Thiourea/urea, 다양한 aromatic aldehydes, ammonium acetate의 세가지 요소를 가지고 마이크로파의 조 사하에서 무수조건의 활성화된 비산화재를 촉매로 사용하여 높은 수율의 6-aryl-1,2,4,5-tetrazinan-3-thiones/ones를 얻었 다. 6-aryl-1,2,4,5-tetrazinan-3-thiones/ones의 구조는 녹는점, MS, IR, 1H NMR, D2O 교환, 13C NMR, 이차원의 NMR 스펙트럼(HOMOCOR, HSQC)을 바탕으로 증명되었다.
LTCC 소재는 glass/ceramic composite로 구성된다. LTCC 소재에 embedding 되는 고유전율 소재 또한 이와 같은 소재설계를 통하여 무수축 접합이 가능할 것으로 판단된다. 그러나 이에 대한 연구결과가 보고된바 없고 몇몇 $Al_2O_3$의 infiltration에 대한 무수축 소성 관련 선행 연구를 바탕으로 고유전율 소재인 $BaTiO_3$의 무수축 소성이 연구되는 것이 필요한 시점이다. 따라서 본 연구는 저온에서의 glass infiltration에 의한 무수축 $BaTiO_3$ layer의 저온소성특성 및 유전특성을 평가하였다. 실험결과 $785^{\circ}C$에서 glass의 충분한 침투가 확인되며 결정구조에서는 glass/$BaTiO_3$ composite이 형성되었다. 무수축 접합 layer의 소성조건과 glass 두께 변화에 따른 유전특성 및 layer의 결정구조를 비교평가 하였다.
무수붕산(B$_2$O$_3$)과 활성탄소를 사용하여 질소 분위기에서 육방정 질화붕소(h-BN)을 합성할 때 그 생성조건 및 반응과정을 검토하였다. 육방정 질화붕소의 생성조건은 140$0^{\circ}C$ 이상에서 질화붕소가 합성되기 시작하여 155$0^{\circ}C$에서는 대부분의 합성이 이루어졌고, 그 이상의 온도에서는 생성이 크지 않았음이 확인되었다. 합성된 질화붕소의 입자 형상은 미세한 판상 결정을 나타내었다. 반응 과정은 무수붕산이 탄소에 의하여 환원되어 붕소로 기화됨과 동시에 공존하는 질소 가스와 반응하여 육방정 질화붕소로 합성되는 반응 경로를 따를 것으로 사료된다.
미분무수 소화시스템의 소화구조는 분무되는 물의 조건뿐만 아니라 방호대상 공간의 상태에도 의존하기 때문에 일반적인 설계기준을 마련 할 수 없는 실정이다. 따라서 보편적인 성능평가 방법도 있을 수 없기 때문에 방호 대상물과 공간이 결정되면 그에 적절한 성능평가 기준이 마련되어야 한다. 본 연구에서는 변전소 주변압기실에 미분무수 소화시스템을 적용하기 위하여 성능평가 기준을 제안하고자 한다. 이를 위하여 유사 화재사례 조사, 사고 분석, 유사 성능평가기준 분석 등을 수행하였다.
공통의 glass를 이용한 LTCC 이종소재의 무수축 접합 가능성을 확인하기 위하여 2종의 상용 glass를 이용하여 소결온도를 변화시키면서 미세구조 및 결정구조, x-y축 방향의 수축율을 관찰하였다. 실험 결과 GA-12 glass는 강유전체 $BaTiO_3$와 glass의 composite개념을 이용한 접합에 적절하지 않은 것으로 판단되었으며, GA-1 glass의 경우는 $750^{\circ}C$와 $800^{\circ}C$ 사이에서 glass의 충분한 침투조건이 확인되며, 결정구조 에서도 glass/$BaTiO_3$ composite이 형성되므로 layer 간의 delamination은 발견되지만 x-y축 방향의 무수축 접합의 가능성이 확인되었다.
도로터널에서의 미분무수 소화시스템의 적용 가능성을 검토하기 위해 실물 화재 실험을 수행하였다. 적용된 화원은 실물 승용차 화재와 유류화재를 모사한 화원면적 $1.4m^2$의 heptane pool 화재이며, 기존 도로터널에 설치된 저압 물분무 시스템과 고압 미분부수 소화시스템과의 냉각효과 비교실험을 수행하였다. 도로터널 내의 환기조건을 구현하기 위해 실물모형 터널의 한 편에 터널 유속(0.9~3.8 m/sec 범위) 발생장치를 설치하였으며, 화원에서 하류 방향으로 터널 내 온도분포를 측정하였다. 실험 결과 1/5의 유량을 사용하는 고압 미분무수 소화시스템은 저압 물분무 시스템과 동등한 수준의 냉각효과를 보였다.
도로터널에서의 미분무수 소화시스템의 화재진압 특성을 조사하기 위해 실물 터널 화재 실험을 수행하였다. 적용된 소화시스템은 압력이 3.5 bar인 저압 물분무 소화설비와 60 bar인 고압 미분무수 소화시스템이다. 미분무수 소화시스템은 물분무 소화시스템의 1/6 만큼의 소화용수량을 사용한다. 화원 (fire source)은 실물 승용차와 유류화재를 모사한 화원면적 $1.4m^2$의 헵탄 연료 팬 화재로 구성하였다. 터널 내의 환기조건을 구현하기 위해 실물모형 터널의 한쪽 끝단에 유속(0.9~3.8 m/sec 범위) 발생장치를 설치하였으며, 화원에서 하류 방향으로 터널 내 온도분포는 K-type 열전대 트리를 사용하여 측정하였다. 실험 결과 고압 미분무수 소화시스템은 B급 화재의 경우 저압 물분무 시스템과 동등한 수준의 냉각효과를 보였다.
DLC(Diamond like Carbon)는 Diamond와 유사한 물리화학적 특성을 보유한 막으로 고경도 및 우수한 내마모성, 화학적 안정성의 특성을 가지고 있다. DLC는 크게 카본의 막 형성 공정에서 카본 소스에 따라 수소가 포함된 DLC와 무수소DLC로 구분된다. Tetrahedral amorphous carbon (ta-C) 박막은 DLC 박막 중에서 가장 다이아몬드와 유사한 특성을 가지는 박막으로, a:C-H에 비해 높은 열적안정성, 경도(50~60 GPa) 및 내마모 특성이 우수하여, 현재 다양한 응용분야에 적용하고 있다. 본 연구에서는 무수소 DLC 형성을 위해 자장필터가 장착된 Filtered Vacuum Arc Source(FVAS)를 자체적으로 개발하여 연구를 진행하였다. FVAS 장비는 카본 이온 발생부와 Plasma Duct 부위, 전자석부위 구성되어 있으며, 본 연구에서는 Plasma Duct 부위의 Bias 제어를 통해 음극에서 기판으로 이동하는 카본이온의 에너지와 flux 변화를 통한 박막 증착 거동 및 물성 연구를 진행하였다. Plasma Duct Bias 변화는 각 0, 5, 10, 15, 20 V 조건으로 진행하였으며, 물성 평가는 경도(Hardness), 마찰계수, 응력(Stress), 전기전도 특성에 대한 분석을 진행하였다. 박막의 증착 거동에서는 Plasma Duct bias 변화에 따라10 V에서 가장 높은 증착 거동을 가지다 감소하는 경향을 확인 하였으며, 박막의 물성 특성 평가 시에도 이와 유사하게 특성의 차이를 관찰하였다. 이는 음극부위에서 형성된 카본이온이 기판에 도달 시에 Plasma Duct Bias 변화에 따라 이온의 Flux 및 에너지 변화로 인해 박막의 밀도 및 ta-C 막의 물성 변화로 예상되며, 이를 분석하기 위해 라만분석 및 기판 도달 에너지 분석을 진행하였다
IMO MSC/circ. 1165 규정에 따라 미분무수를 이용한 선박 기관구역($20m{\times}15m{\times}10m$)에서의 실물화재 소화실험을 수행하였다. K-factor 2.4인 노즐을 사용하였으며 작동압력은 80 bar이다. 미분무수의 화재진압 특성을 수치적으로 예측하기 위하여 FDS를 사용하여 실험과 같은 조건에서의 전산시뮬레이션을 수행하였다. 전산 시뮬레이션 결과 화재 전산 시뮬레이션 기법이 화재소화시간 예측에는 한계를 가지나, IMO MSC/circ. 1165 규정의 공간 내 온도분포 제어 성능의 예측을 위해서 유용하게 활용될 수 있음을 보였다.
chaos란 "질서 있는 무질서"를 의미한다. chaos의 큰 특징은 초기조건에의 민감성이다. 역으로 말 하면, 주어진 운동은 초기조건에 민감하므로 chaotic한 운동을 한다고 말할 수 있겠다. 제2장에서 는 유동문제의 대표격인 Lorenz chaos를 살펴보고, 3장에서는 동역학 문제인 Duffing-Holmes방 정식, 4장에서는 map의 대명사인 logistic map을, 5장에서는 기타 무수히 많은 분야 중 기계공 학에 가장 가까운 것들을 골라 연구된 내용을 소개하고 그 특징들을 살펴본다. 6장과 7장에서는 chaos의 정량화를 위한 Lyapunov지수와 fractal dimension의 개념과 그 계산 방법을 다룬다. 8 장에서는 현재까지도 그 의문이 풀리지 않은, chaos학문의 큰 관심사인, 난류의 시작문제를 취 급하고, 마지막으로 9장에서는 문제점, 과제 및 앞으로의 전망을 살펴보기로 한다. 살펴보기로 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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