• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.12-12
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• 2009

터빈에서 핵심부품인 로터는 블레이드를 원심 운동시키는 대형 단조강이며, 고압의 증기 조건에서 고속회전하며 고온에서 운전과 저온에서 과속시험 동안 높은 원심력을 받는다. 또한 기동/정지 천이 동안 열응력을 받기 때문에, 이러한 운전조건에 부합되는 소재로서는 높은 Creep 강도 및 피로강도를 가지는 CrMoV type의 강종이 사용되어져 왔다. 발전소의 대용량화 및 고온화에 따라 종래의 증기조건에서 사용되어져 왔던 1%CrMoV강은 내산화성 및 내부식성이 문제가 되어 더 이상 사용이 불가하며, 고온/고압하에서도 우수한 소재 특성을 가지는 12%Cr강의 사용이 필수적이다. 그러나 12%Cr강으로 제작되는 로타는 Cr 양이 높기 때문에 저널부에 Galling 또는 Scuffing 이라 불리는 부적절한 마모현상과 사용 중 소착이 발생하기 쉬운 단점이 있기 때문에, 저널부에 Cr 함유량 2~3% 이하의 저합금강을 오버레이 용접하여 육성하는 일체형 가공구조의 로타 저널부가 주목되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 Large scale 로타가 용접 도중 급열 및 급냉이 되지 않으면서 균일한 온도로 일정 시간 유지할 수 있는 열관리 장치 개발, 최적 오버레이 용접조건 선정 및 용접부 건전성 시험 평가를 통하여 12%Cr 로타 저널부의 최적 오버레이 용접공정을 확립하고자 하였다. 용접 열관리 장치는 전기저항 가열방식을 적용하고 있으며 용접이 최종 완료되기 전까지 로타 제품 전체는 $93^{\circ}C$이상의 온도로 유지 되어져야 하며, 규정 용접후열처리 온도는 $650^{\circ}C{\pm}14^{\circ}C$ 이다. 또한 로타 오버레이 용접은 모재 Set up $\Rightarrow$ 용접예열 $\Rightarrow$ GTA용접 $\Rightarrow$ SA용접 $\Rightarrow$ 용접후열(Post heating) $\Rightarrow$ 용접후열처리(PWHT) $\Rightarrow$ 정삭가공 $\Rightarrow$ NDE(UT) 순으로 수행 되어진다 실제 로타의 1/3 Scale로 시험편을 제작하여, 오버레이 mockup 시험을 수행한 후 화학성분, 경도 분포, 인장강도, 충격인성 및 굽힘시험을 수행한 결과, 오버레이 용접에서 요구되어지는 용접 물성값을 만족하는 것으로 확인되었다. 또한 균열 등의 선형 결함이나 기공, 슬라그 혼입과 같은 결함은 관찰되지 않았으며, 용접 시 아크의 안정성과 슬라그의 박리성은 양호하였으며 비드의 외관도 미려하여 용접 작업성도 양호하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2012.11a
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• pp.32-32
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• 2012

화석연료의 남용으로 지구 온난화가 심화되어 환경과 생태계변화가 가속화되고 있고, 급속한 산업의 발달과 인류 삶의 질 향상에 따른 에너지 수요가 급증하고 있는 실정에 있으며, 일본 후쿠시마 원전사태로 원자력 에너지의 위험성으로 지구 인류환경은 심각한 국면을 맞이 하고 있어 대체 에너지의 하나로 핵융합 에너지 필요성이 증대되고 있다. 핵융합 에너지 연구 개발은 우리나라에서 KSTAR가 1997년부터 건설하기 시작하여 지난 2007년에 완공되어 지금 운용 중에 있고, 국제적으로 미국, EU, 러시아, 중국, 한국, 일본 인도가 참여하는 ITER 국제 공동프로젝트가 2004년에 건설을 시작하여 프랑스 카다라쉬에 실증 플란트를 건설 중에 있다. 이러한 핵융합 반응을 위해서는 10e-7이상의 높은 진공과 1억$^{\circ}C$ 이상에서 중수소와 삼중수소가 반응하여 발생하는 플라즈마를 제어 할 필요가 있으며, 초고온의 핵융합 플라즈마를 가두고 가동시키기 위해서는 약 12Tesla이상의 고자장 마그넷이 필요하다. 현재 ITER 실증 플란트에 사용되는 고자장 마그넷은 TF (Toroidal Field)코일과 CS (Central Field)코일에 Nb3Sn 초전도선재가 핵심부품으로 사용되고 있으며 ITER프로젝트에서는 약 850톤의 Nb3Sn 초전도선재가 사용될 전망이다. 그 중에서 일본 25%, EU, 러시아와 한국이 각각 20%, 중국7%, 미국8% 할당되어 참여국 대부분은 초전도선재를 전략적으로 공급하고 있다. 초전도 선재의 크롬도금은 1~2 마이크로미터 이하의 균일하고 얇은 도금 두께와 밀착성이 우수한 품질이 요구된다. 일반적으로 크롬도금은 산업현장에서 컨베이어 벨트 방식으로 장식이나, 내식성 및 내마모성의 특성을 필요로 할 때 사용되고 있으나, 선재에 크롬도금을 릴투릴(Reel to Reel) 방식으로 적용되는 경우는 세계적으로 아주 드물다. 핵융합 마그넷의 CICC(Conduct In Cable Conduit)도체를 만들기 위해서는 초전도선재를 이용, 3(Sc 2+OFC 1)$^*3^*5^*5^*6$형태로 연선과 케이블링을 하게 되며, 초전도 선재를 연선하고 케이블링을 할 때 크롬 도금층이 박리될 가능성이 있어 크롬도금 방법과 프로세스를 특별히 고안할 필요가 있다. ITER핵융합로 마그넷의 TF코일은 높이 14m, 폭 9m 최대자장 12Tesla, 최대전류 68kA, CICC도체 직경이 40mm로서 그 초전도 조관/도체 내부에 0.82mm 직경의 Nb3Sn 초전도 선재가 약 1350가닥으로 연선과 케이블링으로 구성되어 있다. ITER 핵융합 마그넷용 초전도 선재의 크롬도금은 마그넷 권선 후 Nb3Sn 초전도물질을 형성하기 위해서 $650^{\circ}C$에서 500시간 열처리를 실시하며 열처리 시 초전도 선재의 소선들 사이에 발생할 수 있는 소착을 방지하고, 초전도 선재에서 발생하는 AC loss를 감소시키며, Quench시 발생되는 열을 쉽게 확산시킴으로써, 초전도 마그넷의 열적 안정성(Thermal Stability) 향상과 필요에 따라서 소선간 통전울 가능하게 한다. 고려제강의 자회사인 케이에이티는 크롬도금 밀착성이 우수하고 도금두께 0.1마이크로 미터 이내 제어가 가능한 얇고 균일한 도금품질을 개발하여 한국형 핵융합 실험로인 KSTAR에 65톤 전량 공급하였고, 크롬 도금된 무산소동 선재 32톤과 초전도 선재 93톤을 전량 ITER 프로젝트에 공급하고 있으며, 2013년도 상반기에는 공급을 마무리할 예정이다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.157-157
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• 2016

최근 많은 산업의 발전으로 인해 환경오염을 유발시키는 폐수가 다량으로 배출되고 있으며, 이러한 폐수 속에는 유기용매, 고분자 물질 및 각종 염 등의 난분해성 물질들이 다량으로 함유되어 있다. 이런 물질들을 분해시키기 위해 물리적, 생물학적 수처리 방법이 많이 이용되고 있지만 이 방법들은 각각 운전비용과 처리비용이 고가인 단점이 있다. 따라서 비용과 효율 측면에서 효과적인 폐수처리를 위해서 전기화학적 폐수처리 방법이 많이 사용되고 있다. 물리적, 생물학적 처리 방법에 비해 비용이 적게 들고, 처리 후 잔류물이 남지 않으며. 독성을 띄는 산화제의 첨가 없이도 높은 폐수처리 능력을 보이기 때문에 친환경적이므로, 전기화학적 폐수산화 처리에 사용되는 불용성 전극에 대한 연구가 많이 진행되어져 오고 있다. 그 중 BDD(Boron-doped diamond) 전극은 표면에서 강력한 산화제인 수산화 라디칼의 높은 발생량으로 인해 뛰어난 폐수처리 능력을 보이므로 불용성 전극 분야에서 활발한 연구가 진행 중이다. 그러나 기존에 BDD 전극의 기판 모재로 이용되던 Si, W, Pb등은 모두 기계적 강도. 폐수처리 능력 및 독성 문제로 인해 한계가 있었고, 특히 Nb기판 위에 형성시킨 BDD 전극은 뛰어난 폐수처리 능력에도 불구하고 비싼 모재 원가로 인해 상용화가 힘든 실정이다. 이런 문제점을 해결하기 위해 높은 기계적 강도와 전기화학적 안정성을 가진 Ti 기판을 사용한 BDD 전극에 대한 연구가 보고되고 있다. 그러나 BDD와 Ti 간의 lattice mismatch, BDD층 형성을 위한 고온 공정 시 탄소의 확산으로 인한 기판 표면에서의 TiC층 형성으로 인해 접착력이 감소하여 박리가 생기는 문제점이 있다. BDD와 Ti의 접착력을 향상시키기 위해 융점이 높고, 전기전도성이 우수한 TiN을 diffusion barrier layer로 삽입하면 탄소 확산에 의한 TiC층의 생성을 억제하여, 내부응력에 기인한 접착력 감소를 방지할 수 있다. 또 하나의 방법으로 Ti 기판의 전처리를 통해 BDD층의 접착력을 향상 시킬 수 있다. Sanding과 etching을 통해 기판 표면의 물리, 화학적인 표면조도를 부여하고, seeding을 통해 diamond 결정 성장에 도움을 주는 seed 입자를 분포시킴으로써, 중간층과 BDD층의 접착력을 향상시키고, BDD 결정핵 성장을 촉진시켜 고품질의 BDD박막 증착이 가능하다. 본 연구에서는 기존 Si, Nb 등의 기판 모재를 Ti로 대체함으로써 제조원가를 절감시키고, TiN 중간층을 삽입하여 접착력을 향상시킴으로써 기존의 BDD 전극과 동등한 수준의 물성 및 수처리 특성을 가진 BDD전극 제작을 목표로 하였다. $25{\times}25mm$의 Ti 기판위에 TiN 중간층을 DC magnetron sputtering을 이용하여 증착 후, BDD 전극 층을 HFCVD로 증착하였다. 전처리를 진행한 기판과 중간층 및 BDD층의 미세구조를 XRD로 분석하였고, 표면 형상을 SEM으로 확인하였다. BDD전극의 접착력 분석을 통해 TiN 중간층의 최적 조성을 도출하고, 최종적으로 BDD/TiN/Ti 전극의 CV특성과 가폐수의 COD분해능력 및 축산폐수, 선박평형수 등의 실제 폐수 처리 능력을 BDD/Si, BDD/Nb 전극과 비교 검토할 것이다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.14 no.1
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• pp.39-47
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• 2007

It is investigated how KOH and Rthylenediamine(EDA) treatment conditions on Polyimide film surface affect the interfacial fracture energy between electroless plated Ni and Polyimide film by $180^{\circ}$ peel test. Estimated values of interfacial fracture energy were 24.5 g/mm and 33.3 g/mm for the KOH treatment times under 1 and 5 minutes, respectively, while, those were 31.6 g/mm and 22.3 g/mm for EDA treatment times under 1 and 5 minutes, respectively. Interfacial bonding between electroless plated Ni and Polyimide seems to be dominated by chemical bonding effect rather than mechanical interlocking effect. It is found that chemical treatment produces carboxyl and mine functional groups which are closely related the interfacial bonding mechanism. Finally, it is speculated that interfacial fracture energy seems to be controlled by O=C-O bonding near cohesive failure region.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.19 no.1
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• pp.55-60
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• 2012

In order to develop electroless-plated Nickel Phosphate (Ni-P) as a contact material for high efficient low-cost silicon solar cells, we evaluated the effect of ambient thermal annealing on the degradation behavior of interfacial adhesion energy between electroless-plated Ni-P and silicon solar cell wafers by applying 4-point bending test method. Measured interfacial adhesion energies decreased from 14.83 to 10.83 J/$m^2$ after annealing at 300 and $600^{\circ}C$, respectively. The X-ray photoelectron spectroscopy analysis suggested that the bonding interface was degraded by environmental residual oxygen, in which the oxidation inhibit the stable formation of Ni silicide phase between electroless-plated Ni-P and silicon interface.

• Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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• 2008.04a
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• pp.589-592
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• 2008

This study was conducted to assess the durability of Chloride-inhibiting Low-Heat Cement while being subjected to freezing-thawing during winter seasons. Although durability varies slightly depending on the conditions of the jobsite, frost damage to concrete resulting from repeated freezing and thawing over the course of seasonal changes is the leading cause behind lowered concrete durability. in addition, concrete that has been subjected to freezing and thawing during the winter season develops a significant amount of expansive force at the core and begins to exhibit signs of damage, such as cracking, peeling, and detachment from the aggregate. Therefore, this study fabricated test specimens using a Chloride-inhibiting Low-Heat Cement(CLC) and the widely used blast furnace slag cement(BFS) and Ordinary Portland Cement(OPC) with water-to-cement ratios of 35%, 40% and 45%, respectively, to assess the durability index of the CLC as per resistance to freezing-thawing. The specimens were then tested using the KS F 2456 method (Testing method for resistance of concrete to rapid freezing and thawing) to measure the dynamic modulus of elasticity. The dynamic modulus of elasticity measurements were then used to derive the durability indices. By comparing the durability indices, it was confirmed that CLC, BFS, and OPC all had superior durability.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.20 no.4
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• pp.128-135
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• 2016

In the current concrete structure of the highway is still the major problem most of concrete deterioration caused by the freeze-thaw and deicing salt, which is of issues that are not completely resolved. In particular, a single freezing event does not cause much harm, durability of concrete under multi-deterioration environment by repeated freeze-thaw and deicing salt is rapidly degraded and reduce its service life. In this study, the exposure environmental condition according the regional highway points were established. The damage condition and chloride content of the concrete at general and severe environmental exposure condition were also investigated. In addition, the experimental test of chloride ion permeability, scaling resistant and freeze-thaw resistance were carried out to improve the durability of the mechanical placing concrete of subsidiary structure. According to the results of this study, in observation of concrete surface condition, the concrete exposed by severe environmental condition showed broad ranges of damage with high chloride contents. Meanwhile, the water-binder(W/B) ratio and the less water content, and fly ash concrete than the specified existing mix proportion is significantly improved the durability. Also, the optimal mix proportion derived for test is satisfied the strength and air contents, water-binder ratio, and durability criteria of concrete specifications, as well as service life seems greatly improved.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.16 no.2
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• pp.10-18
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• 2012

Most of studies on existing strengthening methods were mainly on increase of stiffness and strength of shear strengthening to rectangular beam. As concrete of beam and slab is poured simultaneously on the characteristics of construction in reinforced concrete beam-slab structure, adjacent slab uniformed after hardening has T-shaped beam cross section which makes the flange of beam, enhances the stiffness of the beam and widens the area supporting compressive strength, but available data of flexural behavior of T-shaped beam are lacking. In this research the T-shaped beams would be made, then the reinforced effects and structural properties can be estimated according to the kinds of reinforced materials and reinforced position. The conclusions are shown as below. To sum up the experimental results, The specimen which was reinforce by CB embedded inside of concrete indicated excellent resistive behavior, internal force and stiffness when it was destroyed. The steel plate reinforced specimen of stiffness and internal force were increase but it expressed lower reinforce effects because of lowering anchored force between concrete. Fiber sheet strengthening showed superior effects but the interfacial delamination was found due to the lack of anchored force in destruction. So the measure is needed now.

• Economic and Environmental Geology
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• v.54 no.2
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• pp.199-212
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• 2021

The Sebyeonggwan Hall (National Treasure No. 305) is located on the Naval Headquarter of Three Provinces in Tongyeong, and it has partly undergone with several rebuilding, remodeling, repairing and restorations since it's the first establishment in Joseon Dynasty (AD 1605) of ancient Korea. This study focuses on 50 foundation stones that comprise the Sebyeonggwan. These stones are made of six rock types and currently have various shapes of the surface damages. As the foundation stones, the dominant rock type was dacitic lapilli tuffs, and provenance-based interpretation was performed to supply alternative stones for conservation. Most of the provenance rocks for foundation stones showed highly homogeneity with their corresponding stones of petrography, mineralogy and magnetic susceptibility. According to surface deterioration assessments, the most serious damages of the stones were blistering and scaling. The deterioration mechanism was identified through the analysis of inorganic contaminants, and the primary reason is considered salt weathering caused by sea breeze and other combined circumstances. Based on the mechanical durability of the stones, there was no foundation stone that required the replacement of its members attributed to the degradation of the rock properties, but conservation treatment is considered necessary to delay superficial damage. The foundation stones are characterized by a combined outcome of multiple petrological factors that caused physical damage to surfaces and internal defects. Therefore, it's required to diagnosis and monitoring the Sebyeonggwan regularly for long-term preservation.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.23 no.12
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• pp.25-32
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• 2007

This study is to evaluate the effect of chemical attack on durability and deterioration of lining concrete in tunnel. Surface examination, nondestructive inspection, uniaxial compressive strength test, carbonation test, chloride diffusion test, micro-structural analysis were performed to analyze the deterioration of lining concrete in tunnel constructed 70 years ago. From surface examination results, the tunnel had been repaired and reinforced in several times. It has many cracks, water-leakage, efflorescence and exploitation. Compressive strengths obtained from nondestructive inspection and uniaxial compressive strength test have measured $17.5{\sim}34.7MPa$, and $12.8{\sim}40.3MPa$, respectively. Carbonation depth specimen cored from concrete lining has ranged from 3mm to 27mm. From chloride diffusion test, most specimens have low permeability. And the XRD analysis was able to detect ettringite and thaumasite, which were confirmed by SEM and EDS results to be the causes for the deterioration of lining concrete.