유사한 수준을 보이고 있으며 등방적 성질을 지니고 있어 산업용 석재로서 유리한 것으로 나타났다. 부존 대리석이 석재로서 가지는 중장기 품질을 확인하기 위해 내부식성, 마모율 등의 시험을 수행한 결과, pH 5.6의 인공강우를 50회 적용한 이후부터 시험편의 무게와 탄성파속도가 감소하였으며 마모율은 22.67%로 나타났다. 채석장 현장에서 시험운행 중인 체인쏘머신의 작업별 소요시간과 절단속도를 분석하여 단위작업을 9가지로 분류하였고 각 단위작업별 소요시간을 도출하였다. 이를 토대로 현장에 실제 적용 가능한 2가지 작업패턴에 대한 작업소요시간을 비교한 결과 장비 본체이동을 최소화하여 절단순서를 결정한 패턴 B가 원석의 외곽면을 우선 절단하도록 절단순서를 결정한 패턴 A보다 약 6%의 작업시간 단축을 나타내었다. 절단패턴 분석과 함께 백운광산의 광체를 3차원으로 모델링하고 대상암석의 부존조건을 고려한 채석 계획안을 제시하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권1호
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• pp.22-28
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• 2004

현장에서 사용된 열화도가 같기 다른 여러 종류의 가열로 튜브 사용재를 확보하는 것이 실상 어려운 일이다. 따라서 가열로 튜브 사용재의 미세조직을 모사하기 위하여 HK-40강을 등온 열처리하였다. $1050^{\circ}C$에서 등온 열처리하여 열처리시간이 다른 5개의 시험편을 준비하였다. 열화시간에 따른 HK-40강의 열화도를 비파괴적으로 평가하는 방법을 제안하기 위하여 자기적 성질 중 자화율의 변화를 연구하였다. 자화율은 상온에서 열화도가 커짐에 따라 증가하였다. 자기적 방법으로 측정한 자화율의 변화를 인장특성, 경도의 변화와 비교하여 보았다. HK-40강의 미세조직 관찰 및 EDS 분석을 통하여 미세조직의 변화가 인장 특성과 경도, 자화율에 영향을 주는지 살펴보았다. 실험결과를 토대로 자화율을 이용하여 HK-40강의 열화도를 비파괴적인 평가할 수 있는 방법을 제안하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.21-26
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• 2017

본 연구에서는 이중관형 열회수 환기장치의 제품 적용 가능성을 검토하기 위해 성능 시험을 수행하였으며 이중관의 내측관의 재질에 변경에 따른 검토를 하기 위해 종이관, 알루미늄관, 폴리머관을 제작하여 동일한 급/배기 풍량을 인가하여 측정하였다. 온도 교환 효율은 모든 경우에서 알루미늄관의 경우가 가장 큰 값을 나타냈으며 종이관과 폴리머관은 비슷한 결과를 보였다. 이는 내측관으로 사용된 재료의 열전도율과 두께의 차이 때문인 것으로 판단된다. 습도 교환 효율은 모든 경우에서 종이관의 경우가 가장 큰 값을 나타냈으며 알루미늄관과 폴리머관은 비슷한 결과를 보였다. 이는 종이 재질은 습도 교환이 가능하지만 알루미늄과 폴리머재질은 습도 교환이 불가능하기 때문인 것으로 판단된다. 습도 교환과 온도 교환의 두 값을 포함하는 전열 교환 효율은 종이관의 경우가 가장 큰 값을 나타냈으며 알루미늄관과 폴리머관은 비슷한 결과를 보였다. 에너지계수(COE)는 현열과 잠열교환이 동시에 일어나는 종이관의 경우 전열에너지계수 값을 현열교환만 일어나는 알루미늄관과 폴리머관은 현열에너지계수를 비교해 보면 종이관의 에너지계수가 가장 큰 값을 나타냄을 알 수 있었다. 본 연구를 통하여 이중관형 열회수 환기장치의 내부관 재질에 따른 성능을 비교 분석 하였으며 환기장치로 적용이 가능한 것을 알 수 있었다.

• 한국해양공학회지
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• 제30권4호
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• pp.334-340
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• 2016

The combustion chamber of a diesel engine is often exposed to a more serious wear and corrosion environment than other parts of the engine because its temperature increases as a result of using heavy oil of low quality. Therefore, repair and built-up welding methods must be performed on worn or corroded parts of the piston crown, exhaust valve, etc. from an economical point of view. In this study, Inconel 718 filler metal was used in repair welding on the groove of a forged steel specimen for a piston crown, along with built-up welding on the surface of another forged steel specimen. Then, the corrosion characteristics of the weld metal zone for the repair welding and the deposited metal zone for the built-up welding were investigated using electrochemical methods in a 35% H₂SO₄ solution. The deposited metal zone indicated better corrosion resistance than the weld metal zone, showing a nobler corrosion potential, higher impedance, and smaller corrosion current density. It is considered that metal elements with good corrosion resistance were generally included in the filler metal, and these elements were also greatly involved in the deposited meta by built-up welding, whereas the weld metal consisted of metal elements mixed with both the filler metal and base metal elements because of the molten pool produced by the repair welding. Finally, it is considered that the hardness of the weld metal was increased by the repair welding, whereas the built-up welding improved the corrosion resistance of the deposited metal.