• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제10권1호
• /
• pp.30-39
• /
• 2022

본 연구에서는 비탈면 보강을 위해 순환자원을 재활용하여 개발된 시멘트 대체재료를 사용하여 노후 저수지의 사면 개량 재료로 활용하기 위해 실내시험 및 수치해석, 현장에서의 시험시공을 실시하고, 결과를 분석하였다. 실내시험 결과, 점착력과 내부마찰각의 변화를 고려할 때 시멘트 대체재료의 혼합비는 9 %가 적절하며, 투수계수는 약 10,000배 감소하여 국내에서 적용되고 있는 차수재료에 근접한 수준을 나타내는 것으로 분석되었다. 또한 수치해석과 시험시공 결과, 시멘트 대체재료를 사용하여 보강한 부분에서는 침투가 발생하지 않고, 국내 기준 대비 높은 안전율을 확보할 수 있어 충분한 차수 및 보강효과를 보이는 것으로 나타났다. 따라서 노후 저수지를 보강하기 위해 사용되고 있는 기존의 시멘트를 사용한 보수 및 보강방법을 충분히 대체할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.194-195
• /
• 2012

박막 실리콘 태양전지에 입사한 빛 중 흡수층인 진성 비정질 실리콘층(i-a-Si)에 흡수된 빛은 출력으로 변환되나, 기타의 층에서 흡수된 빛은 손실 성분이 된다. 이 중 흡수 손실이 큰 층은 도핑 층(p-a-SiC 및 n-a-Si)들인데, 이 들의 흡수 손실을 측정된 광학함수를 이용해 계산해 보면 Fig. 1과 같이 나타난다. p-a-SiC은 광 입사부에 위치하여 단파장 영역의 흡수 손실을 일으키고, n-a-Si 은 태양전지의 후면에 위치하여 장파장 영역의 흡수손실을 일으킨다. 이러한 도핑층에서의 흡수 손실을 제거 또는 개선하기 위해 도핑층의 재료를 기존 재료보다 광학적 밴드갭이 큰 재료로 대체하여 개선하는 방안에 대해 논하고자 한다. 금속 산화물의 밴드갭은 실리콘 화합물에 비하여 대체로 큰 값을 가지기 때문에 이를 기존의 실리콘 화합물 대신으로 사용한다면 광학적 흡수 손실을 효과적으로 줄일 수 있다. 단, 이때 태양전지의 광 전압을 결정하는 인자가 p층과 n층 사이의 일함수 차이에 해당하므로, p층의 대체층으로 사용 가능한 금속 산화물은 일함수가 큰(＞5 eV) 재료 중에서 선택하는 것이 적합하며, n층의 대체층으로 사용 가능한 금속 산화물은 일함수가 작은(＜ 4.2 eV) 재료 중에서 선택하는 것이 적합하다. Table 1에서 p층과 n층 대체용 금속산화물의 후보들을 정리하였다. 먼저 도핑층에서의 광 흡수가 광손실이 될 수 밖에 없는 물리적 근거에 대해서 논하고, 그 실험적인 증명을 제시한다. 이러한 개념을 바탕으로 도핑층의 내부 전기장의 방향을 제어하여 전자-정공쌍을 분리 수집하는 방법을 실험적으로 구현하였다. 이어서 금속 산화물을 부분적으로 대체하여 흡수 손실을 개선하는 방안을 제시한다. WOx, NiOx, N doped ZnO 등을 적용하여 그 효과를 비교 검토하였다. 끝으로 금속산화믈 대체 또는 쇼트키 접합을 적용하여 도핑층의 광 흡수를 줄이고 효율을 향상하는 방안을 제시한다. 그 사례로서 WOx, MoOx, LiF/Al의 적용결과를 살펴보고 추가 개선방안에 대해 토의할 것이다. 결론적으로 광학적 밴드갭이 큰 재료를 도핑층 대신 사용하여 흡수 손실을 줄이는 것이 가능하다는 것을 알 수 있고, 이 때 일함수 조건이 만족이 되면 광 전압의 손실도 최소화할 수 있다는 점을 확인할 수 있었다. 현재까지 연구의 한계와 문제점을 정리하고, 추가 연구에 의한 개선 가능성 및 실용화 개발과의 연관관계 등을 제시할 것이다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제13권2호
• /
• pp.123-129
• /
• 2001

본 연구에서는 천연재료인 황토의 활용성을 넓히기 위해, 황토를 혼화재로 사용한 경우 혼화재 종류 및 황토 대체율에 따른 콘크리트의 기초물성을 비교.검토하였다. 연구 결과, 황토를 사용할 경우 유동성은 다소 저하하는 것으로 나타났으며, 혼화재를 대체하지 않은 콘크리트에 비해 공기량도 다소 저하하는 것으로 나타나, 고성능 감수제의 선택성 및 AE제의 사용에 의한 공기량 보정이 필요할 것으로 판단된다. 황토와 시멘트간의 포졸란반응에 의한 강도발현성상을 검토한 결과, 황토를 콘크리트용 혼화재로서 사용하기 위해서는 가열에 의한 활성화공정이 필요한 것으로 나타났으며, 활성황토를 콘크리트용 혼화재료로 사용할 경우 활발한 포졸란반응에 의해 압축 강도 발현이 플레인콘크리트보다 높게 나타나, 건설 신재료로서의 황토의 개발이 가능할 것으로 사료된다. 활성황토의 대체율에 따른 콘크리트의 특성은 대체율이 증가할수록 강도발현수준이 높게 나타났으나, 대체율 30%의 경우 무혼입에 비해 강도가 저하하는 것으로 나타나, 활성황토의 적정 대체율에 대한 보다 심도 있는 연구가 필요할 것으로 사료되며, 본 연구의 범위에서 활성황토의 적정 대체율의 범위는 10~20%내외에 존재할 것으로 사료된다.

• Tribology and Lubricants
• /
• 제9권1호
• /
• pp.9-15
• /
• 1993

Tribology는 미끄럼 혹은 구름베어링, 피스톤링, 기어, 공구, 그밖의 상대적 움직임하에 있는 부품의 설계 및 제조와 관련된 학문이다. 또한 tribology는 서로 접촉하는 재료의 적절한 사용, 윤활유와의 상호작용 이해 및 적절한 선택을 통해 마모와 마찰의 감소 혹은 최적의 마찰(브레이크, 벨트 등의 경우)을 위해 연구되는 분야이다. 부품의 내마모성을 향상시키고 적절한 마찰계수를 얻기 위해서는 기계 설계, 윤활유 선택 및 개발, 재료의 선택 및 개발 등 여러 분야의 기여가 모두 필요하다. 지금까지는 전통적으로 사용되어 오던 재료, 특히 금속재료를 중심으로 하여 기계 및 윤활제 개발 등에 치중하여 왔다. 그러나 산업이 발전되고 복잡화됨에 따라 극한 분위기 즉 고온, 고진공하에서의 장시간 사용과 고효율 등을 요구하여 최근의 tribology 분야에 사용되는 부품들의 신소재로의 대체를 요구하고 있다. 한 예로 지금의 엔진보다 더 고온에서 작동되는 고효율의 경량의 첨단 열엔진의 개발을 들 수 있다. 이러한 열 엔진의 사용목적을 달성하기 위해서는 기존의 금속재료로는 고온에서 작동괴기에는 너무 약하고 무겁기 때문에 구조용 세라믹스가 고려되고 있는 것이다. 신소재 분야중 세라믹스는 고기능성 부품과 이미 산업화된 분야의 부품의 대체 재료로 주목을 받고 있다.

• 베이커리
• /
• 5호통권358호
• /
• pp.130-131
• /
• 1998

• 대한토목학회논문집
• /
• 제32권1C호
• /
• pp.1-6
• /
• 2012

본 논문에서는 이중보온관의 다짐시공 중 안정성 평가 및 되메움 대체재료 제시를 위하여 현장시험을 수행하였다. 현장시험 시 사용된 되메움 재료는 기존 되메움 재료인 중사와 되메움 대체재료 평가를 위한 자연모래 2종(세사, 왕사)과 부순모래, 자갈 2종(10mm, 20mm)을 사용하였다. 현장시험은 되메움재료 별 이중보온관 토압 및 변형, 외관손상 등의 거동 특성 평가를 위하여 수행하였다. 연구결과에 따르면, 부순모래는 5종의 되메움 대체재료 별 평가결과 이중보온관에 미치는 공학적 특성 및 재료의 수급 측면에 있어 기존 중사를 이용하는 이중보온관 되메움재의 대체재료로 가장 합리적인 재료로 평가되었다.

• 공업화학
• /
• 제23권4호
• /
• pp.409-415
• /
• 2012

폴리머 콘크리트 복합재료의 제조에 재활용하기 위하여 산업폐기물로 처리되고 있는 제강슬래그를 아토마이징 공법으로 구형의 골재를 제조하였다. 구형의 급냉 제강슬래그는 입도에 따라 폴리머 콘크리트 복합재료의 잔골재(강모래)와 굵은 골재(쇄석)를 대체하여 사용하였다. 급냉 제강슬래그를 사용하여 제조한 폴리머 콘크리트 복합재료의 제 물성을 조사하기 위하여 폴리머 결합재의 첨가율과 급냉 제강슬래그의 대체량에 따라 다양한 배합의 폴리머 콘크리트공시체를 제조하여 물성시험을 실시하였다. 시험결과, 급냉 제강슬래그를 적정량 대체하여 사용한 공시체의 기계적 강도가 현저히 향상되었으며(최대압축강도 117.1 MPa), 폴리머 콘크리트 복합재료의 생산원가에 가장 큰 영향을 미치는 폴리머 결합재의 사용량을 현저히 절감할 수 있었다. 그러나 폴리머 콘크리트 복합재료의 내열수성시험에서 공시체의 기계적 강도가 현저히 감소되었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
• /
• pp.317-317
• /
• 2007

현재 급격히 증가하는 디스플레이 산업은 업체간 시장 선도를 위하여 기술 및 가격경쟁이 매우 심화되고 있다. 이러한 추세로 디스플레이 소재산업은 신 재료, 대체 재료의 연구가 활발히 진행되고 있으나, 전극재료 분야에서는 그 성과가 미미한 실정이다. 본 연구에서는 기존에 사용되어지던 귀금속 전극재료를 금속 복합재료로 대체하여 저가격의 전극재료를 개발하는데 중점을 두었다. 용액환원반응법에 의해 제조된 다앙한 크기 및 조성의 복합분말을 이용하여 인쇄용 전극 페이스트를 만들고, 페이스트의 물리적 특성, 인쇄 특성, 패턴 전극 특성 등을 분석하여 디스플레이 전극용 대체 재료로의 가능성을 검토하였다.

• 세라미스트
• /
• 제7권1호
• /
• pp.11-20
• /
• 2004

오늘날 고령화와 사고의 증가 및 삶의 질이 향상됨에 따라 생체재료에 대한 관심과 수요는 매우 커지고 있다. 오래전부터 인체의 손상된 부위를 자가이식(autograft)이나 동물을 통한 이종이식(allograft)으로 일부 대체 하였지만, 그 수요와 쓰임에는 많은 한계가 있었다. 생체재료 (biomaterials)는 사고나 질병에 의해 손상된 인체의 조직이나 장기를 대체하거나 그 기능을 회복하기 위해 사용되는 재료를 말한다. 1) 생체재료로서 세라믹스(생체 세라믹스 bioceramics)는 1970년대부터 일부 임플란트 (implant)용으로 쓰이기 시작했으며 현재는 치과(dentistry)및 정형외과(orthopaedics) 분야에서 그 쓰임과 규모는 실로 막대하다. 최근에 생명공학(biotechnology)의 발달과 더불어 생체재료나 조직공학(tissue engineering) 분야가 새롭게 대두되면서, 생체세라믹스를 개발하고자 하는 노력은 선진국을 중심으로 이루어지며, 국내에서도 관심이 집중되고 있다.(중략)

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.49.1-49.1
• /
• 2009

최근 손상된 생체조직의 재생 또는 대체를 위하여 다공성의 지지체(scaffold)를 이용하는 연구가 활발히 이루어져 왔다. 지지체 재료는 조직 재생을 목적으로 하는 경우에는 생분해성 고분자, 생흡수성 세라믹스 또는 이들의 복합재료가 사용되고, 조직 대체를 목적으로 하는 경우에는 금속 또는 세라믹스 재료가 단독으로 사용된다. 현재 경조직 대체를 위한 임플란트 재료로 사용되고 있는 금속재료 중 대부분이 타이타늄 또는 타이타늄 합금이다. 타이타늄은 비강도, 내식성이 우수하며, 생체 내 환경에서 부동태피막 재생 속도가 빠르고, 섬유상 결체조직 형성 두께가 얇아 생체의료용 소재로서 각광을 받고 있다. 다공성 타이타늄은 기존 타이타늄 소재의 장점에 다공체의 구조적인 특성을 부가하여 하중을 받는 골 결손부에 사용될 경우 뼈와의 탄성계수 차이에서 기인하는 응력차폐(stress shielding) 효과를 최소화할 수 있고, 다공체 내부로 골조직 성장을 유도할 수 있어 지지체와 골조직이 일체화되는 골융합 효과의 극대화를 기대할 수 있다. 본 연구에서는 기공 구조를 다양하게 제어할 수 있고, 3차원적 연결 기공구조를 만들 수 있는 적층조형(layer manufacturing) 기술을 이용하여 3차원 다공성 타이타늄 지지체를 제조하였으며, 이에 대한 세포독성, 조골세포 증식능 등 in vitro 생체적합성을 평가하고, Rat model 을 이용한 in vivo 생체적합성을 평가하였다. 또한 지지체의 골조직 재생 유도성의 증대를 위한 생체활성처리 영향도 분석 평가하였다.