• Title/Summary/Keyword: 경사 기능성 재료

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Reduction of the Electric Field Concentration at the Triple Junction of the Vacuum Interrupter by Using the Application of Functionally Graded Material (기능성 경사 재료의 적용을 통한 진공 인터럽터의 삼중점 전계 완화)

  • Choi, Seung-Kil;Gu, Chi-Wuk;Ju, Heung-Jin
    • Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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    • v.28 no.10
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    • pp.630-635
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    • 2015
  • A vacuum Interrupter (VI), a core part that composes the breaking part of medium-voltage vacuum circuit breaker (VCB), has the excellent insulation performance and arc-extinguishing capability. $SF_6$ gas had been used for the external insulation of VIs since the dielectric strength of $SF_6$ gas is superior to that of other insulation gases. However, because of environmental problems related with global warming, a solid-insulated technology was recently researched. The functionally graded material (FGM), as changing spatially the distribution of the relative permittivity inside an insulator, can reduce the electric field stress at the specific region. Especially, the external insulation performance of the VI with the molded FGM insulator is greatly improved as compared with that of the existing VI or the VI with a new external shield. In this paper, the effectiveness of this FGM insulator is verified by the numerical simulation.

Variation of SiC/C FGM Layers (SiC/C 경사기능재료 증착층의 변화)

  • Kim, Yu-Taek;Jeong, Sun-Deuk;Lee, Seong-Cheol;Park, Jin-Ho
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.8 no.6
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    • pp.477-483
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    • 1998
  • $SiC_{4}$$C_{3}$$H_{ 8}$$H_{2}$$C_{3}$$H_{8}$ $H_{2}$, $CH_{3}$$SiCI_{3}$$CH_{4}$$H_{2}$계를 사용하여 흑연기판 위에 SiC와 SiC/C FGM을 CVD법에 의해 코팅하였다. $SiCI_{4}$$C_{3}$$H_{8}$ $H_{2}$ 계에서 SiC 증착 시 바람직한 수소의 비는 10-30사이였고 결정 배향성은 입력가스의 탄소비에 따라 여러번의 대 반전이 일어났다. 성장조건을 {111} 배향성을 갖도록 조절하는 것이 FGM층간 접착상태를 증진시킬 수 있는 방법으로 판단되었다. $CH_{3}$$SiCI_{3}$C$_{3}$$H_{8}$ $H_{2}$ 계에서는 SiC와 C의 비율을 조절하기가 $SiCI_{4}$$C_{3}$$H_{8} $H_{2}$계를 사용했을 때 보다 용이하였고, FGM 단면 관찰에서 층간의 뚜렷한 경계를 발견할 수 없을 정도로 우수한 층간 접착상태를 보였다.

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Physical and Ecological Characteristics of Streams: A Case of Sand-bed Rivers in a Gyeonggi Region (하천의 물리적 생태적 특성: 경기 지방 모래하천의 사례)

  • Kim, Hye-Ju;Kim, Chang-Wan;Lee, Du-Han
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2005.05b
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    • pp.449-453
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    • 2005
  • 하천의 물리적 생태적 특성에 대한 연구는 하천유형분류의 기초 자료로서 큰 의미가 있다. 그러나 국내의 경우 이를 위한 하천의 조사는 매우 드물며, 국부적이었다. 더욱이 이러한 생태적 물리적 특성을 근거로 한 하천 유형적 특성을 연구한 사례는 없었다. 본 연구에서는 하천의 유형을 분류하는 것은 아니지만 하천을 더욱 효율적으로 계획하고 관리하는데 필요한 기초자료를 구축하고자 하였다. 그리하여 1차적 연구로 자연환경이 유사한 하천들을 일시에 선정하여 동일한 방법으로 각 하천의 물리적 생태적 특성을 조사하고 평가하여 대상 하천의 공통적 특성을 가려내고자 하였다. 이와 관련하여 본 연구에서는 하천의 물리적 구조조사법을 유럽공동체에서 사용하는 기준과 방법에 따라 시범적으로 실시하여 국내하천의 하천환경조사를 위한 적용성 여부도 진단하고자 하였다. 하천의 물리적 구조등급이란 하천의 공간적 환경과 저수로 하상재료의 물리적 차이를 의미하는 것으로 하천 자체는 물론 하천범람지에 영향을 주는 생태적 기능의 수리 특성, 하천의 물리 특성, 수생태 특성 등을 포괄하게 된다. 따라서 하천의 물리적 구조등급은 하천구조의 생태적 질과 하천구조로 나타나게 되는 동적 과정(dynamic process)의 질을 평가하는 척도가 될 수 있다. 본 연구에서는 남한강수계의 청미천, 양화천, 복하천을 대상으로 물리적 구조조사법과 식생조사를 병행하였으며 이로부터 하천의 물리적 구조등급이 수질등급과 정량적이지는 않지만 전반적인 하천의 생태성 또는 자연도를 가늠할 수 있는 하나의 지료로 활용할 수 있음을 알 수 있었다.양토를 기준으로 할 때 강우량과 침투수의 관계는 $I_{10}(mm)=0.44R(mm)+5.8(r^2=0.55)$이었다. y절이 발생한 이유는 이전 강우에 의해 침투되고 있는 물이 있음을 함축하며 기울기 0.40은 강우의 $40\%$가 지하로 침투하였음을 의미한다. 침투수량은 토성별로 양토를 1.0으로 기준할 때 사양토가 1.12로 가장 컸고, 식양토 0.94, 식토 0.91로 평가되었다. 이는 토성간의 침투속도 및 투수속도의 경향이 반영된 것이다. 경사에 따라서는 경사도가 증가할수록 지수적으로 감소하였으며 $10\% 경사일 때를 기준으로 $I(mm)=I_{10}{\times}1.17{\times}e^{-0.0164s(\%)}$로 나타났다. 같은 조건에서 강우량과 유거수의 관계는 $Ro_{10}(mm)=5.32e^{0.11R(mm)}(r^2=0.69)$로 나타났다. 이는 토양의 투수특성에 따라 강우량 증가에 비례하여 점증하는 침투수와 구분되는 현상이었다. 경사와 토양이 같은 조건에서 나지의 경우 역시 $Ro_{B10}(mm)=20.3e^{0.08R(mm)(r^2=0.84)$로 지수적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 유거수량은 토성별로 양토를 1.0으로 기준할 때 사양토가 0.86으로 가장 작았고, 식양토 1.09, 식토 1.15로 평가되어 침투수에 비해 토성별 차이가 크게 나타났다. 이는 토성이 세립질일 수록 유거수의 저항이 작기 때문으로 생각된다. 경사에 따라서는 경사

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EPD(Electrophoretic Deposition)를 이용한 Ni-$Al_2O_3$ 경사기능재료(FGM) 코팅에 관한 연구

  • Kim, Hyeong-Seop;Yang, Seung-Gyu;Lee, Seon-Yeong
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.104.2-104.2
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    • 2012
  • 이종 재료의 접합에 대한 연구는 단일 재료에서 얻을 수 없는 물리적/기계적 특성과 이종 재료의 우수한 특성을 얻을 수 있다는 장점이 있어 국내외 적으로 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 이종 접합 기술은 구조재료와 에너지 변환분야에 가장 많이 사용되고 있으며, 그 외 광촉매와 Thin film, 경량구조재료 등에도 사용되고 있다. 그 중 FGM(Functional Graded Materials)는 조성의 점진적인 변화를 통하여 접합하는 방법으로 이종 재료 접합 시 발생하는 내부 응력을 해소해줌으로써 적합한 방법이라고 할 수 있다. FGM 제작에 사용되는 방법으로 널리 알려진 것들로는 plasma spraying, 원심주조, 분말 야금법, PVD, CVD 그리고 EPD(electrophoretic deposition) 등이 있다. 이중에서 EPD는 수용액이나 유기용매와 같은 분산매체 중에 콜로이드 입자의 표면에 대전되는 전하를 이용하여, 외부에서 전장을 걸어서 입자의 움직임을 제어하는 기술이다 EPD는 코팅 속도가 상대적으로 빠르고 두꺼운 코팅 층 제작이 가능하다. 또한 바인더, 윤활제 또는 가소제를 사용하지 않고 다양한 종류와 모양의 기판 위에 균일한 코팅이 가능하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 Ni substrate를 이용하여 그 위에 Ni과 $Al_2O_3$의 조성을 점진적으로 변화시켜 FGM을 EPD 방법으로 코팅하였다. 여기서 사용된 Ni은 높은 녹는점과 좋은 연성으로 인해 성형이 용이하여 구조재료로 적합하며, $Al_2O_3$는 고내열성과 내부식성을 가지며 경도가 높다는 장점이 있다. 본 연구에서는 EPD 방식을 이용하여 Ni/$Al_2O_3$ FGM을 코팅하였으며, 코팅 후 발생하는 substrate와의 접착력 문제를 해결하기 위해서 건조 방식과 substrate의 표면 상태를 최적화하여 다층의 Ni/$Al_2O_3$ FGM을 코팅 및 소결하였다. Zeta-potential 측정을 통해 electrophoretic mobility와 suspension의 분산 안정도를 평가 할 수 있었으며, X-ray 회절 분석(XRD)을 통하여 Ni 의 환원 여부를 확인하였다. 또한 Scanning electron microscopy(SEM) 분석을 통하여 미세구조 분석을 하였고, 최종적으로 Electron Probe Micro Analyzer (EPMA) 를 이용하여 다층 구조의 조성변화를 확인함으로 Ni/$Al_2O_3$의 FGM 코팅이 이루어졌음을 확인하였다.

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A Study on the Applicability of Copper Slag as Drainage Material (산업폐기물인 동슬래그의 배수재로서의 활용에 관한 연구)

  • Chun, Byung-Sik
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.5 no.4
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    • pp.65-72
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    • 2004
  • Within a country, owing to the restriction of aggregate which have been supplied to construction sites, applicability of byproducts such as the copper slag is expected to be more reasonable. In this study, on the basis of characteristics, grain distribution and environmental stability of copper slag, its engineering application was estimated as the vertical and horizontal drainage material. As a results of laboratory tests, it was shown that the permeability of the copper slag was similar to that of sands under vertical drainage condition. In addition, the copper slag showed higher critical hydraulic gradient than that of sand under upward vertical flow state. The copper slag has potential safety against piping and it that the copper slag is suitable for drainage and filter material.

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Pore Gradient Nickel-Copper Nanostructured Foam Electrode (기공 경사화된 나노 구조의 니켈-구리 거품 전극)

  • Choi, Woo-Sung;Shin, Heon-Cheol
    • Journal of the Korean Electrochemical Society
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    • v.13 no.4
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    • pp.270-276
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    • 2010
  • Nickel-copper foam electrodes with pore gradient micro framework and nano-ramified wall have been prepared by using an electrochemical deposition process. Growth habit of nickel-copper co-deposits was quite different from that of pure nickel deposit. In particular, the ramified structure of the individual particles was getting clear with chloride ion content in the electrolyte. The ratio of nickel to copper in the deposits decreased with the distance away from the substrate and the more chloride ions in the electrolyte led to the more nickel content throughout the deposits. Compositional analysis for the cross section of a ramified branch, together with tactical selective copper etching, proved that the copper content increased with approaching central region of the cross section. Such a composition gradient actually disappeared after heat treatment. It is anticipated that the pore gradient nickel-copper nanostructured foams presented in this work might be a promising option for the high-performance electrode in functional electrochemical devices.

Characterization of Microscale Drilling Process for Functionally Graded M2-Cu Material Using Design of Experiments (실험계획법을 이용한 M2-Cu 기능성 경사 재료의 마이크로 드릴링 특성 평가)

  • Sim, Jongwoo;Choi, Dae Cheol;Shin, Ki-Hoon;Kim, Hong Seok
    • Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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    • v.24 no.5
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    • pp.502-507
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    • 2015
  • In this study, a microscale drilling process was conducted to evaluate the cutting characteristics of functionally graded materials. A mixture of M2 and Cu powders were formed and sintered to produce disk specimens of various compositions. Subsequently, a microscale hole was created in the specimen by using a desktop-size micro-machining system. By using design of experiments and analysis of variance, it was found that the M2-Cu composition, spindle speed, and the interactions between these two factors had significant effects on the magnitude of cutting forces. However, the influence of feed rate on the cutting force was negligible. A mathematical model was established to predict the cutting force under a wide range of process conditions, and the reliability of the model was confirmed experimentally. In addition, it was observed that increasing the wt% of Cu in an M2-Cu specimen increased the high-frequency amplitude of cutting forces.

Applications of the Copper Slags as Ground Improvement Material (지반개량재로써 동제련슬래그의 활용에 관한 연구)

  • Chun, Byung-Sik;Jung, Hun-Chul;Cho, Han-Young
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.3 no.1
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    • pp.27-36
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    • 2002
  • This study is about the applicability of copper slag as the ground improvement material. By the geo-technical characteristics of the copper slag and by the effect of consolidation and under drainage condition, it is proved that the copper slag can be used for ground improvement material as substitution for sand. As a result of laboratory tests, it was shown that the permeability of the copper slag was similar to that of sands under the vertical drainage condition. In addition, the copper slag showed higher critical hydraulic gradient than that of sand under up-ward vertical flow state. The copper slag has potential safety against piping and it has internal stability of particles. The conclusion is that the copper slag is suitable for drainage and filter material.

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Problems and Improvement Plans of River-Crossing Structures (하천횡단구조물의 문제점과 개선방안)

  • Kim, Ki Heung;Jung, Hye Ryeon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.568-572
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    • 2015
  • 하천횡단구조물은 하천을 횡단하는 시설물로, 크게 농업용수 취수용 보, 하도개수시 유속제어를 위한 낙차공 등을 들 수 있으며, 각각의 설치목적에 따라 그 형태와 설계제원(높이, 마루폭, 바닥보호공의 길이 등)이 다르나, 하천을 횡단하여 인공적인 구조물을 설치하는 형태는 동일하다. 따라서, 하천횡단구조물은 홍수시 배수위 영향으로 상류에 수위상승을 초래하여 하천의 치수 안전도를 저하시킬 뿐 아니라 직하류에서는 하상의 세굴에 의하여 호안 및 제방이 파괴되는 경우도 빈번하게 발생하고 있다. 또한, 하천횡단구조물은 생태계의 이동통로로서의 종적 연속성을 차단하는 것이다. 즉 하천을 따라 거슬러 올라가는 소하성 어종(anadromous species)이나 하천에서 바다로 내려가는 강하성 어종(catadromous species)과 같은 회유성 어종의 이동을 차단하기도 하며, 회유성 어종 이외에도 치어와 성어의 성장환경이 다른 어종의 경우는 상 중 하류를 옮겨가며 성장하는 어종의 이동도 차단하고 있다. 하천횡단구조물은 치 이수적 측면에서 반드시 필요한 하천구조물로서 치수, 생태 및 경관의 측면에서 여러 가지 문제점을 가지고 있으나 지금까지는 어도설치나 기능을 상실한 보의 철거 등 소극적인 수준에 머무르고 있기에 적극적인 개선대책이 필요한 실정이다. 따라서, 하천횡단구조물로 인한 문제점을 파악하기 위하여 경남의 20개 시 군 684개의 지방 하천에 설치된 7,725개의 하천횡단구조물에 대한 전수조사를 실시하고, 구조형식, 높이, 재료, 어도 설치 여부, 세굴현황 등을 분석하였다. 하천횡단구조물의 용도별 구성비는 보가 49%, 낙차공이 51%로 나타났으며, 구조형식은 콘크리트 구조가 72%, 콘크리트 석재 구조가 25%, 석재 구조가 3%인 것으로 분석되었다. 또한, 하천횡단구조물의 본체 높이별 구성비는 0.5m 이하가 14%, 0.5~1.0m가 35%, 1.0~1.5m가 34%, 1.5~2.0m가 10%, 2.0m 이상이 7%인 것으로 조사되었다. 어도 설치는 약 9%인 669개소에 설치되어 있었으나 대부분이 어류 등의 이용하는 생태통로 기능을 발휘할 수 없는 것으로 분석되었다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해서 하폭, 하상고, 하상경사, 굴입정도, 유사량 등의 하도특성 및 용수이용 여건 등을 고려하여 유공관을 이용한 지하보, 석재 아치의 원리를 이용한 계단식 자연형 보/낙차공, 부분 램프 설치, 거석 놓기 등의 개선방안을 제안하였다. 제안된 개선방안은 하천복원 및 하천개수 사업 시행시에 반영하여 합리적인 하천복원 및 관리에 활용될 수 있을 것이다.

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Improvement of Impact Resistance of B4C Tile Inserted B4Cp/Al7075 Hybrid Composites Through Interface Control (B4C tile 삽입 B4Cp/Al7075 하이브리드 복합재의 계면 제어를 통한 내충격 특성의 향상)

  • Park, Jongbok;Lee, Taegyu;Lee, Donghyun;Cho, Seungchan;Lee, Sang-Kwan;Hong, Soon Hyung;Ryu, Ho Jin
    • Composites Research
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    • v.33 no.5
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    • pp.235-240
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    • 2020
  • In this study, in order to improve the impact resistance of the B4C tile-inserted B4Cp/Al7075 hybrid composite, a control method of the B4C/Al7075 interface was developed and the characteristics of the controlled interface were analyzed. B2O3, Ni, and Si were coated on the B4C tile surface using additional thermal oxidation, electroless plating, and plasma spraying. The coated B4C tile is inserted into the B4Cp/Al7075 composite material using the liquid pressurization method. Interfacial energy, bonding strength, and impact resistance were measured to analyze the effect of the coating. All coatings enhanced interfacial energy, bonding strength, and impact resistance, and in particular, it was confirmed that the impact resistance increased by 86.8% when B2O3 coating was used. This study is significant in developing and analyzing a core surface treatment method that improves the performance of B4C/Al series composites, which are attracting attention as next-generation lightweight amour and bulletproof materials.