• 한국건축시공학회지
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• 제20권3호
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• pp.261-267
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• 2020

본 연구는 공동주택의 화재 및 화재확산에 의한 피해의 예방과 대응마련을 위해 실내화재 조건에 대한 정확한 데이터 확보를 목적으로 실물화재실험을 재현하였다. 실험조건으로 개구부 크기를 다르게 하여 외벽 수열온도를 측정 및 분석하였으며, 다음과 같은 결과를 도출하였다. 개구부 크기를 2,000mm, 1,600mm, 1,400mm로 실험하였을 때, 플래시오버는 각각 630초, 505초, 510초에서 일어났으며, 총 가열시간은 개구부 크기에 따라 815초, 713초, 721초로 나타났다. 개구부 크기에 의한 외벽 최고 수열온도는 2,000mm에서 282.4℃, 1,600mm에서 382.9℃, 1,400mm에서 423.8℃로 나타나 개구부의 크기가 작아질수록 화재확산에 의한 외벽의 수열온도는 높아지는 것으로 나타났다.

• 한국건축시공학회지
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• 제20권4호
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• pp.339-345
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• 2020

본 연구는 매년 수만 건 발생되는 화재에서 화재확산에 의한 피해 예방과 대응 마련을 위해 공동주택 및 일반건물의 내부화재를 실물화재실험을 통해 재현하였다. 또한, 개구부 크기와 차양길이 조건을 달리하고 이에 따른 외벽온도 분포를 분석하여 화재확산방지 기초자료를 제공하고자 하였다. 실험결과, 차양을 설치하지 않았을 때 최고온도는 약 380℃ 이상으로 나타났다. 차양을 설치하지 않은 최고온도를 기준으로 차양길이가 150mm 일 때, 동일한 측정점에서 약 90℃가량 낮아졌으며, 300mm에서 약 150℃ 이상, 450mm에서 175℃ 이상 온도가 낮아졌으며, 차양길이 600mm 일 때, 최고온도 차는 약 180℃ 이상 낮아지는 것으로 나타나 개구부 상부의 차양 설치가 외벽의 수직화재 확산에 의한 화염온도를 낮추는데 효과가 있는 것으로 판단된다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2021년도 가을 학술논문 발표대회
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• pp.127-128
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• 2021

In this study, a study was conducted to analyze thermal diffusion according to the depth of concrete exposed to high temperatures. For thermal diffusion analysis, a test specimen in which K-type sheath thermocouples were poured in 0, 10, 20, 30, and 40 mm sections was manufactured, and thermal diffusion measurement was performed through one-sided heating for 180 minutes under heating conditions. As a result of the review, it was shown that as the temperature condition increased, the heat diffusion increased as the depth increased.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.383-391
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• 2020

연구목적 : 에너지 저장실의 외부 화염에 의한 내부자기 점화 및 점화를 식별하고, 과열로 인한 점화와 외부 열원에 의한 점화의 차이를 분석하는 것이다. 연구방법 : 분리막 녹는점 측정, 배터리 외부 수열 실험, 배터리 과충전 실험, 과충전과 외부수열에 의한 연소 시 전극 판 비교분석, 과충전 연소 특징, 외부수열 화재 연소특징, 3.4(전극판 비교)/ 3.5(과충전)/ 3.6(외부수열) 분석 실험을 하였다. 연구결과: 화재 발생 시까지 센서의 위치에 따른 온도 차이가 극심했음으로 기존처럼 한 모듈 당 온도 센서 두 개로는 측정값이 부족해 온도제어를 통한 화재를 사전에 방지할 수 없다고 판단한다. 결론: 단락이 점화원으로 작용하여 혼합가스에 착화돼 가스폭발이 발생하고, 폭발 압력에 의해 전극이 잘게 파손되며, 가루형태의 리튬산화물이 불꽃반응에 의해 폭죽과 유사한 불꽃이 분출되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.509-512
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• 2008

본 연구에서는 고온 수열 콘크리트의 세공구조 변화를 평가하기 위하여 질소 흡착법을 이용한 분석을 실시하였다. 아울러 역학적 특성 및 염화물 이온 확산계수의 변화도 측정하였으며, 고온 수열 후의 내구성 변화가 RC조의 수명에 미치는 영향을 예측하기 위해 2차원 유한요소 모델을 구축하였다. W/C에 따라 각 시험체의 가열온도가 증가할수록 약 0.01${\mu}m$ 이하의 미세 공극량은 감소하고, 약 $0.01{\mu}m{\sim}0.1{\mu}m$크기의 세공공극은 증가하였다. 역학적 특성은 탈수가 발생하는 $200{\sim}600^{\circ}C$에서는 급격하게 감소하였으며 염화물이온 확산계수는 반대로 급격히 증가하는 경향을 나타내었다. 수치해석을 통하여 가열(화재)에 의하여 콘크리트 속 철근 위치가 발청 한계 농도에 도달하는데 소요되는 시간이 단축되는 것을 알 수 있었다.

• 한국결정성장학회:학술대회논문집
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• 한국결정성장학회 1996년도 제11차 KACG 학술발표회 Crystalline Particle Symposium (CPS)
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• pp.219-222
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• 1996

수열법은 밀폐용기중에서 10$0^{\circ}C$이상의 가열, 가압된 수용액이 반응에 관여하는 것으로써, 수정, CaCO3, AlPO4, GaPO4 등과 같은 단결정의 육성 뿐만 아니라 균일분산계로부터 균일한 결정성의 미립자 합성에도 폭넓게 이용되고 있다. 세라믹분말의 합성에 있어서, 이 방법은 특히 형상, 입자크기의 제어가 용이할 뿐만 아니라 고상법, 졸-겔법, 공침법에서와 같은 열처리, 분쇄과정이 필요없기 때문에 고순도의 초미립자를 얻을 수 있는 장점이 있다. 근년 미국, 일본에서는 수열법을 이용한 유전, 압전체 등 세라믹분말의 일부가 공업적인 규모로 대량 생산되고 있다. 그러나 이에 대한 국내 기술은 아직 초기단계에 이르고 있는 실정이다. 따라서 본 연구실에서는 수열법에 의한 단결정 육성 (예; 자수정, CaCO3, AlPO4, GaPO4, KTP, Emerald 등), 박막제조 (예; GaP, PbTiO3, BaTiO3 등), 정제 (고령토, 장석, 도석 등), 원석처리 (진주, 인공 emerald, 비취 등) 그리고 각종 세라믹분말의 합성 등과 같은 다양한 기반기술의 축적과 동시에 공업화에 대응한 수열장치를 위하여 반응용기의 대형화, 엄밀한 밀폐방식, 실용적인 수열조건 등을 개발해 오고 있다. 본 발표에서는 현재까지의 연구개발 내용 중에서 결정성 미립자에 관련한 세라믹분말의 합성에 대한 일부의 결과들을 보고한다. 일반적으로 수열장치는 전기로, 반응용기, 온도 및 압력제어계 등을 기본으로 하고 있으며 시판용의 대부분이 교반기가 부착된 수직형 (vertical type)이다. 이와 같은 방식에 있어서는 엄밀한 밀폐가 곤란, 반응온도의 한계성 (25$0^{\circ}C$ 이하), 증진율의 한계성 (소량생산) 등과 같은 점이 있기 때문에 본 연구실에서는 개폐식 전기로내에 엄밀한 밀폐가 가능한 수평식(horizontal type)의 반응용기를 채택한 뒤 이를 회전 또는 시이소(seesaw)식으로 움직일 수 있도록 하여 연속공정화, 온도구배의 자율조절 그리고 보다 저온에서도 인위적인 이온의 확산을 효율적으로 유도할 수 있도록 하였다. 이와 같은 방식은 기존의 방식과 비교하여 반응용기 내에 응집현상과 미반응물이 존재하지 않으며 또한 단분산으로 결정성 미립자를 대량적으로 얻을 수 있는 장점이 있었다. 다음은 이상과 같이 본 연구실에서 자체 개발한 수열장치를 이용하여 PbTiO3, (Pb,La)TiO3Mn, BaTiO3, ZnSiO4:Mn, CaWO4 등과 같은 세라믹분말에 대한 합성 실험의 결과이다. 압전성, 초전성이 우수한 PbTiO3 및 (Pb,La)TiO3:Mn 분말의 수열합성은 PbO, TiO2, La2O3 등의 분말을 출발원료로 하여 합성도도 25$0^{\circ}C$부근의 알카리성 용액중에서 결정성 PbTiO3 및 (Pb,La)TiO3:Mn 미립자를 단상으로 얻었으며 입자의 형상 및 크기는 합성온도와 수열용매의 종류에 의존하였다. 유전체로서 폭넓게 응용되고 있는 BaTiO3 분말은 Ba(OH)2.8H2O, TiO2와 같은 최적의 출발원료를 선택함으로써 15$0^{\circ}C$ 부근의 저온영역에서도 용이하게 합성할 수 있었다. 특히 본 연구에서는 수용성인 Ba(OH)2.8H2O를 사용함으로써 host-guest적인 반응을 유도시키는데 있어 물의 가장 실용적이고 효과적인 수열용매임도 알았다. ZnSiO4:Mn, CaWO4, MgWO4와 같은 형광체 분말은 공업적으로 고상반응 또는 습식법에 의해 얻어지고 있으나 이들 방법에 있어서는 분쇄공정으로 인한 형광특성의 저하와 같은 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 수열법을 이용하여 이들 화합물의 합성을 시도하였으며 그 결과 합성온도 30$0^{\circ}C$ 부근의 알칼리성 용액중에서 수열적으로 얻어짐을 알았다. 여기서의 합성분말을 이용하여 실제 조명램프로 제조한 결과 녹색, 청색 발광용 형광체로서 우수한 형광특성을 나타내었다. 천연에서 소량 산출되고 있는 고가의 (Li,Al)MnO2(OH)2:Co 분말은 도자기의 전사지용 청색안료로써 이용되고 있다. 본 연구실에서는 LiOH.H2O, Al(OH)3, MnO2 등의 분말을 출발원료로 하고 24$0^{\circ}C$ 온도 부근 그리고 물을 수열용매로 하여 천연산에 필적하는 (Li,Al)MnO2(OH)2:Co 분말을 인공적으로 합성하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제30권3호
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• pp.91-95
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• 2020

본 연구는 BaTiO₃ 나노입자의 용액 공정의 분산성을 확보하기 위해 합성 시간과 온도 증가를 통한 입자들의 핵생성 속도 및 확산 속도를 동시에 증가시켜 수열합성을 진행하였다. 상대적으로 연구가 부족했던 20 nm 이하 균일한 크기의 BaTiO₃ 나노입자를 oleic acid 리간드를 매개로 180℃, 30시간의 조건에서 추가 공정 없이 합성하였다. 수열합성을 저온에서 짧은 시간 동안 진행하였을 시 입자의 응집과 크기의 불균일함을 확인하였으며, 고온에서 장시간 진행하였을 시 입자가 잘 분산되고 크기가 균일한 것을 확인하였다. 이는 고온에서 TiO₂ 입자의 핵 생성 속도와 Ba²⁺ 이온의 확산 거리 증가에 기인한다. 비극성 용매인 mesitylene에서 향상된 분산도를 보여준 BaTiO₃ 나노입자의 크기와 결정도 및 흡광도는 투과전자 현미경과 X-ray diffraction 및 자외/가시선 분광광도계를 통해 분석하였다. 본 연구 결과로 수열합성을 통한 BaTiO₃ 나노입자의 크기의 균일성과 분산성을 개선하고 다양한 전자소자에 응용 가능할 것이라 예상한다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1997년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.29-29
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• 1997

ZSM-5계 제올라이트는 직경이 약 6${\AA}$인 균일한 3차원 채널 형태의 기공을 형성하므로 이를 이용한 기체 분리막은 분자체가름(molecular sieving)이나 미세기공확산(micropore diffusion) 및 표면확산(surface diffusion) 메커니즘에 의해 최근 지구 온난화의 주범으로 지목되고 있는 CO$_2$ 기체에 대해 높은 분리 효율을 기대할 수 있으므로 ZSM-5 복합분리막의 제조 및 기체 투과 특성과 CO$_2$ 분리 특성에 대해 연구하였으며 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 콜로이달 실리카 졸에 질산 알루미늄, 수산화 나트륨 및 TPABr을 첨가한 혼합졸과 물유리를 증류수로 희석한 후 TPBr을 첨가한 용액을 각각 150~180${\AA}$의 온도 범위의 오토클레이브에서 수열 처리하여 ZSM-5와 실리카라이트를 합성하였다. 합성 제올라이트의 결정 구조는 사방정이었으나 450${\AA}$에서 하소하였을 때에는 단사정으로 전이됨과 동시에 채널 속을 채우고 있던 TPABr이 제거되면서 제올라이트의 3차원 채널 형태의 기공 구조가 생성되었다. 제올라이트 결정의 형상과 크기는 실리카 공급원과 반응용액/졸의 농도에 따라 매우 민감하게 변화되었다. 하소 제올라이트의 비표면적은 약 360 m$^2$/g 이었다. 합성 제올라이트의 표면은 소수성인 반면에 높은 CO$_2$ 흡착능을 갖고 있어서 CO$_2$ 분리용 막의 재료로써 적합하였다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.83-88
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• 2011

워터스크린(이하 W/S)에 의한 화재방화시스템은 도로터널에 화재가 발생시, 공간에 수막을 사용하여 구획화하고, 열 연기의 확산을 억제하며 유해 부유입자를 세정함으로서 인간의 안전을 확보 및 구조물의 피해를 극소화 하는 시스템이다. 이 W/S에 의한 구획의 성능을 평가하기 위해, 1/2의 터널 모형에 의한 공간 내 열 성장 파악을 위한 화재 실험을 분석하였고, 그 결과, 천정 근방 온도 및 방사수열량으로서는 발열 속도의 크기, 풍속의 대소에 의하지 않고 약 80%의 저감율을 나타냈다. 또, 발생한 유해 부유입자 농도에 대해서는 약 60%, 화원 성질과 상태로서 발열 속도는 약30%의 W/S에 의한 저감 효과를 나타내었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제16권3호
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• pp.95-100
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• 2006

수열법을 이용하여 비팽윤성 운모의 합성을 행하였다. 인위적인 이온의 확산을 유도시키기 위하여 수열참치에 회전장치를 부착하고 0.7mm 크기의 지르콘 비드를 첨가시킴으로써 저온영역에서 비팽윤성 운모를 합성할 수 있었다. 비팽윤성 운모를 제조하기 위한 수열조건은 다음과 같다. 즉, 출발원료: $1K_2O,\;1Al(OH)_3,\;4Mg(OH)_2$ 및 $6SiO_2$, 수열용매: 8M-KOH, 반응온도: $260^{\circ}C$, 반응시간 72시간이었다. 이와 같은 조건에서 얻어진 운모는 $2.89{\mu}m$ 크기의 판상형 이었으며 97% 이상의 백색도를 나타내었다. 그리고 $3700cm^{-1}$ 부근에서 $Mg_3OH$ 진동에 의한 흡수피크를 나타내었기 때문에 $KMg_3AlSi_3O_{10}(OH)_2$의 화학조성을 나타내는 비팽윤성의 금운모임을 FT-IR분석을 통하여 알 수 있었다. 이 결과는 O (41.34%), Mg (3.88%) Al (11.45%), Si (17.62%) 및 K (25.71%)의 원소가 검출된 EDS 분석결과와 잘 일치하였다.