• Composites Research
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• 제27권6호
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• pp.219-224
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• 2014

탄소나노튜브(CNT)의 물성은 고분자재료의 기계적, 전도성, 열적 물성을 향상시켜주기 때문에 많은 분야에서 소재개발을 진행 중이다. 본 연구에서는 사전에 CNT 10 wt% 페이스트를 제조하여 나노입자에 대한 분산도와 나노복합재료 생산성을 높일 수 있는 기초 재료를 제조하였다. 제조된 CNT 10 wt% 페이스트를 이용하여 손상 감지용 CNT 나노복합재료를 제조하여 균열에 대한 손상감지능과 균열 보강효과에 대한 영향을 연구하였다. CNT 10 wt% 페이스트를 이용하여 제조된 CNT 1 wt% 나노복합재는 일반 CNT 파우더를 이용하여 CNT 1 wt% 나노복합재료를 제조하였을 경우보다 인장과 굴곡물성이 높음을 확인하였다. CF30wt%/PP에 인위적인 균열을 제조하고, 균열부위에 CNT 나노복합재료를 보강하여 균열 및 파괴 발생 감지능을 균열크기에 따라 전기저항 측정법과 인장물성평가를 통해 분석하였다. CNT 나노복합재료를 균열 부위에 보강하여 CF30wt%/PP의 인장물성을 분석하였을 경우, 균열보강효과가 있었다. 균열크기가 증가함에 따라 CNT 나노복합재료의 보강효과의 증가되었다. 이는 CNT 나노복합재료와 CF30wt%/PP간의 접착면 증가로 균열전파를 지연하기 때문이다. CNT 나노복합재료의 손상감지능에 대해서는 전기저항 평가법으로 분석하였으며, 접착면에서의 분리로 인해 CNT 나노복합재료에 충격이 가해져 높은 전기저항 증가구간을 확인하였다. 손상감지용 CNT 나노복합재료의 균열방지효과와 손상감지에 대한 전기저항 평가법의 가능성을 확인하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.61-67
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• 2018

용접예열은 본 용접 전에 금속이 융착되는 모재면을 일정한 온도로 가열하는 것을 의미한다. 냉각속도 조절에 따른 재료 경화 정도 감소, 불순물 편석억제, 열적 변형방지, 그리고 수분제거 등 인접 영향부의 균열을 방지할 수 있다. 이러한 이유에서 고품질의 용접을 위하여 반드시 필요한 작업이다. 유도가열은 전자기유도 현상을 응용하여 전기에너지를 열에너지로 변환시키는 효율적인 가열방식이다. 기체 및 액체를 이용한 연소발열과 비교하여 신속한 가열뿐만 아니라 청결하고, 안정적이며, 경제적이다. 단순한 구조로 주파수와 코일의 형태를 변형하여 가열체의 형상, 깊이, 재질에 관계없이 가열할 수 있다. 본 논문에서는 유도가열 기법을 이용하여 저주파 용접예열 시스템을 구현하였으며, 3종의 자동차 변속기 부품을 대상으로 권선코일 내에서 각 변속기 높이에 따라 권선코일 저항, 인덕턴스 및 자동차 변속기 부품의 온도변화를 관찰한 결과 전류의 변화는 저주파 가열에 있어 매우 중요한 요인으로 작용함을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제28권9호
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• pp.528-533
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• 2018

In recent years, solar cells based on crystalline silicon(c-Si) have accounted for much of the photovoltaic industry. The recent studies have focused on fabricating c-Si solar modules with low cost and improved efficiency. Among many suggested methods, a photovoltaic module with a shingled structure that is connected to a small cut cell in series is a recent strong candidate for low-cost, high efficiency energy harvesting systems. The shingled structure increases the efficiency compared to the module with 6 inch full cells by minimizing optical and electrical losses. In this study, we propoese a new Conductive Paste (CP) to interconnect cells in a shingled module and compare it with the Electrical Conductive Adhesives (ECA) in the conventional module. Since the CP consists of a compound of tin and bismuth, the module is more economical than the module with ECA, which contains silver. Moreover, the melting point of CP is below $150^{\circ}C$, so the cells can be integrated with decreased thermal-mechanical stress. The output of the shingled PV module connected by CP is the same as that of the module with ECA. In addition, electroluminescence (EL) analysis indicates that the introduction of CP does not provoke additional cracks. Furthermore, the CP soldering connects cells without increasing ohmic losses. Thus, this study confirms that interconnection with CP can integrate cells with reduced cost in shingled c-Si PV modules.

• 보존과학회지
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• 제34권2호
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• pp.107-118
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• 2018

직지사 대웅전 포벽화에 대한 보존상태 진단 및 재질분석 등 과학적 조사를 통해 벽화 보존방안 마련을 위한 연구를 실시하였다. 포벽화 보존상태 평가 결과, 채색층 열화 및 벽화면 오염 등의 손상이 큰 것으로 나타났으며, 벽체 균열 및 파손 그리고 층간 분리 등 벽체의 구조적 손상이 심화된 것으로 나타났다. 광학적 조사결과 밑그림 또는 덧칠의 흔적 등 채색층에서의 특이점은 확인되지 않았다. 벽화 별 초음파 탐상 속도는 표면 위치에 따라 낮게는 약 195.8 m/s부터 높게는 392.7 m/s까지 측정되어 위치에 따른 표면 물성을 비교할 수 있었으며, 적외선 열화상 촬영에서는 벽체 층간 분리 및 채색층 박리부위가 면밀하게 검출되어 손상에 대한 객관적인 파악이 가능하였다. 재질 분석 결과 벽체는 모래와 풍화토를 사용하여 제작한 것으로 확인되었으며, 벽체층은 모래와 세립사 이하 크기의 토양을 거의 5:5로 혼합하였고, 마감층은 중립사와 세립사를 약 6:4 비율로 혼합한 것으로 나타났다. 그러나 마감층의 경우 극세립사 이하 크기의 혼합비율이 벽체층에 비해 현저히 적은 것으로 나타났다. 직지사 대웅전 포벽화는 토벽체가 갖는 구조 특성과 함께 벽체층간 밀도 차이로 인해 벽체 파손과 층간 분리현상이 발생한 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제21권5호
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• pp.394-405
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• 2011

본 연구에서는 복공식 지하 압축공기에너지 저장공동의 역학적 변형 및 누출 거동의 복합거동을 파악할 목적으로 비등온 다상다성분 유체유동 및 역학적 거동의 연계해석이 가능한 TOUGH-FLAC 해석을 실시하였다. 지하압축공기에너지 저장 공동의 초기 및 장기 운영 과정에서 고압 압축공기 인입 입출에 따른 콘크리트 라이닝 내부에 발생하는 응력 양상을 살펴보고 저장공동 내부 압력 및 온도 변화를 파악함으로써 기밀성능을 평가하였다. 최대 저장공동 운영압력 8 MPa 조건에서 콘크리트 라이닝 내부에서는 공기침투압에 의한 유효응력의 감소와 접선방향의 인장응력의 증가에 따라 인장균열이 발생할 수 있음을 확인하였다. 콘크리트 라이닝 내부의 인장균열 발생에 따른 투과특성 증가 모델을 이용한 해석 결과, 저장공동 천정부 및 측벽부 일부에서 인장파괴가 발생하여 이들 영역에서의 투과계수는 초기 $10{\times}10^{-20}m^2$에서 $5.0{\times}10^{-13}m^2$까지 증가하였다. 한편, 콘크리트 라이닝 내부 인장균열 발생 및 투과특성 증가에도 불구하고 저장공동 내부 압축공기 압력은 주변 암반의 기밀성능으로 인해 일정하게 유지되고 공기누출량은 일일주입량의 0.02%에도 못 미쳐 복공식 지하 압축공기에너지 저장공동의 유효성을 확인할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.39-55
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• 2022

본 연구는 경주 중·저준위 지하 처분환경에서의 사일로 콘크리트의 음향방출(AE) 신호 감쇠계수(α)를 결정하기 위해 신호감쇠 실험을 수행하였다. 활용된 시료들은 경주 중·저준위 처분장 사일로에 사용된 콘크리트 배합비로 제작하였으며 28일간 수중 양생 후 처분환경에 맞도록 온도 및 포화유무에 따라 추가적으로 노출시켰다. 처분조건 별 각 3개씩의 공시체에 대하여 신호전달거리에 따른 AE 신호를 측정한 결과, 초기구간에서는 포화콘크리트의 AE 진폭과 절대에너지가 건조콘크리트의 경우보다 더 높게 나타났지만, α는 포화콘크리트의 경우가 더 높게 산정되었다. 또한, 포화유무와 상관없이 온도가 증가함에 따라 α는 감소하는 경향을 보였다. α는 온도조건보다는 포화유무에 따른 영향이 큰 것으로 분석되었으며, 이는 콘크리트 처분구조물의 감쇠신호 측정 시 포화여부를 고려한 판단이 중요하다는 것을 의미한다. 처분환경에서의 콘크리트 α는 균열이 발생한 위치에서의 실제 AE 특성 파라미터 값을 추정함으로써 경주 중·저준위 처분환경에서 사일로 콘크리트의 건전성을 예측하고 센서의 최적 배치를 결정하는 데 도움이 될 것으로 기대한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권1호
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• pp.9-20
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• 2023

고속도로 콘크리트 구조물은 제설제 사용량 증가로 구조물의 열화가 가속되고 있어 성능회복을 위해 단면복구공사를 실시하고 있다. 하지만, 보수공사 이후 보수부위에 균열, 들뜸 및 부착성능 저하 등의 재손상이 나타나고 있다. 본 연구에서는 먼저 해외 기준을 분석하였고, 공용 중인 콘크리트 구조물의 현장조사, 실내실험, 폐교량에 대한 시험시공을 통해 균열 방지 및 부착성능향상을 위해 강화된 기준을 제시하였다. 요구성능이 충족되는 재료는 모두 적용이 가능하도록 성능기반의 품질기준을 제시하였고, 재료별 상이한 시험방법도 일관성 있는 시험결과 분석을 위해 콘크리트 시험법으로 통일하여 제시하였다. 고려된 품질기준은 하중 저항을 위해 역학특성 분야로는 압축강도, 휨강도, 부착강도 기준을 마련하였고, 체적안정성을 위해 길이변화율, 균열저항성, 열팽창계수, 탄성계수를 기준을 마련하였다. 제설염해에 대한 저항성을 위해 내구성능 분야로는 염분침투저항성과 동결융해저항성 기준을 제시하였다. 본 연구에 의해 제시된 콘크리트 보수재료의 기준은 국내의 단면복구공사 품질향상에 기여할 것으로 기대된다.

• 화약ㆍ발파
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• 제41권3호
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• pp.38-61
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• 2023

발파의 영향으로 생기는 굴착손상대(Excavation Damaged Zone, EDZ) 영역은 응력재분배 등으로 응력이 변화하며 처분장이 위치하는 깊은 심도에서는 그 영향이 두드러진다. 특히 균열생성으로 인한 투수특성 증가는 지하수 유입량 증가 및 방사성 핵종의 유출 가능성을 증가시키므로 반드시 고려되어야 하는 영역이다. 본 연구에서는 FLAC2D Version 7.0을 이용하여 EDZ가 없는 경우(No EDZ), EDZ가 있으며 거리에 따라 일정한 물성을 갖는 경우(Uniform EDZ), EDZ가 있으며 거리와 위치에 따라 무작위 물성을 갖는 경우(Random EDZ) 3가지로 나누어 비교하여 손상대 유무에 따른 수리-역학적 복합거동 분석을 통해 안정성 해석을 진행하였다. 그 결과 터널 변위의 경우 Random EDZ에서 No EDZ에 비해 평균 423 %, Uniform EDZ에 비해 16 % 크게 나타났다. 지하수 유입량은 Random EDZ에서 No EDZ에 비해 최대 17.3 %, Uniform EDZ에 비해 10.8 % 증가하였다. 굴착 후 응력재분배에 의해 터널 주변의 투수계수는 터널 벽면 모서리 부분과 터널 천정 부근에서 최대 10배 이상 증가하는 것으로 나타났다. 측압계수가 증가함에 따라 터널 벽면 주변의 투수계수는 부분적으로 증가하지만 터널 전면에서의 지하수 유입량은 감소하는 경향을 보였다. FLAC3D를 이용한 역학적 해석에서도 FLAC2D와 유사한 결과를 보였으며 터널 굴착 진행에 따른 소성대의 발생으로 인한 약간의 차이를 확인할 수 있었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제45권5호
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• pp.559-571
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• 2017

본 연구에서는 열가소성수지 필름의 사용량과 적층방향에 따른 합판의 접착성능을 알아보고자 하였다. 사용된 표판과 이판은 열대산 활엽수 잡목(Mixed light hardwood) 단판과 심판은 라디에타파인(Pinus radiata D. Don) 단판을 사용하였다. 필름은 폴리프로필렌(Polypropylene, PP) 필름과 폴리에틸렌(Polyethylene, PE) 필름을 사용하였다. 먼저 PP와 PE 필름의 특성을 알아보기 위하여 열분석과 인장강도를 조사하였다. 그 결과, PP 필름과 PE 필름의 용융온도는 $163.4^{\circ}C$, $109.7^{\circ}C$였으며, 결정화온도는 $98.9^{\circ}C$, $93.6^{\circ}C$로 나타났다. 각 필름별 인장강도와 신장률은 길이방향보다 폭방향이 더 큰 것으로 나타났다. 필름의 특성을 고려하여, 필름 사용량에 대한 시험은 단판 상에 목표두께별로 필름을 적층하는 방법으로 실시하였다. 그리고 필름의 적층방향에 따른 시험은 단판의 목리방향을 기준으로 필름의 길이방향과 폭방향을 구분하여 각각 적층한 후 합판을 제조하였다. 각각 제조된 합판으로 접착성능을 시험한 결과, 준내수 인장 전단 접착력은 PP 필름의 두께가 0.05 mm 이상, PE 필름은 0.10 mm 이상일 때 KS기준을 만족하였다. 내수 인장 전단 접착력은 PP 필름 두께가 0.20 mm일 때 KS기준을 상회하였다. 필름의 적층방향별 접착성능 시험에서, 단판의 목리방향과 필름의 폭방향으로 적층했던 합판은 필름의 길이방향으로 적층했던 합판보다 더 우수한 결과를 보였다. 현미경으로 관찰된 합판의 표면과 접착층에서 열가소성수지가 단판 내부와 할렬부위로 침투하여 기계적 결합을 이룬 것으로 확인되었다.

• 자원환경지질
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• 제23권4호
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• pp.369-381
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• 1990

우리나라에서 중요한 금속광상인 상동 중석, 연화 연-아연, 거도의 동-철 광상은 모두 태백분지내 함백향사 남익부에 위치하고 있다. 이들 광화작용은 대체로 동서 주향에 25-30도 북향한 경사로 놓여진 캠브리아기의 묘봉층내 석회암 협층과 풍촌 석회암에서 일어났다. 함백향사의 북익부에는 동일한 지질내에 동일형의 광상이 노출되어 있지 않아, 이 지역에서의 잠두광체를 찾기위한 수단으로 알려진 상동광산 지역에서 암석지화학적, 특별히 Si, Ca, Fe 및 탄소 안정동위원소를 이용한 탐사연구를 시도하였다. 광화대와 비광화대의 석회암 사이의 CaO와 $AL_2O_3$ 함량은 큰 차이를 보이고, 탄소동위 원소 분석결과 역시 ${\delta}^{13}C$ 값이 광화대에서 더 낮은 값을 보이는 바 그 내용은 아래와 같다. 비광화대 광화대 CaO 51.3% 43.5% $Al_2O_3$ 0.6% 2.4% ${\delta}^{13}C$ -0.39 permil -0.56 permil $Fe_2O_3$ 0.9% 1.4% $SiO_2$ 3.0% 2.4% 광화대내의 풍촌석회암의 Si 함량이 감소한 것은 앞선 연구(Moon. 1987) 결과와 상치되는 바, 광화대내의 석회암중 Al 함량이 증가한 사실을 확인한 사실을 근거로 생각해 볼때, Si의 감소는 열극, 균열, 또는 소규모의 단층올 따라 주로 발달된 변질물의 증가에 따른 결과로 유추되기도 한다. 따라서 광화대내의 Si 와 Al 함량이 보여주는 현상은 화강암류로부터 전달된 열의 영향으로부터 기인된 것으로 상위 지표부의 석회암에 이로부터 광화활동이 이어진 것으로 여겨진다. 만약 함백향사의 북익부에서 풍촌석회암의 Fe, Al의 함량이 평균 함량치 보다 높을 뿐만 아니라, Ca와 Si는 낮고 Ca 함량과 ${\delta}^{13}C$의 값이 평균치보다 낮은 값을 보이는 경우는 잠두광체 탐사에 이용될 가치가 있다고 본다.