• Composites Research
• /
• 제22권6호
• /
• pp.1-6
• /
• 2009

탄소나노튜브 고분자 복합체는, 외력에 의한 변형에 따라 전기적 저항이 변화하는 피에조저항(piezoresistivity) 거동을 나타낸다. 피에조저항은 고분자 모재 내에서 탄소나노튜브가 형성하는 전기전도망(conductive network)의 변화에 의해서 발현된다. 피에조저항 낮은 탄소나노튜브 함유량에서 더 현저하게 나타난다. 탄소섬유, 카본블랙 등 타 탄소기반 소재에 비해 전기전도도와 길이 대 직경비(aspect ratio)가 월등히 우수하기 때문에, 낮은 탄소나노튜브의 함유량에서도 스트레인 센싱시스템을 구현할 수 있다. 본 연구에서는, 구조물에 부착 또는 임베드 시켜서 구조물의 건전성을 실시간을 진단할 수 있는 탄소나노튜브 고분자 복합체 기반 센싱시스템을 개발하였다. 센서는 열가소성 수지와 다중벽 탄소나노튜브를 사용하여 필름 형태로 제조되었으며, 센싱 성능은 나노복합체를 구조물에 부착한 후 인장, 굽힘, 압축 등의 다양한 형태의 하중을 가하면서 평가하였다.

• 항공우주시스템공학회지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.53-60
• /
• 2024

본 연구에서는 향후 위성 구조체 적용을 위해 하중 지지와 에너지 저장을 동시에 수행하는 전지를 개발하기 위한 사전 연구로서 고강도 탄소 섬유와 유리 섬유를 이용한 코인 셀 전지를 제작하였다. 전도성 고분자가 증착된 섬유 기반 전극과 전해질을 제작하고, 코인 셀에 적용시켜 전기화학적 성능을 평가하였다. 그 결과, 연속 충·방전과 고방전율(2 C-rate)에 따른 방전 용량은 각각의 122.9, 103.5 mAh/g이 도출되어 고강도 섬유가 기존의 전지 요소를 대체할 수 있음을 확인하였다. 이는 상용 전지 대비 낮은 수준이지만 다기능성 에너지 저장장치의 구현을 위한 기초 연구로서 유의미한 결과를 보여주었으며, 향후 인공위성용 구조전지 개발에 활용될 것으로 기대한다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제51권9호
• /
• pp.827-837
• /
• 2018

혼성제 케이슨에서 발생 가능한 활동, 전도 그리고 편심 경사하중에 의한 마운드 지지력에 대한 안정성을 다중 파괴모드 개념으로 해석하였다. 먼저 결정론적 해석에서는 활동 및 전도 그리고 마운드 지지력에 대한 한계 상태방정식을 이용하여 최소 안전율을 만족하는 혼성제 케이슨의 최소 단면을 산정할 수 있는 식을 유도하였다. 입사조건 및 마루높이 그리고 설치수심에 따른 결정론적 해석 결과에 의하면 활동 파괴모드와 마운드 지지력 파괴모드간 상충이 발생되었다. 따라서 혼성제 케이슨의 설계단면을 결정론적으로 산정하는 경우에도 활동뿐만 아니라 전도와 마운드 지지력에 대한 다중 파괴모드를 동시에 고려하여야 한다. 한편 확률론적 해석에서는 활동에 의하여 결정된 단면에 대하여 다중 파괴모드에 대한 시스템 신뢰성 해석을 수행하였다. 혼성제 케이슨의 다중 파괴모드에 의한 제체의 시스템 파괴확률이 입사조건에 따라 매우 다르게 거동하는 것을 알 수 있었다. 또한 마루높이와 설치수심이 증가하여도 제체의 시스템 파괴확률이 증가하는 경향이 나타났다. 특히 시스템 신뢰성 해석의 일차 해석모형과 이차 해석모형의 결과들은 본 연구에서 수행된 조건들에서는 일치되는 거동 특성을 나타냈다. 그러나 파괴모드 사이의 상관성을 올바로 고려할 수 있는 이차 해석모형의 결과가 더 높은 정도를 갖는다. 다만 파괴모드 사이에 파괴확률이 상대적으로 크게 차이나는 경우에는 일차 해석모형도 간편하게 사용할 수 있다.

• Composites Research
• /
• 제14권3호
• /
• pp.18-31
• /
• 2001

인장 및 압축 하중하에서 electro-pullout 시험법과 음향방출법을 이용하여, 표면 처리된 steel fiber. 탄소 그리고 유리 섬유/시멘트복합재료의 계면 물성과 미세파괴구조를 평가하였다. 기계적 interlocking을 증가시킨 steel fiber 복합재료의 계면전단강도가 미처리 또는 neoalkoxy zirconate (Zr) 처리된 steel fiber 복합재료보다 더 향상되었음을 보여주었다. 이것은 존재 가능한 수소결합 또는 공유결합에 비해 기계적 interlocking이 계면 물성에 더 많은 영향을 주기 때문으로 고찰된다. 시멘트복합재료를 경화하는 동안에, 접촉 저항도는 초기에는 급격히 감소하였으나, 이후 증가치가 둔화되는 현상을 보였다. Zr-처리 및 기계적 interlocking을 향상시킨 steel fiber 복합재료의 접촉저항은 미처리의 경우에 비해 더 나중 단계에서 무한대로 증가하였다. 기계적 interlocking이 향상된 steel fiber 복합재료의 계면 파괴에 의한 음향방출 신호의 수가 미처리 또는 Zr 처리된 복합재료에 비해 휠씬 많이 나타났다. 기계적 맞물림이 향상된 복합재료의 pullout과 마찰신호에 대한 응향방출 파형이 미처리에 비해 크게 나타났다. Dual matrix composite (DMC)에서, 압축하중 하에서의 음향방출 에너지와 파형이 인장하중 하에서의 에너지와 파형에 비해 더 크게 나타났는데, 이것은 시멘트 복합재료가 압축응력을 잘 견디는 세라믹 성질에 기인한 것으로 고찰된다. 유리섬유 복합재료의 인장 시험에서는 수직균열이 나타났고, 반면에 압축 시험에서는 buckling 균렬현상이 관찰되었다. Electro-micromechanical 시험법과 음향방출법은 전도성 섬유가 보강된 불투명한 취성기지 복합재료의 계면 물성과 미세 파괴구조를 평가하기 위한 효율적인 비파괴시험법으로 사용될 수 있다.5}$ 이상의 수준으로 가장 높게 나타났고, 그 외 다른 나라들의 경우는 $10^{4}$이상의 수준으로 유사한 수준을 나타내었다. 대장균군의 경우 미국산과 한국산, 중국산이 다소 높은 경향을 보였다.다.농도와 세포의 건조질량이 각각 $0.98$\times$10^{6}$ / cell /mL 와 0.2 g/L astaxanthin의 농도는 1.92 mg/L 단위 세포당 astaxanthin 농도는 9.6 mg/g cell 로 관찰되었다결론적으로 질소원과 peptone이 고갈되면 세포의 생장은 억제되나 astaxanthin의 생산은 촉진됨을 알수 있었으며 세포 생장을 촉진하는 광도 60$\mu$E/($\m^2$s)와 HKM 배지 이용의 1단계와 높은 광도와 MBBM배지를 이용한 색소 생산의 2단계 배양을 최적조건으로 수립하였다.내어 생채내의 free radical에 의한 간보호 작용이 있는 생리활성 물질을 함유하고 있음이 추정되며, 아울러 이 분획물을 더욱 분리하여 물질의 구조와 반응 기전 제시와 함께 간 손상의 예방 및 치료에 도움이 될 수 있는 물질을 개발할 가치가 있다고 사료된다을 공급한 대조구에 비해 높았다. 어미의 성 성숙 및 산란은 두 번의 실험에서 대조구보다 저염분구에서 원만히 이루어졌다. 암컷 성숙 개체의 경우 1차 실험은 대조구 6마리, 저염분구 12마리였으며, 2차 실험은 대조구 5마리, 저염분구 12마리였으며, 2차 실험은 대조구 5마리, 저염분구 14마리로서 성숙유도에 있어 염분의 조절에 의한 성숙이 이루어진 것을 알 수 있다. 산란 시기는 1차 실험에서 대조구나 저염분구의 산란 개시 시점이 거의 동일한 데 비해, 2차 실험에서는 저염분구가 대조구에 비해 대략 20일 정도 빠르게 나타났다. 또한 산란에 가입한 암컷 어미의 개체수도 두 차례의

• 대한토목학회논문집
• /
• 제3권3호
• /
• pp.71-86
• /
• 1983

현재(現在) WSD로 설계(設計)되고 있는 우리 나라 철근(鐵筋)콘크리트 옹벽구조물(擁壁構造物)에 있어서 가장 보편적으로 사용되고 있는 캔틸레버 옹벽(擁壁)의 안정해석(安定解析) 및 각부설계(各部設計)를 보다 합리적(合理的)이며 확률적(確率的)인 신뢰성(信賴性) 이론(理論)을 도입하여 신뢰성(信賴性) 모델에 따른 안정해석(安定解析) 및 각부설계(各部設計)에 대한 신뢰성(信賴性) 설계규준(設計規準)을 LRFD에 의거하여 제안(提案)하고, 또 안정해석(安定解析)의 공칭안전율(公稱安全率)에 대한 이론적(理論的)인 근거를 제시(提示)하는 것이 본(本) 연구(硏究)의 주요내용(主要內容)이다. 신뢰성(信賴性) 이론(理論)에 의해 안정해석(安定解析) 및 각부설계(各部設計)에 대한 한계상태방정식(限界狀態方程式)을 유도하고, Coulomb의 주동토압계수(主動土壓係數), Hansen의 지지력공식(支持力公式)을 사용하여 Cornell의 MFOSM에 의해 불확실량(不確實量) 산정(算定)의 알고리즘을 유도하였으며 그에 따른 불확실량수준(不確實量水準)은 우리 나라의 현실(現實)을 고려한 적절한 값으로 제안(提案)하였다. 현행(現行) R.C. 옹벽설계규준(擁壁設計規準)에 따라 Calibration 하므로서 목표신뢰성지수(目標信賴性指數)${\beta}_0$를 다음과 같이 선택하고(전도(轉倒): ${\beta}_0$=4.0, 골동(滑動): ${\beta}_0$=3.5, 지지력(支持力): ${\beta}_0$=3.0, 휨: ${\beta}_0$=3.0, 전단(剪斷): ${\beta}_0$=3.2), 이 ${\beta}_0$에 대응하는 하중(荷重) 및 저항계수(抵抗係數)를 산정(算定)하였으며, 안정해석(安定解析)에 대한 현행(現行) 철근(鐵筋)콘크리트 표준시방서(標準示方書)의 안전율(安全率)을 검토한 결과 다음과 같은 값이 적절하다는 것을 알았다(전도(轉倒): 1.8, 골동(滑動): 1.9, 지지력(支持力): 3.6). 또한 현행(現行) WSD R.C. 옹벽(擁壁)의 설계규준(設計規準)을 위해 신뢰성(信賴性)에 의한 공칭안전율(公稱安全率)과 허용응력(許容應力)을 제안(提案)하였다. 그리고 본(本) 연구(硏究)에서 제안(提案)하는 R.C. 옹벽(擁壁)의 LRFD 신뢰성(信賴性) 설계규준(設計規準)을 현행(現行) R.C. 표준시방서(標準示方書)의 설계규준(設計規準)에 대응(對應)하는 설계규준(設計規準)으로 도입함이 바람직하다는 사실을 확인할 수 있었다.

• 전기화학회지
• /
• 제5권3호
• /
• pp.106-110
• /
• 2002

Ethylene carbonate(EC), propylene carbonate(PC), dimethyl carbonate(DMC)의 가소제와 $LiPF_6$ 리튬염 및 $TiO_2$ 충진제를 이용하여 젤형 polyacrylonitrile(PAN) 전해질을 제조하였다. 고분자 전해질의 전기화학적 안정성, 이온전도도, 리튬전극과의 호환성 등의 전기화학적 특성과 기계적 특성을 조사하였다. 이러한 고분자 전해질을 이용하여 조립된 리튬이차전지의 충방전 특성을 조사하였다 EC, PC 혼합 가소제를 이용하여 제조된 고분자 전해질은 $TiO_2$가 첨가됨에 따라 고분자 전해질이 견딜 수 있는 최대 하중이 2배 가깝게 증가하였다. EC, PC혼합 가소제와 $TiO_2$가 혼합된 고분자 전해질은 상온에서 $2\times10^{-3}S/cm$의 이온전도도를 나타내었고, 4.5V까지 전기화학적으로 안정하였다. 리튬금속을 사용하여 제조된 셀의 임피던스 결과에서도 EC, PC 혼합 가소제와 $TiO_2$가 혼합된 고분자 전해질이 20일 동안 계면 저항 $130\Omega$으로 가장 안정하였다. $LiCoO_2$ 양극과 리튬 음극, $TiO_2$가 혼합된 고분자 전해질로 구성된 전지는 충방전효율이 1C 방전속도에서 $90\%$를 나타내었다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제30권5호
• /
• pp.411-422
• /
• 2010

탄소나노튜브-에폭시 복합재료의 미세손상에 대한 자체-감지도와 분산도와 관련되는 특성 연구가 접촉각, 전기-미세역학 시험법 및 음향방출을 통하여 수행하였다. 시편들은 미처리와 산처리된 탄소나노튜브가 첨가된 에폭시 복합재료와 순수 에폭시로 제조되었다. 상대적인 분산도는 부피 전기저항도와 그 표준편차로 평가하였다. 응력전달을 나타내는 겉보기 탄성율은 미처리 탄소나노튜브 복합재료보다 산처리된 경우가 크게 나타났다. 단일 탄소섬유/탄소나노튜브-에폭시 복합재료는 부가한 반복 하중에 대해서 접촉저항도의 변화로 잘 감지되었다 섬유 풀-아웃 시험에서 단일 탄소섬유와 탄소나노튜브-에폭시간의 계면접착강도는 순수 에폭시의 경우보다 작았다. 음향방출과 함께 전기저항측정을 통한 미세파손 감지는, 전도성 있는 탄소나노튜브-에폭시 복합재료에서는 단일 탄소섬유 파손에 대한 단계적인 전기저항도의 증대를 보여 주었으나, 순수 에폭시의 경우는 첫번째 탄소섬유의 파단의 경우 바로 저항이 무한대로 증대함을 보여주었다. 첨가한 탄소나노튜브의 미세계면 손상으로 인하여, 음향방출 발생이 나노복합재료가 순수 에폭시에 비하여 훨씬 증대하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제30권4호
• /
• pp.306-319
• /
• 2020

사용후핵연료의 심층처분 사업에서는 처분장 주변 모암의 수리역학적 성능을 저하시키는 굴착손상영역의 특성화가 중요하다. 이에 DECOVALEX-2019 프로젝트의 Task G에서는 균열암반 수치해석 모델을 구축한 후 암반 주변의 굴착손상영역의 수리역학적 거동을 모사하고, 구축한 모델로 처분장의 운영 시에 장기적으로 야기될 수 있는 추가적인 수리학적 변화를 관찰하였다. 과업의 첫 번째 단계에서는 2차원 균열암반 모델을 구축하여 수치해석 기법의 특성을 파악하고, 두 번째 단계에서는 3차원 균열암반 모델로 확장 후 스웨덴 애스푀 지하연구시설(Äspö Hard Rock Laboratory) 내 TAS04 간섭시험 결과와 비교하여 수치해석 모델을 검증한 후, 세 번째 단계에서는 열과 빙하 하중에 의한 영향을 반영하여 균열암반의 수리역학적 반응을 순차적으로 확인하였다. 과업의 전 과정에서 유한요소법과 개별요소법으로 균열암반에서의 수리역학적 분석을 수행하였으며, 균열의 기하학적 특성을 반영 및 굴착손상영역을 반영하는 과정에서 각 수치해석 기법에 따라 다양한 접근방법으로 고려하였다. 따라서 본 연구는 향후 결정질 균열암반에 사용후핵연료 처분장을 계획할 시 수치해석 단계에서 채택될 수 있는 다양한 접근 방법과 고려해야 할 사항들을 제시할 수 있을 것으로 전망한다.

• 대한안전경영과학회:학술대회논문집
• /
• 대한안전경영과학회 2013년 추계학술대회
• /
• pp.483-497
• /
• 2013

현대사회가 발전 할수록 대량산업화와 도시화가 심화되어 건축물의 초고층화 및 대형화가 증가하고 있으며, 안전적인 건축물 보다는 건물 및 제조사업장의 시각적인 디자인에 치우쳐 화재하중이 높은 건축자재의 내 외장재 및 고급스러운 장식물을 사용함으로써 그 위험뿐 만 아니라 화재발생시 대규모 인명 및 재산상의 피해를 가져오게 된다. 그리고 제조사업장화재는 화재로 인한 직접적인 손실 즉 물적 손실은 물론 생산중단으로 인한 간접적인 손실은 실로 측정하기가 어렵다. 지금까지 발생한 제조사업장화재의 발화요인별 분석은 부주의, 전기적, 미상 순으로 인한 화재가 가장 많고 발화열원은 작동기기, 담뱃불(라이터), 마찰 전도 복사등이 주요 원인이 되고 있고 대형화제 취약시설로는 공장 및 창고로 나타나고 있다. 소방방재청의 통계자료를 살펴보면 2012년 화재 발생현황 중 발화요인에 대한 화재별 장소 건수를 검토 한 결과 비주거의 화재발생 16,009건 중 5,758건으로 (36%)부주의이고, 주거에도 화재발생 10,715건 중 5,560건으로 51.9%의 부주의로 가장 높은 것으로 나타났다. 그러므로 제조사업장의 사소한 부주의로 발생하는 화재를 예방하기 위해서는 소방안전관리자의 처우개선과 기업활동규제완화의 겸직 허용을 재검토 하여야 하며, 소방안전관라자의 실무능력 강화를 위한 소방안전관리 실무교육과정을 이론적 교육 보다는 현장 실습위주로 할 필요가 있다. 이를 위해서는 소방안전관리자에 대한 법정 실무교육 횟수를 확대하여 현행 2년에 1회 에서 1년에 1회로 하고, 실무교육에 있어서도 우수송방안전관리 업체를 선정하여 화재예방에 대한 구체적인 업무를 활성화 하고, 문제 발생요소들을 분석하여 실습을 통한 소방안전관리자의 실무교육을 실시해야 할 것이다. 이러한 전문 소방안전관리자로 소방대상물의 소방교육 및 훈련을 성실히 수행 해야 할 것 이다. 한순간의 부주의로 인하여 화재가 발생하면 돌이킬 수 없는 수백명의 생명을 앗아가고, 수백억원대의 재산피해를 줄이기 위해서는 소방안전관리자의 역량을 넓히고 화재예방 업무를 최우선적으로 수행해야 할 것이다. 화재예방을 위해 소방안전관리자의 업무개선 및 전문교육을 활성화 하여 업무능력을 향상 시켜 화재발생시 초기진압에 신속하고 정확하게 대처해야 한다는 것이 전문적인 화재예방 대책 일 것이다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제24권4호
• /
• pp.12-17
• /
• 2010

본 연구는 자원의 재활용 측면에서 적용한 폐타이어 분말을 혼입한 모르타르에 난연제를 첨가하여 그 난연특성을 알아보고자 한다. 폐타이어 분말의 혼입으로 단열성능 향상은 이미 검증이 되었으나, 단열성과 결합력의 상반된 재료 특성으로 인해 화재에는 취약한 바. 이에 난연제를 첨가하여 인명안전에 만전을 기하고자 한다. 폐타이어 분말을 혼입한 모르타르의 난연제를 첨가하여 첨가 비율에 따른 그 특성을 알아보고자 한다. 화재 초기의 특성을 알 수 있는 재료의 가연성 여부를 실제 화재와 유사한 복사열에 의해 시험하고자 하였으며. 실험방법은 한국건자재 시험연구원에 의뢰하여 ISO 5657 절차에 의한 재료의 착화시간, 불꽃 발생여부, 시험체의 형태변화 등을 고찰하고자 한다. 폐타이어 분말이 혼입된 모르타르와 난연제(무기계)의 배합비율은 폐타이어 분말의 0%, 30%, 60%, 90% 비율로 수산화알루미늄을 첨가하며 조연제인 삼산화안티몬은 난연제의 10%를 첨가한다. 시험체를 수평설치하여 일정한 복사열($1{\sim}5W/cm^2$)을 시험체 상부표면에 노출시키면 열이 시험체 표면에서 내부로 전도되어 온도가 상승한다. 온도가 충분히 높다면 시험체는 열분해하면서 가연성가스를 발생시킨다. 이 때 점화원인 점화기구의 작은 불꽃은 시험체 중앙 위의 10mm 지점에 규칙적인 간격으로 접염하였을때의 재료의 지속적인 표면 착화특성(착화시간) 평가한다. 난연제 미첨가시에도 착화가 일어나지 않아 폐타이어분말이 혼입된 모르타르의 가연성은 적은 것으로 볼 수 있으며, 화재실내에 존재하는 가연물의 양을 평가하는 화재하중에 이를 반영할 수 있다. 폐타이어 분말에 무기계 난연제를 첨가함에 따라 흡열효과에 의해 불꽃은 발생하지 아니하고 폐타이어 분말입자의 분해속도도 지연되었음을 확인할 수 있다. 복사열로 인해 난연제인 수산화알루미늄이 열분해하여 모르타르내 수증기 분압이 증가하여, 폐타이어 분말의 불꽃이나 연소형태는 보이지 않았다.