• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.192-192
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• 2011

Mo 박막은 열적 안전성과 전기 전도성이 우수한 소재로 CIGS 태양전지의 배면전극으로 사용되고 있다. 스퍼터링법에 의한 Mo 박막의 전도성은 공정압력에 민감하여 높은 압력과 낮은 압력에서 이중박막으로 제조되고 있다. 연구에서는 압력에 크게 영향을 받지 않으면서 전도성이 $10{\mu}{\Omega}-cm$ 이하로 우수한 Mo 박막을 얻을 수 있는 아크 이온플레이팅법으로 Mo 박막을 제조하였다. 그러나 Mo 박막 증착시에 나타나는 높은 압축응력은 기재(Soda lime Glass; SLG)와의 밀착성을 떨어뜨렸다. 기재(SLG)와의 밀착성을 확보하기 위해 Ti 중간층($0.3{\mu}m$, $0.9{\mu}m$)을 증착하고 그 위에 Mo 박막을 증착하여 전도성이 우수한 박막을 제조하였으나 여전히 압축잔류응력의 문제점을 보였다. 압축응력의 완화를 위해 CIGS 박막이 제조되는 $550^{\circ}C$의 온도에서 열처리를 1시간 수행하였다. 열처리를 통해 열처리 전과 후에 나타나는 전도성과 잔류응력의 변화를 공정압력(5 mTorr~30 mTorr)별로 알아보았다. 사용된 시험편은 Si wafer, SLG, SUS계 소재를 이용하였으며 공정압력별로 아크 타겟에 인가되는 전류는 100 A로 고정하였고, 바이어스 전압은 0V, -50V를 인가하였다. 열처리 전과 후에 전도성은 크게 변화가 관찰되지 않았으나 잔류응력에는 많은 변화가 관찰 되었다. 잔류응력은 공정압력(5mTorr~30mTorr)별로 응력 완화가 일어났으며, 바이어스 전압이 0V에서 공정압력이 5 mTorr일 때 열처리 전에 측정된 1346 MPa 압축응력이 열처리 후에는 188 MPa의 인장응력을 나타내었다. 이러한 응력 변화에 대해 XRD와 SEM으로 구조분석을 통해 Mo 박막의 결정성과 전도성 및 잔류응력의 상관관계에 대해 알아보았다.

• 한국가스학회지
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• 제18권1호
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• pp.17-24
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• 2014

LNG 저장탱크는 초저온($-162^{\circ}C$)의 액화천연가스(LNG)를 저장하는 시설로서 안전성이 크게 요구되는 시설물이다. LNG를 저장하는 내조에 문제가 일어나 LNG 누출이 발생했을 경우를 대비하여 종래에는 LNG 저장탱크 외부에 방류둑을 설치하게 되어 있었다. 하지만 이는 부지 활용도를 떨어뜨리고 저장탱크 건설비를 증가시키는 등의 문제점이 있어 근래 들어 저장탱크 벽체를 초저온에 견딜 수 있는 구조로 바꾸는 완전방호식 저장탱크를 제작함으로서 방류둑 설치를 하지 않고 있다. 탱크 벽체를 초저온에 견딜 수 있는 구조로 만드는 방법은 크게 두 가지가 있다. 하나는 초저온에 견딜 수 있는 철근을사용하여 LNG 탱크 벽체 콘크리트를 제작하는 방법이며 다른 하나는 LNG 탱크 벽체 콘크리트 내부 표면에 초저온에 견딜 수 있는 스프레이 폴리우레탄 폼 등의 제품을 적용하여 내조로부터 LNG의 누출이 발생하여도 콘크리트 표면온도가 정해진 기간 동안 일정 온도 이하로 낮아지지 않도록 하는 방법이다. 최근 국내에 서 건설하는 모든 LNG 저장탱크는 경제적이고 적용방법이 간단한 스프레이 폼을 사용하여 LNG 저장탱크 벽체의 저온 안전성을 강화하고 있다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권5호
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• pp.1-8
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• 2016

국내외의 가연성 또는 인화성물질을 취급하는 대형설비에서의 폭발위험장소에 대한 안전관리는 기업의 지속가능경영과 신뢰를 바탕으로 한 지역사회와의 공존에 있어 매우 중요하다. 폭발위험장소의 안전관리는 크게 가연성 또는 인화성 물질의 누출을 제어하는 시스템과 이러한 가연성 또는 인화성물질이 누출되어 폭발분위기를 형성할 때 점화원을 제어함으로써 화재 또는 폭발사고로 전이되지 않도록 하는 방폭시스템이 있다. 제도와 기술로 인해 전기적 점화원에 대한 방폭설비는 상당히 보급되어 관리되고 있다. 하지만 열적 점화원의 경우, 위험성에 대한 인식과 관련 기술개발이 미흡하다. 본 연구는 잠재적 폭발위험장소에서 내연기관의 점화 위험을 보고하기 위하여 수행되었다. 이를 위하여 문헌조사를 통하여 관련 국제표준과 사고사례 및 위험분석보고서를 연구하고, 국내 중부권 공정안전관리제도 대상 사업장의 디젤엔진의 불꽃방지기 등 안전장치 적용실태를 조사하였다. 실제적으로 본 연구결과를 석유화학 산업에 적용함에 있어, 디젤엔진과 같은 내연기관 점화원의 위험인식을 통해 잠재적 폭발위험장소에서의 폭발방지에 대한 안전관리방안으로 활용 될 수 있을 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권4호
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• pp.702-707
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• 2012

지난 수십 년간 다양한 산업에서 사용된 유독 화학물질은 심각한 환경오염을 초래했다. 그리고 이산화탄소나 메탄가스 같은 부산물로 인해 지구 온난화를 가속화 시켰다. 그래서 현재 사용하고 있는 유기 용매를 대체할 새로운 환경친화적인 소재 개발의 중요성이 부각되고 있다. 이온성 액체는 비휘발성, 비가연성, 화학적 불활성과 같은 친환경적인 물성을 지니고 있다. 이 밖에도 넓은 전기화학적 범위, 높은 전기전도도, 넓은 열적 작용 범위 그리고 유기용매와의 높은 용해성과 같은 물성을 지니고 있어 합성용매, 촉매제, 가스추출제로서 각광받고 있는 물질이다. 이번 연구에서는 모폴린 계열의 이온성 액체인 N-ethyl-N-methylmorpholine Bromide, N-butyl-N-methylmorpholine Bromide, N-octyl-N-methylmorpholine Bromide, N-ethyl-N-methylmorpholine Tetrafluoroborate, N-butyl-N-methylmorpholine Tetrafluoroborate, N-octyl-N-methylmorpholine Tetrafluoroborate, N-ethyl-N-methylmorpholine Hexafluorophosphate, N-butyl-N-methylmorpholine Hexafluorophosphate, N-octyl-N-methylmorpholine Hexafluorophosphate를 합성하였다. 합성물의 녹는점, 분해 온도, 전기화학적 안전성은 각각 DSC, TGA, CV로 측정하였다. 할로겐 음이온($Br^-$)을 지닌 이온성 액체는 대체로 높은 온도($150{\sim}200^{\circ}C$)에서 녹는점 갖고, 비교적 낮은 열분해 온도($200{\sim}230^{\circ}C$), 좁은 전기화학적 안전성(3.4~3.6 V)을 보였다. 반면에 무기 음이온($BF_4^-$, $PF_6^-$)을 지닌 이온성 액체들은 비교적 낮은 온도($50{\sim}110^{\circ}C$)에서 녹는점을 가졌고, 높은 열분해 온도($250{\sim}380^{\circ}C$), 넓은 영역에 걸친 전기화학적 안전성(6.1~6.3 V)을 보였다. 뿐만 아니라 동일한 음이온에서도 양이온의 탄소 사슬의 길이에 따라 물성이 상이함을 확인할 수 있었다. 이번 연구를 통해 얻은 자료들은 이온성 액체의 상용화에 밑거름이 될 것이다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.69-74
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• 2012

적외선 파장영역의 높은 연기투과율에 기초한 열화상기술은 화재안전분야에서 효과적인 첨단기술 중의 하나로 인식되고 있다. 본 연구는 주변열적조건에 따른 열영상 포화특성을 파악하고 대조비변환함수(CTF)를 이용하여 영상의 수준을 평가하고자 한다. 본 실험에서 수행된 조건에 대해 BST 센서를 적용한 열화상 카메라의 경우 영상포화가 발생하지 않았으며 영상수준이 배경과 목표물의 온도차에 비례하는 것으로 나타났다. 본 연구는 열화상기술의 신뢰성을 확보하고 기술개발을 위한 기초자료로 활용될 수 있다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제16권4호
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• pp.491-505
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• 2018

현재 기준개념으로 개발하여 상용화 단계에 있는 심층 동굴 처분기술에 대한 대안으로서 지질학적 조건이 더 안정적인 지하 3~5 km의 심도에 사용후핵연료를 포함한 고준위폐기물을 처분하는 심부시추공 처분기술의 국내 적용 가능성을 예비 평가 하였다. 이를 위하여 심부시추공 처분개념의 기술적 적용성 분석에 필요한 국내 기반암 분포특성 및 심부시추공 처분부지 적합성 평가 기술 분석과 대구경 심부시추기술을 평가하였다. 이들 분석결과를 바탕으로 심부시추공 처분시스템 설계 기준 및 요건에 적합한 심부시추공 처분용기 및 밀봉시스템 개념을 설정하여 예비 기준 심부시추공 처분 개념을 도출하였다. 그리고 도출된 예비 기준 처분시스템에 대하여 열적 안정성 및 그래픽 처분환경에서의 처분공정 모사 등 다양한 성능평가를 수행하고 이들을 종합하여 심부시추공 처분시스템의 국내 적용성에 대하여 다양한 관점에서의 예비평가를 수행하였다. 결론적으로, 심부시추공 처분시스템은 처분심도와 단순한 방법으로 인하여 안전성 및 경제적 타당성 측면에서 많은 장점이 있지만, 불확실성을 줄이고 인허가를 획득하기 위해서는 이 기술에 대한 현장실증이 필수적이다. 본 연구결과는 사용후핵연료 관리 국가정책 수립을 위한 공학적 근거자료로 활용이 가능하며, 심부시추공 처분기술에 관심을 갖는 방사성폐기물 관리 이해당사자들에게 필요한 정보자료로 제공될 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.176-176
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• 2011

실리콘 질화막($Si_3N_4$)과 산화막($SiO_2$)은 반도체 소자를 구성하는 물질 중 가장 널리 사용되는 유전 또는 절연물질이다. 이러한 실리콘 산화막과 질화막은 적용할 소자에 따라 다양한 CVD나 ALD 공정을 기반으로 제조한다. 증착공정 개발에 있어 실리콘 증착소재가 성공여부를 결정하는 근간이 되며, 이는 실리콘 증착소재의 특성에 따라 증착된 산화막과 질화막의 물성이 크게 변하기 때문이다. 실리콘 증착소재 개발을 위해서 국내외 증착소재 합성업체가 노력을 기울이고 있지만 개발된 증착소재의 특성을 정확히 진단하기 위한 기술이 뒷받침되지 않아 개발 효율이 높지 않은 것이 현실이다. 한국표준과학연구원 내 진공기술센터에서는 이러한 실리콘 증착소재의 특성, 특히 반응성을 평가하기 위한 기술 및 시스템을 개발하고 이를 활용하고 있다. 본 연구에서는 적외선 분광법을 이용하여 개발된 증착소재의 기상 열적안전성 및 반응기체에 따른 반응성을 실시간으로 진단하였다. 반응기체로는 산화막을 증착하기 위해 가장 많이 사용되는 $H_2O$와 질화막을 증착하기 위해 가장 많이 사용되는 $NH_3$를 사용하였다. 각 반응기체의 유량별, 가스셀 온도, 압력 등의 반응조건의 변화에 따른 실리콘 증착소재의 반응성 및 안정성을 평가하고 기존에 양산용으로 소자제조에 사용되고 있는 증착소재와 비교평가를 수행하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.202-202
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• 2008

실리콘 기판 위에 성장된 세륨 산화막(CeO2)은 고품질의 SOI(Silicon on Insulator)나 혹은 안정한 캐패시터 소자와 같은 반도체 소자에 대한 응용 가능성이 높아 여러 연구가 진행되어 왔다. 세륨 산화막은 형석 구조, 다시 말해서 대칭적인 큐빅 구조이며 화학적으로 안정한 물질이다. 또한, 세륨 산화막의 격자상수 (a = $5.411\AA$)는 실리콘의 격자상수 (a = $5.430\AA$) 와 비슷하며 큰 밴드갭(6eV) 및 높은 유전상수 ($\varepsilon$ = 26), 높은 열적 안전성을 지니고 있어 실리콘 기판에 사용된 기존 절연막인 사파이어나 질코늄 산화막보다 우수한 특성을 지니고 있다. 본 논문에서는 스퍼터링을 이용하여 세륨 산화막을 실리콘 기판 위에 형성하면서 기판가열 온도 조건을 각각 상온, $100^{\circ}C$, $200^{\circ}C$로 설정하였으며, 세륨 산화막의 증착 두께 조건을 각각 80nm, 120nm로 설정한 다음 퍼니스를 이용하여 $1100^{\circ}C$에서 1시간 동안 열처리를 거친 세륨 산화막의 결정화 형태 및 박막의 막질 상태를 각각 X선 회절 장치 (XRD) 및 주사전자현미경 (SEM)으로 관찰하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제25권1호
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• pp.166-177
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• 1993

사용후 핵연료 건식 저장 캐니스터의 핵연료 바스켓 안에 있는 CANDU 37소자 핵연료 다발의 최대 온도를 계산하기 위한 단순화된 열해석 방법과 함께 대기 조건 인자들이 캐니스터 내부의 최대 핵연료 온도에 미치는 영향을 조사하기 위해 수행한 표본 해석 결과를 제시하였다. 3가지 모우드(mode)의 열전달이 공존하는 캐니스터 내부핵연료 다발의 복잡한 기하학적 구조에 대한 다차원열전달 문제를 풀기 위하여 건식저장 캐니스터에 저장된 CANDU 사용후 핵연료 다발들을 등가 및 동심의 핵연료 실린더(cylinder)로 대치하였다. 추가적인 입력 자료 및 열전달 상관식을 이용하여 등가 핵연료 실린더의 단순화된 축대칭, 2차원, 복수 모우드(multi-mode)의 열전달 문제를 기존의 컴퓨터 코드인 HEATING5로 해석하였다. 예측한 온도 분포와 식물 모형 실험 결과의 비교는 만족스러울 정도로 일치함을 보여주고 있다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권2호
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• pp.1-8
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• 2019

본 연구는 화학공장에서 원료 및 제품으로 사용되는 Butadiene popcorn polymer에 자연발화가 일어날 수 있는지를 평가하기 위하여 성분분석, 열중량분석, 열안정성분석, 자연발화점 측정 및 가속속도열량측정분석을 실시하였다. 분석결과 성분분석에서는 다양한 종류의 가연성 성분이 측정되었고, 열중량 분석을 통해 공기중에서 95.6%, 질소중에서 89.2%의 중량감소가 측정되었다. 열안정성분석 결과, 공기분위기에서 $88^{\circ}C$에서 발열이 시작되었으며, 자연발화점 부근($220^{\circ}C$)에서는 발열속도가 급격히 증가하였다. 질소분위기에서 $70^{\circ}C$ 부근에서 발열이 시작되었으며, $450^{\circ}C$까지 두 단계의 분리된 발열 Peak값이 관측되었다. 가속속도열량측정결과 발열현상은 나타나지 않았으며, 자연발화점을 분석한 결과 최저발화온도는 $211.7^{\circ}C$ 였다. 열안정성 평가에서 산출된 결과를 토대로 반응열에 의한 Column의 열적변형을 유발시킬 수 있는 가능성은 충분한 것으로 판단되었다.