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비정질 투명전도막 In2O3:Zn의 전기적 광학적 특성 (Transport and optical properties of transparent conducting oxide In2O3:Zn)

  • 노경헌;최문구;박승한;주홍렬;정창오;정규하;박장우
    • 한국광학회지
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    • 제13권5호
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    • pp.455-459
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    • 2002
  • 직류 마그네트론 스퍼터링 방법으로 성장 온도($T_s$)를 변화시키면서 제작한 $In_2O_3$:Zn(IZO) 박막의 전기적, 광학적 특성을 조사하였다. $T_s$<$300^{\circ}C$에서 제작한 IZO 박막은 비정질이었고, $350^{\circ}C$$T_s$인 경우 결정질이었다. 일반적인 물질과 달리 특이하게도 IZO가 비정질일 때 전기 전도도와 광투과도 모두 결정질일 경우 보다 높은 것으로 나타났다. 비정질 IZO 박막의 경우 비저항의 값은 0.29~0.4m$\Omega$cm 이었으며 결정질 박막의 경우 1~4m$\Omega$cm이었다. IZO 박막내의 전하는 n형이고 전하농도(${n}_H$)는 $3~5{\times}10^{20}/cm^3$, 전하 유동도($({\mu}_H)$ )는 20-$50\textrm{cm}^2$/V.sec이었다. 비정질 및 결정질 IZO 박막내의 주된 전자의 충돌 과정은 이온화된 불순물과 격자 충돌로 추정된다. IZO 박막의 가시광 영역(400<$\lambda$<700mm)의 광투과도는 80%이상이었고 $T_s$가 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다.

고형분 70% 아크릴수지 합성과 아크릴-우레탄 도료의 도막물성 비교 연구 (Syntheses of 70% Solids Acrylic Resin and Comparative Study in Physical Properties as Acrylic Urethane Resin Coatings)

  • 김성길;박형진
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.476-487
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    • 2021
  • 고형분 70% 아크릴수지를 합성하기 위해 n-butyl methacrylate(BMA), methyl methacrylate(MMA), 2-hydroxyethyl methacrylate(2-HEMA) 및 acetoacetoxyethyl acrylate(AAEA)와 caprolactone acrylate(CLA)를 사용하여 공중합체의 유리전이온도(Tg)를 50 ℃로 조정하여 합성하였으며, 합성한 아크릴수지의 점도와 분자량은 수산기가(OH values)의 증가에 따라 증가되었다. 높은 고형분의 아크릴수지 합성에 적합한 반응개시제는 di-tert-amyl peroxide 이었으며, 최적의 합성조건은 반응 개시제 5 wt%, 연쇄이동제 4 wt%, 반응온도 140 ℃에서 적하시간은 4시간이었다. 합성수지의 구조는 FT-IR과 1H-NMR spectroscopy로 확인하였고, 수평균 분자량은 1900~2600, 분자량 분포도 1.4~2.1을 얻었다. 합성한 아크릴수지와 무황변성 폴리이소시아네이트인 hexamethylene diisocyanate trimer(Desmodur N-3300)의 NCO/OH 당량비를 1.2/1.0으로 조절하여 아크릴-우레탄 투명도료를 제조하였다. 도료의 물리적 특성으로 점도, 부착성, 건조시간, 가사시간, 연필경도 및 광택을 비교 검토한 결과 부착성, 건조시간, 가사시간, 연필경도 및 광택이 양호한 결과를 나타내었고, 특히 CLA를 10 % 도입한 도료는 부착성이 우수하고 낮은 점도와 높은 경도를 나타내었다.

표면처리방법에 따른 강교용 일반중방식도장계의 열화진행수명 평가 (Evaluation of Deterioration Propagation Life of Steel Bridge Paints According to Surface Treatment Methods and Heavy-Duty Painting Types)

  • 김기혁;정영수;안진희;김인태
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제25권1호
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    • pp.75-84
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    • 2021
  • 본 연구에서는 강교량용 일반중방식 도장계열의 신설 도장계 및 재도장계의 내구수명 예측과 도막 열화곡선을 검토하기 위하여 표면처리방법과 도장 종류를 변수로 총 12종류의 도장 시험편에 대하여 실내 부식촉진시험을 실시하였다. 표면처리는 신설(공장도장)과 재도장(현장도장)에 따라 수공구 (SSPC SP-2), 동력공구 (SP-3), 블라스트 처리(SP-10)를 적용하였다. 도장 시험편은 ISO 20340 부식환경 조건에서 실시하였으며, 각 도장계별 열화곡선은 초기결함으로부터 발생된 부풂 및 녹 면적을 기준으로 평가되었다. 또한 대기 부식성 범주와 강재 내구 성능평가 기준을 이용하여 신설 및 보수 도장계의 내구수명을 실험적으로 평가하였다. 그 결과 표면처리 방법에 따른 신설 도장계와 재도장계의 내구수명을 정량적으로 평가하였으며, 대기부식성 등급 C4에서 일반중방식 신설 도장계의 내구수명은 18 ~ 21년, 재도장계는 5.3 ~ 8.0년으로 추정된다.

납계열 안료의 대기환경에 따른 열화특성 (Degradation of Lead-based Pigments by Atmospheric Environment)

  • 박주현;이선명;김명남
    • 자원환경지질
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    • 제55권3호
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    • pp.281-293
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    • 2022
  • 연백, 연단, 밀타승으로 대표되는 납계열 안료의 대기환경에 따른 열화특성을 규명하였다. 자외선에 노출된 채색시편들은 모두 색차가 4~31로 어두워졌으나 성분에 변화는 없었다. CO2는 시편의 색상 뿐 아니라 성분 변화에 큰 영향을 주지 못하였다. 반면 NO2에 노출된 시편들은 색변화가 크게 나타나고 Lead nitrate(Pb(NO3)2)와 같은 2차 생성물이 확인되었다. 연백과 연단은 NO2에 의한 색차가 각각 2와 10으로 시험 전에 비해 어두워졌으나 밀타승은 색차가 5이고 시험 전에 비해 밝게 변했다. 이를 통해 CO2와 NO2가 동일한 농도일 경우 CO2에 비해 NO2가 안료 보존에 영향력 있는 대기환경 인자임을 확인할 수 있다. 미세먼지에 존재하는 염의 영향을 보기 위해 5% NaCl(in distilled water)를 제조하여 염수 분무 시험을 실시하였다. 그 결과 연백, 연단, 밀타승 모두 시편 색변화와 함께 표면에 2차 생성물이 형성되었다. 이로 인해 아교도막이 박락되거나 hole이 형성되었으며, 생성물을 중심으로 색상이 변하였다. 또한 염수분무 후 XRD 피크 강도와 결정도가 함께 낮아진 것을 볼 수 있다. 염수분무 후 시료의 성분분석 결과 연백의 경우 Litharge가, 밀타승의 경우 Litharge와 Minium이 새로 형성되었다. 이를 통해 채색안료의 보존에 영향력 있는 대기환경 인자는 자외선, NO2, 수용성 염임을 확인하였고 특히 납계열 안료 중 밀타승의 안정성이 다른 안료에 비해 낮은 것을 알 수 있었다.

목재 및 목질재료용 난연성 폴리우레탄수지 도막의 난연성능 (Performance on Flame-Retardant Polyurethane Coatings for Wood and Wood-based Materials)

  • 김종인;박종영;공영토;이병후;김현중;노정관
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제30권2호
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    • pp.172-179
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    • 2002
  • 본 연구에서는 MDF와 잣나무 판재에 대한 난연처리 및 난연도장 처리 시험편에 대한 난연 효과에 대해 고찰하였다. 무처리 MDF와 잣나무판재에 대한 td𝜃은 각각 279.5, 182.5로 나타났으나 난연침지 처리된 무늬단판을 오버레이한 MDF를 난연도장 처리 한 경우 높은 난연성능을 나타냈다. 난연처리한 잣나무판재에 난연도장 처리를 할 경우 th𝜃가 90으로 나타났고, 난연침지 처리 된 무늬단판이 오버레이 된 MDF에 난연도장처리한 경우에는 th𝜃가 0으로 나타난 가장 뛰어난 난연성능을 나타냈다. 전체적으로 난연처리 및 난연도장처리를 한 경우 th𝜃가 감소하는 것으로 나타나 난연성능이 개선되는 것으로 나타났다. 또한 연소도 시험결과 시험편의 중량감소율은 난연처리와 난연도장처리에 의해 감소함으로써 난연성능이 개선되는 것으로 나타났다. 또한 착화시간과 잔염시간의 측정결과도 유사하게 나타났으며 난연침지 처리 된 무늬단판이 오버레이 된 MDF 및 난연처리된 잣나무판재에 난연도장 처리한 경우 무처리된 경우에 비해 착화시간은 증가되고, 잔염시간은 감소하는 것으로 나타났다.

동유를 함유하는 목조주택 외장용 옻칠도료의 적용 (Application of Korean Rhus Lacquer Containing Tung Oil For Exterior Coatings)

  • 송병민;이병후;김현중
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제31권4호
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    • pp.81-90
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    • 2003
  • 본 연구에서는 식물성 오일인 동유에 국내산 생칠 또는 정제칠을 10, 20, 30 및 40 wt.% 혼합하여 목조주택 외장용 도료를 제조하고 기존의 외장용 도료인 오일스테인과 내후성을 비교하여 외장용 도료로서의 가능성을 제시하려고 하였다. 생칠, 정제칠 및 동유를 혼합하여 제조된 도료의 성질에 대한 실험결과를 보면 생칠이 정제칠에 비해 화학구조 내에 존재하는 -OH group이 많으며 경화특성이 좋은 것으로 나타났다. 동적점도는 정제칠이 생칠에 비해 Frequency 150 rad/s 이하에서는 높은 것으로 나타났지만 150 rad/s 이상에서는 거의 비슷한 수준의 동적 점도를 보여 주었다. 또한 동유에 생칠을 혼합할수록 화학구조내의 -OH group이 증가하고 경화온도가 증가함을 보여 주었다. 내후성 실험결과는 제조된 도막의 색차변화가 기존에 목조주택 외장용 도료로 사용하는 오일스테인에 비해 높게 나타났지만 동유에 생칠을 40 wt.% 혼합한 경우와 정제칠을 30 wt.% 또는 40 wt.% 혼합한 경우 거의 비슷한 색차 변화를 보여 주었다. 색차를 제외한 광택도 변화, 접촉각 변화의 측정 결과는 오일 스테인의 변화정도와 유사한 결과를 보여 주어 목조주택 외장용 도료로써의 가능성을 보여 주었다.

기판온도가 GZO 투명전도막의 재료평가지수에 미치는 영향 (Effects of Substrate Temperature on Figure of Merit of Transparent Conducting GZO Thin Films)

  • 신현호;정양희;강성준
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제18권5호
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    • pp.797-802
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    • 2023
  • 본 연구에서는 펄스 레이저 증착법으로 기판 온도에 따른 GZO(Ga2O3 : 5 wt %, ZnO : 95 wt %) 박막을 유리 기판에 증착하여 전기적 및 광학적 특성을 조사하였다. XRD측정을 통해 기판 온도에 무관하게 모든 GZO 박막이 c 축으로 우선 성장함을 확인할 수 있었고, 300℃ 에서 증착한 GZO 박막이 반가폭 0.38° 로 가장 우수한 결정성을 나타내었다. 기판 온도가 150에서 300℃ 로 증가함에 따라 GZO 박막의 비저항은 감소하는 경향을 보인 반면에 가시광 영역에서의 평균 투과도는 크게 영향을 받지 않는 것으로 조사되었다. 300℃ 에서 증착한 GZO 박막의 재료 평가 지수가 2.05×104-1·cm-1 로 가장 우수한 값을 나타내었고, 이때 비저항과 가시광 영역에서의 평균 투과도는 각각 3.72 × 10-4 Ω·cm 과 87.71 % 이었다. 본 연구를 통해 GZO 박막이 매우 유망한 투명 전도막 재료라는 것을 알 수 있었다.

리기다소나무 단판적층재(單板積層材)의 제조조건(製造條件)에 따른 물리적성질(物理的性質) 및 도장성능(塗裝性能) (Suitable Conditions of Producing the LVL from Pitch Pine and its Paint Film Durability)

  • 박상범;공영토;조재명
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제17권1호
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    • pp.3-11
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    • 1989
  • 리기다소나무 단판적층재(單板積層材)(LVL)의 가구용재(家具用材)로서의 적합성(適合成) 여부(與否)를 판단(判斷)하기 위한 기초자료(基礎資料)를 제공(提供)하고자 요소 멜라민수지(樹脂)와 페놀수지접착제(樹脂接着劑)를 사용(使用)하여 단판적층재(單板積層材)를 제조(製造), 그 물리적(物理的), 기계적(機械的) 성질(性質), 접착내구성(接着耐久性) 및 제조성능(製造性能)을 검토(檢討)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 리기다소나무 LVL 제조(製造)를 위한 적정압체시간(適正壓締時間)은 단판(單板)두께 1mm당(當) 45초(秒) 이상이 요구(要求)되었다. 2. 휨강도(强度)는 소재(素材)에 비(比)해 낮았으나 압축강도(壓縮强度)는 비슷하였고 단판(單板)의 두께가 얇을수록 강도(强度)는 증가(增加)하는 경향(傾向)이였다. 3. 충격(衝擊)휨흡수(吸收)에너지는 두께 2.5cm의 경우(境遇) 섬유직각방향(纖維直角方向)(상(上))이 $0.03kg{\cdot}m/cm^2$, 섬유방향(纖維方向)이 $0.24kg{\cdot}m/cm^2$으로 $0.68kg{\cdot}m/cm^2$인 소재(素材)에 비(比)해 매우 낮았다. 4. 열압체시간(熱壓締時間)을 45초(秒)/mm 이상(以上)으로 하면 침지박리(浸漬剝離) 및 한열반복시험시(寒熱反復試驗時), 접착층(接着層)의 박리(剝離), 표면할열(表面割裂), 부풀음, 변색(變色) 등(等)이 발생(發生)하지 않았다. 5. 진공침수시험(眞空侵水試驗)은 결과(結果), 섬유방향(纖維方向)으로서 수축율(收縮率)은 약(約) 1.0%, 섬유직각방향(纖維直角方向)(횡방향(橫方向))은 약(約) 3%였으며, 1~4개(個) 정도(程度)의 표면할제(表面割裂)이 관찰(觀察)되었다. 6. 온냉건고시험(溫冷乾燥試驗)에 의한 리기다소나무 LVL의 도막할열(塗膜割裂)은 전혀 관찰(觀察)되지 않았다. 7. 리기다소나무 LVL을 내장용(內粧用)으로 사용(使用)할 경우(境遇), 부착용화장단판(付着用化粧單板)으로서는 단판자체(單板自體)의 할열(割裂)이 적은 단판(單板)을 사용(使用)하여야 하며 부착용화장단판(付着用化粧單板)과 LVL의 표면(表面)이 서로 직교(直交)되도록 접착(接着)해야 표면할열(表面割裂)의 발생(發生)이 적고 표면부착성(表面付着性)이 향상(向上)되었다. 결론적(結論的)으로 리기다소나무 LVL은 접착성(接着性)은 매우 양호(良好)하였으며 휨강도(强度), 압축강도(壓縮强度) 및 충격(衝擊)휨흡수(吸收)에너지 등(等)은 가구재료(家具材料)로써 적정수준(適正水準)이었으나 단판자체(單板自體)의 옹이 및 할열(割裂)로 인(因)해 가구재료(家具材料)로 사용(使用)할 경우(境遇), 품질(品質)이 좋은 단판(單板) 즉, 화장단판(化粧單板) 등(等)으로 표면(表面)해양 할 것으로 생각되었다.

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패각의 종류 및 소성 여부에 따른 호분안료의 특성 평가 (Characteristics Evaluation of Hobun Pigments according to Shell Types and Calcination)

  • 박주현;이선명;김명남;홍진영
    • 자원환경지질
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    • 제56권6호
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    • pp.899-909
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    • 2023
  • 본 연구는 전통적으로 채색문화유산의 백색 무기안료로 사용된 호분안료를 대상으로 패각의 종류 및 소성 여부에 따른 재료과학적 특성을 분석하고, 보존환경 안정성을 평가하였다. 이를 위해 벚굴, 대합 패각 2종으로 제조된 호분과 이를 1,150 ℃에서 소성한 호분 2종을 수집하였다. 성분분석 결과, 소성 전의 호분안료는 calcite, aragonite 등의 탄산칼슘이고, 소성 후에는 portlandite가 주구성 물질로 calcite가 혼재되어 있었다. FE-SEM분석 결과, 소성 전에는 패각 종류에 따라 고유의 입형 조직을 보이지만 소성 후에는 다공성 입자의 조직 형태로 변하였다. 이에 따라 안료의 흡유량이 상당히 커지는 것을 볼 수 있다. 또한 소성 전보다 소성 후 백색도가 향상되는데, 대합 호분 안료(CS)의 색도 개선율이 더 높았다. 촉진내후성 시험 결과, 호분안료 채색시편은 시험 후 색차값이 2미만으로 육안으로 인지하기 어려운 정도였다. 특히 소성 전에 비해 소성 후 호분안료의 색차값이 작은 것으로 색 안정성이 높아진 것을 알 수 있다. 반면 소성 전보다 소성 후 시편에서 채색층 도막의 안정성이 떨어지는 것을 확인하였다. 항진균 효과는 공시균으로 Aspergillus niger, Tyromyces palustris, Trametes versicolor를 사용하였고, 호분안료가 곰팡이균에 대한 예방 보호적 효과가 있는 것으로 드러났다. 특히 소성과정을 거친 안료의 항진균 효과가 우수했는데, 이는 안료의 재료적 특성상 염기성이 강해진 것에 기인된 결과로 판단된다.