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Crystal Structure and Physical Property of Tetragonal-like Epitaxial Bismuth Ferrites Film

  • Nam, Joong-Hee;Biegalski, Michael;Christen, Hans M.;Kim, Byung-Ik
    • 한국자기학회:학술대회 개요집
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    • 한국자기학회 2011년도 임시총회 및 하계학술연구발표회
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    • pp.7-8
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    • 2011
  • Basically, the lattice mismatch between film and substrate can make those BiFeO3(BFO) films distorted with strain structure. BFO phase can be stabilized on LaAlO3(LAO) represents the example of a multiferroic with giant axial ratio. Its crystal structure is not strictly tetragonal, but tetragonal with a slight monoclinic distortion and related to the rotation of the oxygen octahedra. In this study, we show that phases with a tetragonal-like epitaxial BFO films can indeed be ferroelectric and also can be stabilized via epitaxial growth onto LAO. Recent reports on epitaxial BFO films show that the crystal structure changes from nearly rhombohedral ("R-like") to nearly tetragonal("T-like") at strains exceeding approximately -4.5%, with the "T-like" structure being characterized by a highly enhanced c/a ratio. While both the "R-like" and the "T-like" phases are monoclinic, our detailed x-ray diffraction results reveal asymmetry change from MA and MC type, respectively. By applying additional strain or by modifying the unit cell volume of the film by substituting Ba for Bi, the monoclinic distortion in the "T-like" MC phase is reduced, i.e. the system approaches a true tetragonal symmetry. There are two different M-H loops for $Bi_{1-x}Ba_xFeO_{3-{\delta}}$(BBFO) and BFO films on SrTiO3(STO) & LAO substrates. Along with the ferroelectric characterization, these magnetic data indicate that the BFO phase stabilized on LAO represents the first example of a multiferroic with giant axial ratio. However, there is a significant difference between this phase and other predicted ferroelectrics with a giant axial ratio: its crystal structure is not strictly tetragonal, but tetragonal with a slight monoclinic distortion. Therefore, in going from bulk to highly-strained films, a phase sequence of rhombohedral(R)-to-monoclinic ["R-like" MA-to-monoclinic, "T-like" MC-to-tetragonal (T)] is observed. This sequence is otherwise seen only near morphotropic phase boundaries in lead-based solid-solution perovskites (i.e. near a compositionally induced phase instability), where it can be controlled by electric field, temperature, or composition. Our results show that this evolution can occur in a lead-free, stoichiometric material and can be induced by stress alone. Those major results are summarized as follows ; 1) Ba-doping increases the unit cell volume, 2) BBFO on LAO can be fully strained up to x=0.08 as a strain limit (Fig. 1), 3) P(E) & M(H) properties can be tuned by the variation of composition, strain, and film thickness.

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슬럼프 고정 순환골재콘크리트의 물리적 특성 및 압축강도 추정에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Estimation of Compressive Strength and the Physical Properties of Recycled Aggregate Concrete of Fixed Slump)

  • 김상헌;전찬수;이세현
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제22권2호
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    • pp.51-58
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    • 2018
  • 본 연구는 콘크리트 산업에 있어 자원 고갈, 환경 문제 등을 대처할 수 있는 순환골재의 활용을 촉진하며 순환골재콘크리트의 레미콘 실생산을 위한 기초적 연구로서, 순환골재 사용량에 따른 슬럼프 고정 순환골재콘크리트의 물시멘트비 변화 및 물리적 특성을 실험하고 그 결과를 회귀분석하여 순환골재콘크리트의 압축강도 추정을 위한 단위시멘트량, 순환골재의 사용량, 물시멘트비 등 레미콘 생산 조건을 검토하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 순환골재를 사용한 콘크리트는 목표 슬럼프를 유지하기 위해서는 단위수량 증가가 요구되며, 순환굵은골재보다 순환잔골재의 치환에 더 많은 단위수량의 증가가 필요하였다. 순환잔골재의 치환율은 60%이하는 레미콘 품질기준에 벗어나지 않는 공기량 확보가 가능하였다. 순환골재를 사용한 콘크리트의 압축강도는 순환골재의 치환율이 증가할수록 감소하는 것으로 나타났으며, 특히 순환잔골재를 100% 치환한 경우 압축강도는 25%정도 저하하였다. 순환골재를 사용한 콘크리트의 배합인자에 따른 압축강도의 상관관계를 분석한 결과, 순환잔골재>물시멘트비>공기량 순으로 영향을 미치는 것으로 나타났다.

침전법으로 제조된 Mg(OH)2의 잔류 Na염이 MgO 입자 형성에 미치는 영향 (Effect of Na Salt on the Formation of MgO Obtained from Mg(OH)2 by Precipitation Method)

  • 이동현;유승범;김대성;임형미;이승호
    • 한국재료학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.54-60
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    • 2012
  • The particle size of MgO was examined as a function of the Na content in $Mg(OH)_2$ powders and the calcination temperature. $Mg(OH)_2$ suspension was obtained by dropwise precipitation of $Mg(NO_3)_2{\cdot}6H_2O$ and NaOH solutions. The suspension was diluted by varying the dilution volume ratio of distilled water to $Mg(OH)_2$ suspension to change the Na salt concentration in the suspension. $Mg(OH)_2$ slurry was filtered and dried at $60^{\circ}C$ under vacuum, and then its $Mg(OH)_2$ powder was calcined to produce MgO with different amount of Na content at $500\sim900^{\circ}C$ under air. Investigation of the physical and chemical properties of the various MgO powders with dilution ratio and calcination temperature variation was done by X-ray diffraction, transmission electron microscopy, BET specific surface area and thermal gravimetric analysis. It was observed that MgO particle size could depend on the condition of calcination temperature and dilution ratio of the $Mg(OH)_2$ suspension. The particle size of the MgO depends on the Na content remaining in the $Mg(OH)_2$ powder, which powder was prepared by changing the dilution ratio of the $Mg(OH)_2$ suspension. This change increased as the calcination temperature increased and decreased as the dilution ratio increased. The growth of MgO particle size according to the increase of temperature was more effective when there was a relatively high content of Na. The increase of Na content lowered the temperature at which decomposition of $Mg(OH)_2$ to MgO took place, thereby promoting the crystal growth of MgO.

금속기지 복합재료의 제조 및 성형시에 발생하는 열적잔류응력의 정량적 평가 및 예측에 관한 이론적 연구 (제 1보 : 강화재가 2차원 평면상태로 분포하는 경우) (A Theoretical Study on Quantitative Prediction and Evaluation of Thermal Residual Stresses in Metal Matrix Composite (Case 1 : Two-Dimensional In-Plane Fiber Distribution))

  • 이준현;손봉진
    • 비파괴검사학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.89-99
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    • 1997
  • 단섬유강화금속복합재료는 최근 항공기, 자동차산업에 있어서 관심의 대상이 되고 있는 재료중의 하나이나 재료의 제조 및 성형중에 재료내의 기지재 및 강화재의 열팽창계수의 차이로 인해 재료 내부에 발생되는 열적잔류응력으로 인한 재료 특성의 변화로 실제적인 재료 적용상에 많은 문제점들이 보고되고 있다. 이와 같은 금속복합재료의 잔류응력의 평가에는 몇가지 비파괴적 방법이 적용되고 있으나 그 측정에 많은 어려움이 보고되고 있다. 따라서 금속복합재료의 보다 실제적인 응용을 위하여는 이와 같은 열적잔류응력을 평가하기 위한 이론적모델의 확립이 요구된다. 본 연구에 있어서는 비방향성을 가진 강화재가 2차원 평면 상태로 기지재내에 존재하는 단섬유강화금속복합재료에 있어서 재료에 균일한 온도 변화가 주어질 때 기지재와 강화재의 열팽창계수의 차로 인해 재료 내부에 발생하는 열적잔류응력을 평가, 예측하기 위한 이론적 탄성 모델을 확립하고자 한다. 본 연구에서 해석하고자 하는 이론 모델은 Eshelby의 등가 개재물 방법을 토대로 하고 있으며 과거 제안되고 있는 이론모델을 포함하는 보다 일반성을 가지는 해석 모델로서, 이 해석 모델을 이용하여 열적잔류응력에 미치는 강화재의 체적률, 종횡비, 분포 상태, 분포 cut-off 각도들에 대한 각 인자의 영향을 검토하였다. 그 결과 강화재의 체적률, 종횡비, cut-off 각도들이 강화재의 분포 상태보다도 금속복합재료의 열적잔류응력에 미치는 영향이 현저함을 알 수 있었다.

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고분자 용액의 세포 압착 현상에 의한 감자 절편의 탈수 현상에 관한 연구 (A Study of Dewatering Phenomena of Potato Slice Cytorrhysed by High Molecules)

  • 최동원;신해헌;김종규
    • 한국식품영양학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.358-365
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    • 2006
  • 두께 1 mm의 감자 절편을 분자량 200에서 6000까지의 PEG용액에 침지했을 때 PEG의 분자량이 작을 수록 초기 탈수 속도가 빨랐으나 최종 탈수량은 PEG 분자량이 클수록 증가하여 PEG 6000인 경우 초기수분의 약 80%까지 탈수되었다. 감자절편을 저분자 용액인 NaCl, PEG400 용액에 침지한 경우, 조직의 뒤틀림 현상은 나타나지 않고 plasmolysis가 일어나면서 탈수와 부피가 감소되는 반면, PEG 600 용액에 침지시부터 조직의 뒤틀림 현상이 동반된 탈수 현상이 나타났으며, 고분자 용액인 PEG 4000 용액에 침지한 경우 cytonhysis 현상을 동반한 탈수와 부피 감소가 더욱 분명하게 관찰되었다. 초기 탈수 속도는 저분자 용액에 침지 시 더 빨랐으나 최종 탈수량은 고분자용액에 침지 시 더 컸으며 탈수량이 역전되는 시기는 cytorrhysis가 일어나는 시기와 일치하였다. 따라서 고분자 용질의 고농도 용액에 시료를 침지하면 용질의 함침량은 적게 하면서 탈수량을 증가시킬 수 있음을 알 수 있었다.

다양한 형상의 밀폐된 구획에서 최대 열발생률 예측을 위한 상관식 검토 (A Correlation Study for the Prediction of the Maximum Heat Release Rate in Closed-Compartments of Various Configurations)

  • 윤홍석;황철홍
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제32권1호
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    • pp.16-23
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    • 2018
  • 다양한 밀폐 구획을 대상으로 내부 체적 및 화재성장률의 변화에 따라 최대 열발생률의 예측이 가능한 상관식이 수치적으로 검토되었다. 구획의 체적은 ISO 9705 화재실의 바닥면 형상을 기준으로 길이 비의 변화를 통해 조절되었으며, 이때 천장 높이는 2.4 m로 고정되었다. 주요 결론으로서, 천장 높이의 변화가 고려된 선행연구 결과와의 비교를 통해, 천장 높이의 변화가 최대 열발생률에 미치는 영향이 검토되었다. 또한 밀폐된 구획에서 천장 높이 변화와 관계없이 최대 열발생률을 예측할 수 있는 보다 일반화된 상관식이 제안되었다. 이 상관식은 수치결과와 비교할 때 다양한 화재성장률에 대하여 평균적으로 7%, 그리고 최대 19%의 오차를 갖는 것으로 확인되었다. 마지막으로 국내 성능위주설계에 적용된 5개의 대표적인 구획을 대상으로, 제안된 상관식의 적용 가능성이 검토되었다. 본 연구결과는 화재시뮬레이션에서 요구되는 입력정보 뿐만 아니라, 밀폐된 공간에서 플래시오버에 의해 야기될 수 있는 최대 열발생률의 예측에 관한 유용한 정보를 제공할 것으로 기대된다.

치과용 Cone-beam CT를 이용한 상악동 골 이식 후 나타난 골 이식재의 부피 변화평가 (Evaluation of the Volume Changes of Grafted Bone Materials in Sinus Augmentation Procedure Using Dental Cone-beam CT)

  • 온병훈;선화경;지영덕
    • 구강회복응용과학지
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    • 제29권1호
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    • pp.23-36
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    • 2013
  • 이 연구의 목적은 상악동 골증대술과 동반된 이식된 골의 3차원적인 형태를 평가하고 골이식 재료 및 임플란트의 종류, 수술 방법과 골흡수 정도 사이의 관계를 평가하는 것이다. 임플란트 식립을 위한 상악동 골증대술을 시행받은 환자들의 차트를 후향적으로 검토하였고 골이식재의 부피 및 부위의 방사선학적 분석을 시행하였다. 임플란트 식립 6개월 후 잔존 골 이식재의 비율로 측정된 부피 재생은 이식 재료의 형태 및 수술 방법과 연관성이 있었다. 원광대학교 산본 치과병원에서 15명의 환자에서 상악동 골이식술과 동반하여 53개의 임플란트가 식립되었다. 임플란트 식립 6개월 후 촬영된 컴퓨터 단층촬영에서 $Puros^{(R)}$ 와 다른 여러 가지 골이식재를 혼용한 그룹에비해 $Puros^{(R)}$ 이식재를 단독으로 사용한 그룹에서 더 높은 골흡수 정도를 보였다 (P<0.05). 그리고 수술 방법에 따른 골흡수 정도는 통계학적으로 유의성있는 차이를 보였다 (P<0.05). 골이식과 동시에 임플란트를 식립한 그룹에 비해 지연된 임플란트 식립을 시행한 그룹에서 더 높은 골이식재의 부피 변화율을 보였다. 후향적 자료 분석을 통해 $Puros^{(R)}$ 와 다른 여러 가지 골이식재를 혼용한 그룹에 비해 $Puros^{(R)}$ 이식재를 단독으로 사용한 그룹에서 더높은 골흡수 정도를 보였다. 또한 골이식과 동시에 임플란트를 식립한 그룹에서 지연 식립한 그룹보다 더 낮은 흡수율을 보여주었다.

SPB측정법에 의한 복층 및 단층 다공성포장의 소음분석 -국도 1호선 세종시 구간- (Analysis of Traffic Noise for Single and Double Layered Porous Pavement with SPB Method -National Route 1, Sejong-Si Section-)

  • 유인균;이수형;한대석
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권9호
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    • pp.92-102
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    • 2020
  • 최근 도로 교통소음 대책으로 다공성포장이 새로운 대안으로 주목받고 있다. 다공성포장은 아스팔트 혼합물 속에 세립자의 비율을 줄여서 여러 개의 공극을 형성하게 하는 포장을 말한다. 이 공극으로 물이 배수되게 하여 교통사고를 줄이고 타이어 노면의 마찰 소음을 줄여주는 역할을 하게 된다. 저소음포장이 일반적으로 활발히 적용되기 위해서는 소음저감 효과에 대한 많은 검증이 필요하다. 본 연구에서는 단층 저소음포장과 복층 저소음포장의 소음저감 효과를 분석하기 위해서 수행되었다. 먼저 단틍 저소음포장과 복층 저소음포장이 시공되어 있는 세종구간을 선정하고 도로변에서 도로교통 소음을 측정하는 방식인 SPB방법으로 교통소음을 측정하였다. 교통영향요소로는 교통량, 속도 그리고 중차량 혼입률을 측정하였다. 측정결과, 복층저소음포장이 단층저소음포장보다 평균 7.95dB(A) 작게 평가되었다. 95% 신뢰도 수준에서는 7.57dB(A) 작게 평가되었다. 도로교통 소음에 미치는 영향요소로는 속도나 대형차 혼입률 보다는 교통량이 가장 크게 영향을 미쳤다. 교통량이 증가할수록 소음은 모두 증가했지만 두 포장 사이의 소음차이는 점차 감소하였다. 도로교통소음에 영향을 미치는 요소로는 교통요소보다 도로포장의 차이가 가장 크게 나타났다. 본 연구를 통해서 도로교통 소음을 줄이기 위한 대책으로 교통속도를 줄이거나 중차량의 통행을 제한하거나 교통량을 줄이는 것보다 도로포장을 바꾸는 것이 가장 효과적인 방법임을 알았다. 이를 검증하고 정량화하기 위한 광범위한 연구가 필요하다.

항공기용 블랙박스의 자료보호모듈 극한환경해석 및 시험에 관한 연구 (The Study of analysis and test for crash survival about the Crash Protected Module in Black Box used at aircraft)

  • 이석규;이병호;최지호
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.61-68
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    • 2012
  • 항공기용 블랙박스의 자료보호모듈(CPM)은 항공사고와 같은 극한 환경후에도 저장된 정보(비행데이터 및 조종석음성)를 안전하게 보호하는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서는 CPM에 대하여 관통저항력과 고온 및 저온내화의 극한환경시험에 대한 구조 및 방열측면의 해석 및 시험을 통한 검증에 대하여 기술하였다. 특히 관통저항력해석에서는 하우징의 두께에 따른 영향성을 LS-DYNA를 이용하여 검토하였으며, 고온 및 저온내화해석에서는 상변화물질과 단열재의 체적비에 따른 영향성을 Icepak을 이용하여 수행하였다. 또한 실험을 통하여 CPM의 구조 및 열적 신뢰성을 검증하였다.

PET/CT planning during chemoradiotherapy for esophageal cancer

  • Seol, Ki Ho;Lee, Jeong Eun
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제32권1호
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    • pp.31-42
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    • 2014
  • Purpose: To evaluate the usefulness of positron emission tomography/computed tomography (PET/CT) for field modification during radiotherapy in esophageal cancer. Materials and Methods: We conducted a retrospective study on 33 patients that underwent chemoradiotherapy (CRT). Pathologic findings were squamous cell carcinoma in 32 patients and adenocarcinoma in 1 patient. All patients underwent PET/CT scans before and during CRT (after receiving 40 Gy and before a 20 Gy boost dose). Response evaluation was determined by PET/CT using metabolic tumor volume (MTV), total glycolytic activity (TGA), MTV ratio (rMTV) and TGA ratio (rTGA), or determined by CT. rMTV and rTGA were reduction ratio of MTV and TGA between before and during CRT, respectively. Results: Significant decreases in MTV ($MTV_{2.5}$: mean 70.09%, p < 0.001) and TGA ($TGAV_{2.5}$: mean 79.08%, p < 0.001) were found between before and during CRT. Median $rMTV_{2.5}$ was 0.299 (range, 0 to 0.98) and median $rTGAV_{2.5}$ was 0.209 (range, 0 to 0.92). During CRT, PET/CT detected newly developed distant metastasis in 1 patient, and this resulted in a treatment strategy change. At a median 4 months (range, 0 to 12 months) after completion of CRT, 8 patients (24.2%) achieved clinically complete response, 11 (33.3%) partial response, 5 (15.2%) stable disease, and 9 (27.3%) disease progression. $SUV_{max}$ (p = 0.029), $rMTV_{50%}$ (p = 0.016), $rMTV_{75%}$ (p = 0.023) on intra-treatment PET were found to correlate with complete clinical response. Conclusion: PET/CT during CRT can provide additional information useful for radiotherapy planning and offer the potential for tumor response evaluation during CRT. $rMTV_{50%}$ during CRT was found to be a useful predictor of clinical response.