고분자/용매계에서 물질전달현상에 이용되는 용매의 상호확산계수를 예측하기 위하여 기존의 UNFACFV을 적용한 확산식을 유도하였으며, 상호확산계수를 계산하였다. 또한, 새로운 모델식에 의하여 계산한 값을 실험치 및 Vrentas-Duda의 이론치와 비교하였다. 상화확산계수를 구하는데 필요한 자기확산계수는 Vrentas-Duda의 이론을 이용하고, 용매의 화학포텐셜의 농도 미분항은 original UNIFAC-FA와 modified UNIFAC-FV를 사용하였다. Flory-Hugginstlr을 이용한 Vrentas-Duda의 상호확산식은 용매의 화학포텐셜의 농도 미분항을 표현하기 위하여 매개변수 x를 온도와 농도에 무관한 상수로 가정한 단점을 가지고 있으나, 본 연구에서 제시한 방법에서는 이러한 가정이 없으며, 여러 가지 고분자/용매계(polyisobutylene homopolymer 및 polyisobutylene-poly(pmethylstyrene) copolymer와 cyclohexane, n-hexane, n-pentane, chloroform, toluene)에서의 상호확산계수를 잘예측하였다. 특히 PIB/toluene계의 경우, 본 논문에서 사용된 방법이 Vrentas-Duda 이론에 의한 것보다 실험치에 더 가까웠다. 또한, 아무런 가정이나 제약없이, 넓은 온도 및 농도 영역에서 고분자/용매계의 상호확산계수를 예측할 수 있는 좋은 방법임을 알 수 있었다.
1. 서론 : 막내부에서 물질전달을 설명하는 이론으로 현재 solution-diffusion model과 pore-flow model 두 가지가 있다. 이 중에서 흡착, 확산, 탈착의 3과정을 거치는 solution-diffusion model이 주로 사용되고 있다. 본 연구에서는 solution-diffusion model 에서 상호확산계수를 구하기 위해서 Vrentas-Duda식을 이용하여 자기확산계수를 구하고 Bearman식으로부터 상호확산계수를 구하는 과정을 UNIFAC-FV와 modified UNIFAC-FV을 이용하여 계산하였으며 Flory-Huggins식을 이용한 기존방법과 비교하였다.(생략)
폴리이미드/N-methyl-2-pyrrolidone(NMP)계에서 의 상호확산계수를 Vrentas-Duda의 hole free volume 이론을 이용하여 나타내었다. NMP와 폴리이미드의 기초 물성과 그룹기여이론을 이용하여 상호확산계수식 내의 여러 자유부피인자들을 결정할 수 있었으며 폴리이미드가 NMP에 팽윤되는 거동을 실험으로 측정함으로써 지수전확산계수인 D$_{0}$를 구할 수 있었다. 결정된 확산계수식을 이용한 이론적 팽윤거동이 온도에 따른 폴리이미드/NMP 계의 실험적 거동을 잘 묘사함을 알 수 있었다.다.
확산 현상은 박막성장 과정 및 박막의 기계, 전기, 자기적 성질 이해에 중요한 역할을 한다. 열 처리에 의한 상호확산 때문에 생긴 Pd/Cu 다층박막의 조성변화를 AES depth-profiling 방법을 이용해 서 조사하였다. 열처리전 시료에서의 각형의 초기 조성분포가 여러온도에서의 열처리에 의해 정현파 모 양의조성분포로 변화되었다. 조성의존성을 고려하지 않은 상호확산 계수를 정현파 분포의 진폭으로부터 구하였으며, 1.66 eV의 값을 갖는 활성화에너지는 Arrhenius plot으로부터 산출하였다. 또한 Boltzmann-Matano 방법을 사용해서 15$0^{\circ}C$에서의 조성의존 상호확산계수도 구하였다. 열처리에 의해 조 성균일화가 되는 것으로만 알려졌던 본물질계에서도 상분리가 생성됨을 관찰하였고, 그 열처리 조건은 $180^{\circ}C$에서 150분 보다 짧아야함을 밝혔다.
본 연구에서는 고분자용액을 분산매로한 현탁액 내에서 입자의 수력학적확산에 관 한 실험적인 연구를 수행하여다. 입자로는 평균직경 275마이크론의 polymethlmethacrylate (PMMA)구형입자를 사용하였고, 분산매로는 PMMA 입자와 밀도르 맞춘 글리세린과 에틸 렌글리콜의 혼합용액에 고분자를 첨가하여 사용하였다. 고분자로는 분자량 6백만의 시약용 폴리아크릴아마이드를 사용하였다. 입자농도는 50%이었다. 용액의 농도는 0∼700ppm이었으 며 이러한 용액은 전단박화현상을 나타내지 않았다. 확산계수는 쿠엣장치 내에서 입자가 두 원통사이에서 아래쪽의 빈 공간으로 확산할 때 시간에 따른 점도측정결과로부터 예측하여 다. 본 연구의 결과 뉴튼성유체의 경우와는 달리 무차원확산계수(D/2)가 일정하지 않으며 전단율이 증가될수록 점점 감소하는 현상을 나타내었다. 고분자의 농도가 증가하는 경우에 는 무차원 확산계수가 감솨는 것을 볼수있었다. 이러한 무차원 확산계수의 감소는 유동하는 현탁액 내에서 입자간의 상호작용이 뉴튼성유체에 비하여 가역적인 것에 기인하는 것으로 판단된다.
많은 고분자 공정에서 고분자에서의 유기 용매와 같은 저분자 물질의 확산은 중요하다. 고분자에서의 저분자 물질의 이동은 중합 반응기의 효율성과 제조된 고분자의 특성을 결정한다. 공정을 설계하고 최적화하는데 중요한 물성값은 고분자/용매 상호확산 계수이다. 용매의 농도가 매우 낮은 무한희석 상태에서의 고분자/용매 계의 무한확산계수를 측정하기 위해서 capillary column inverse gas chromatography (CCIGC) 기법이 흔히 사용된다. 이 기법을 사용하면 비교적 짧은 시간에 확산계수와 분배계수를 측정하는 것이 가능하다. 본 연구에서는 CCIGC 기법을 사용해서 styrene/butadiene/styrene (SBS) 블록 공중합체에서 환형 구조를 가지는 용매의 확산계수와 분배계수를 다양한 온도 범위에서 측정하였다.
처프 확산 대역 시스템의 전송 성능을 향상시키기 위해서는 처프 신호 사이의 상호 상관 계수를 반드시 고려해야 한다. 본 논문은 단일 사용자 전송을 위한 처프 신호의 상호 상관 계수를 수식적으로 도출하였으며, 이를 기반으로 전송 성능을 향상시킬 수 있는 처프율을 이론적으로 제안하였다. 모의실험 결과, 최적의 상호 상관 계수를 고려했을 때 전송 성능이 향상되었으며, 도출된 이론적인 성능이 모의실험 결과와 동일함을 확인하였다.
폴리머 시멘트 모르터는 보수성 및 방수성이 우수한 재료로서 모르터 내부의 수분의 확산거동 대한 연구는 중요하다. 본 연구에서는건조조건을 달리한 폴리머 시멘트 모르터의 수분확산에 영향을 미치는 상대습도와 내부함수율의 변화에 따른 수분의 확산계수와 건조수축과의 관계에 대해 고찰하였으며, 수분확산에 영향을 미치는 내부의 세공조직의 분포를 측정하였다. 본 실험결과, 폴리머 시멘트 모르터의 수분확산에 영향을 미치는 요인과 결과는 상호 상관관계를 나타내며, 건조수축과 수분확산계수는 보통 시멘트 모르터에 비해 아주 적었으며 상대습도, 폴리머 시멘트비 및 세공의 분포에 영향을 받는다.
단층 금속 Al, Au 게이트 MESFET를 제작하여 열처리에 따른 쇼트키 계면에서의 상호확산 상태와 그에 따른 쇼트키 접촉특성 및 MESFET의 전기적 특성을 조사하였다. Al 및 Au 쇼트키 계면의 상호확산은 as-deposited 상태에서도 나타났으며 열처리 온도가 증가함에 따라 상호확산의 정도는 Au 접촉이 Al 접촉보다 컸다. 특히 Au 접촉에서 Ga의 외부확산이 현저했다 .Al 및 Au 게이트에 있어서 공통적으로 열처리 온도 증가에 따라 포화드레인 전류와 핀치오프 전압은 감소하였고 개방채널 저항은 증가하였으며 변화폭은 Au 게이트가 Al 게이트보다 컸다. Al 및 Au 접촉의 장벽높이는 as-deposited 상태에서 각각 0.70eV, 0.73eV로 페르미 준위는 1/2Eg 근처에 피닝되었다. Al 및 Au 접촉에 있어서 열처리 온도 증가에 따라 장벽높이는 각각 증가, 감소하였으며 이상계수는 각각 감소, 증가하였다. Al 접촉의 경우 열처리를 행함으로서 쇼트키 접촉특성이 개선됨을 확인할 수 있었다.
반도체 칩과 패키지는 wire로 연결되는데, 이 때 반도체의 용도에 따라 다양한 wire와 pad의 조합이 사용되며, 이 두 개의 다른 금속물질 결합부위는 IMC(Inter Metallic Compound)를 형성하게 된다. 그러나, 결함 및 오염 등에 의하여 인접재료의 원자들이 이동하는 확산(Diffusion)이 발생하게 되어 IMC가 성장하고, 두 개의 금속물질간의 확산율은 상호 다르며, 확산율은 온도에 따른 함수가 된다. Au wire와 Ag pad를 이용하여 제조한 IR 수신모듈를 대상으로 3가지 고온조건에서 가속수명시험을 실시하였고, 각 온도별 수명분포를 바탕으로 가속계수와 활성화에너지 도출 및 정상온도에서의 수명도 예측할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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