강의 내마모성과 내식성을 증가시키기 위하여 종래의 방법보다 우수한 확산표면경화처리에 대하여 연구하였다. 무수붕사($Na_2B_4O_7$)를 주체로 하는 해당염욕에 첨가물로서 -100 mesh의 Fe-V를 첨가한 후 각각 탄소량을 달리하는 시편을 침적시켜 탄화물층의 형성유무와 탄화물층과 침척시간과의 관계 및 피처리재중의 탄소량과의 관계에 대하여 조사하였고, 탄화물층내의 미소경도를 측정하였다. 연구결과는 다음과 같다. (1) 탄화물층은 모재표면의 C원자와 붕사욕 중에 용출된 V와 결합에 의해서 형성되고 형성된 탄화물층 속으로 확산해서 모재 중의 C원자가 표면에 보급되는 것에 의해서 성장한다. (2) 탄화물층의 두께는 온도와 탄소량이 일정할 경우 침척시간의 1/2 승에 비례하였다. 또한 온도와 침적시간이 일정할 경우 탄소량이 증가할수록 탄화물층의 두께는 증가하였다. (3) 시편의 표면에 형성된 탄화물층은 VC층이었으며, 이 탄화물층 내의 미소경도는 $H_v$ 3,000 이상이다.
원자발전소의 가동에 따른 기체상 방사성물질의 방출로부터 주변주민이 받는 피해는 정상상태와 사고 경우로 나눠서 해석하게 된다. 정상상태 경우 방사성물질의 대기확산 모델은 주로 연평균 통계치를 사용하는 Gaussian식을 채택하나 사고결과 해석시에는 풍향 풍속의 변화를 추적하는 실시간(real time) 확산모델을 이용한다. 본고에서는 고려 원자력발전소의 정상가동에 따른 $1977{\sim}1982$년 6개년에 걸친 주변주민의 피복 선량을 Gaussian 직선제도 모델에 의한 대기확산인자치로 계산하였으며 사고경우에 대해서 요구되는 대상지역 주변의 대기확산계수 특성치를 구하는 간편한 영상처리방식을 실제 실험을 통해 제시하였다.
소입된 질칼로이-4의 가공시효(strain ageing) 현상에 미치는 시효시간 및 온도의 효과를 523-588 狂 온도 구간에서 1~52초의 짧은 시효기간에 조사하였다. 이 실험 조건하에서, 가공시효응력은 5.55$\times$$10^{-4}$ sec$^{-1}$ 신연속도(strain rate) 경우 시효시간 및 시효온도가 증가할수록 증가하였다. 소입된 질칼로이-4의 응력부하 하의 가공시효 현상이 두 한계로 나타나는 것이 확인되었는데 첫단계는 0.39ev의 활성화 에너지 값의 구간으로 이는 전위 (dislocation) 주위의 응력상태로 인한 침입형 산소원자들의 Snoek타입의 배열 (ordering)로 인한 것으로 고려되었으며 두번째 단계는 0.6ev 활성화에너지 값을 갖는 구간으로 이는 주로 산소원자들의 장범위확산에 기인하는 것으로 해석되었다.
원자층 증착법(Atomic Layer Deposition, ALD)을 이용하여 ZnO 나노막대에 ZnO:Al과 $Al_2O_3$를 코팅하여 coaxial 형태의 나노선 구조를 제작하여 광학적 특성을 분석하였다. 반도체인 ZnO:Al을 코팅하는 경우 Al이 ZnO층에 확산되어 ZnO에 도핑이 되는 효과를, $Al_2O_3$를 코팅하는 경우 반도체-절연체 계면 상태가 존재함을 광전이 특성을 이용하여 확인하였다.
원자층 증착법을 이용하여 서로 다른 양자우물 폭을 갖는 ZnO-ZnMgO 양자우물들을 제작하였다. 제작된 시료들은 양자우물 폭에 따라 서로 다른 광전이 특성을 나타내는데 우물 폭이 1.5 nm인 시료의 경우 후 열처리에 따른 Mg의 확산에 따라 양자화된 에너지 준위가 형성되지 않았고 이보다 더 넓은 폭을 갖는 시료들의 경우 양자화된 준위의 광전이를 보임을 확인하였다.
4NH(sub)3+$3O_2$$\longrightarrow$$2N_2$+$6H_2$O 의 화학반응식을 가지며$ O_2$ 및 $H_2$O를 산화제로 하는 $NH_3$/$O_2$산화의 성장모델을 세웠으며, 그 결과 Fick의 제 1 법칙을 기초로 하는 건식 및 습식 산화메카니즘으로 이해되는 Deal-Grove의 산화막 성장모델과 유사한 결과가 도출되었다. 이 성장모델에 의하면 산화제$ O_2$ 및 $H_2$O가 상호보완적으로 산화에 영향을 미치므로 산화온도 뿐 아니라 $NH_3$/O$_2$의 유량비도 산화율을 결정한다. rapid thermal processing(RTP)에 의한 산화막 성장실험으로 본 연구에서 제안하는 성장모델을 확인하였으며, NH$_3$분자의 분해에 의해 발생하는 N 원자의 산화막 내부확산을 secondary ion mass spectroscopy(SIMS)로 확인하였으며, Auger electron spectroscopy (AES) 측정결과 N 원자의 존재는 무시할만한 수준이었다.
본 논문에서는 폰트라이긴의 최대원리를 이용한 가압경수형 원자로(PWR)의 부하추종 운전시 제논진동 최적화 문제가 제시되었다. 최적화 모델은 2차 목적함수를 갖고 있는 최적 추적제어문제로 정식화 하였으며, 1군 확산방정식과 제논-아이오다인 동특성 방정식을 등호 제약조건으로 고려하였다. 최적화 모델에 최대원리를 적용하므로서, 문제는 제약조건이 없는 단일시간 문제로 분리되었으며, 분리된 부 문제는 공액 경사법을 이용하여 최적화 하였다. 계산결과는 제논진동이 최소화되어 원자로가 규정된 출력분포를 유지하면서 전력계총에서 요구하는 출력을 잘 추종 하였다.
(100) Si 기판위에 전자 빔 증착법을 이용하여$ 90\AA$두께의 Ti과 $120\AA$두께의 Co를 순차적으로 증착시켰다. 그 후 질소분위기하의 $350-900^{\circ}C$온도구간에서 급속열처리함으로써 (100) Si 기판위의 Co/Ti 이중 박막의 실리사이드화 반응이 일어나게 했으며 이를 XRD, AES, TEM을 이용하여 분석하였다. $500^{\circ}C$이하의 온도에서는 Co원자들이 Ti층쪽으로 빠르게 확산하여 Si와 반응하기 이전에 Ti원자들과 상호 혼합되어 어떠한 실리사이드도 형성되지 않았다. $500^{\circ}C$에서 열처리된 시편의 고분해능전자현미경 영상을 통해 Co-Ti 혼합층과 실리콘 기판과의 계면에서 (100)Si 기판과 정합관계를 가지는 CoSi2가 형성되었음을 확인했다. $600^{\circ}C$열처리에 의해 Co-Ti-Sitka성분 실리사이드가 형성되기 시작하였으며, 형성된 삼성분 실리사이드는 Ti의 out-diffusion에 의해 $900^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 불안정하였다. Co/Ti이중 박막에 의해 형성된 CoSi2는 실리콘 기판과 평탄한 계면을 가지며 실리콘 기판에 대해 (100)우선성장방위를 가졌다.
본 논문은 마이크로 전극 시스템에 의하여 연료전지 및 Ni-MH 전지로의 응용을 가정한 $AB_5$계 수소저장합금인 $MmNi_{3.55}Co_{0.75}Mn_{0.4}Al_{0.3}$의 단일 입자에 대하여 전기화학적인 평가를 수행하였다. 즉 Carbon fiber 마이크로 전극을 합금 입자 한개 위에 전기적인 접촉을 이루도록 조정하고, 합금 입자 내에서 수소원자의 겉보기 화학적 확산계수를 계산하기 위하여 Potential-Step 실험을 실시하였다. 여기에서 사용되는 합금입자는 치밀하고 전도성이 있는 구형이므로 데이터 해석을 위해 구형확산 모델을 적용하였다. 실험결과로서 겉보기 확산계수($D_{app}$)는 수소 흡장 및 방출되는 전 과정에서 $10^{-9}$과 $10^{-10}[cm^2/s]$ 수준인 것으로 확인되었다. 마이크로 전극 측정 시스템에 의한 단일 입자의 전기화학적 평가는 기존의 Composite Film 전극에 비해 수소저장합금에 대해 보다 상세하고 정확한 정보를 쉽게 얻을 수 있었다.
방사광 가속기에서 얻은 x-선을 이용하여 초고진공에서 열처리를 통하여 얻어진 $TiO_2$ (001) 단결정 표면의 원자가 전자대에 대한 광전자 분광연구를 수행하였다. 이 연구를 통하여 특히 페르미 준위 0.9 eV 근처에 있는 결함에 기인한 전자 상태의 변화로 부터 $Ti^{3+}$ 결함의 산화 또는 열확산 과정에 대한 반응 속도론적 특성을 연구하였다. 본 연구의 결과는 (001)면에서의 $Ti^{3+}$ 결함의 열역학적 특성이 $TiO_2$ (110) 단결정면에서의 그것과 어떻게 다른지를 규명하는데 큰 의미가 있다. 연구 결과, (001)과 (110) 결정면에서의 $Ti^{3+}$ 결함의 거동은 산화 반응성과 결정 내에서의 열적 확산 특성에서 매우 유사하다는 것을 알게 되었다. 이와 같은 결과를 얻게 된 주된 이유 중의 하나는 관여하는 $Ti^{3+}$ 결함이 주로 표면 근처에 분포되어 있다는데서 찾을 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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