본 논문에서는 적외선과 같이 주파수가 Tera Hz 영역인 극초고주파에서 사용할 수 있는 Horn형 안테나의 제조를 위한 독창적인 방법을 제시하고 실험적인 검증을 하였다. 파장이 $10{\mu}m$ 부근인 전자기파에 대응될 수 있는 안테나의 구조에 대한 시뮬레이션을 하였으며 이를 기준으로 안테나 어레이를 제조하기 위한 기초실험을 하였다. 기존에 사용되던 LIGA-like 공정과는 대조적으로 Columnar illumination 방법을 사용하였으며 $300{\mu}m$ 두께의 SU-8에 대하여 수직벽을 제조할 수 있었고 기판 위치에 일정한 각도를 줌으로서 경사면을 갖는 구조를 제조하였으며 기판을 회전시킴으로서 원뿔형의 Horn형 안테나 어레이를 제조할 수 있는 방안을 제시하였다.
본 연구는 석탄계 핏치를 원료로 하여 구형 활성탄소를 제조하여 독성 물질인 Dimethyl Methlphosphonate, Hydrogen Chloride에 대한 흡착과파 특성을 연구하였다. 본 연구에서 적용된 구형활성탄 제조방법은 피치를 이용하여 제조하였다. 제조방법은 원료 핏치의 연화점을 상승시키는 전처리 과정, 상기 전처리된 원료 핏치 용융물을 수용액에 현탁시켜 구형입자로 성장시키는 구형화 과정, 구형입자를 산화, 탄화 및 활성화하는 과정으로 구성되며 첨착 활성탄소에 첨착되는 첨착물질의 성분 및 첨착방법의 변화에 따른 독성가스의 흡착성능을 관찰하기 위하여 Dimethyl Methlphosphonate와 Hydrogen Chloride 가스를 대상으로 열중량반응기를 이용하여 흡착실험을 수행하였다. 최적의 담지체 선정을 위하여 담지금속에 따른 흡착능을 시험하여 최적 금속과 함침량을 도출하였다.
최근 전자 소자의 집적기술은 기존의 2차원에서 System on package (SOP) 개념에 기반을 둔 3차원 집적 기술로 발전 되어가고 있다. 소자의 3차원 실장을 실현시키는 과정에서 세라믹의 여러 유용성이 언급되어져 왔지만, 취성이 매우 크다는 등의 단점이 있었다. 이러한 이유로 연성을 가지는 폴리머와 세라믹을 합성한 복합체 기판에 대하여 많은 연구가 되고 있다. 그러나 세라믹 제작을 위해서는 높은 공정온도가 요구되고 있고 이러한 높은 공정상에서의 온도는 3차원 실장에 있어서 문제점이 되고 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 상온에서 치밀한 세라믹 후막을 제작할 수 있는 공정인 Aerosol Deposition Method (ADM)방법으로 세라믹-폴리머 후막의 제조를 시도하였다. 일반적으로 ADM은 수백 나노의 출발 파우더를 사용하여 치밀한 세라믹 막을 형성하는데 사용된다. 본 연구에서는 ADM으로 100 nm미만의 나노 세라믹 파우더를 사용하여 다공성의 세라믹 후막을 제조한 후 resin을 함침시키는 방법으로 세라믹-폴리머 후막의 제조를 시도하였다. 그 결과 운송가스, aerosol 농도 등의 공정조건을 변화시켜 다공성의 $Al_2O_3$ 후막을 제조하였고, 이 다공성 후막은 반투명의 특성을 보이며 고충전율로 형성되었다. 이렇게 제조된 나노 다공성 $Al_2O_3$ 후막에 cyanate ester resin을 함침시키는 방법을 사용하여 $Al_2O_3$-cyanate ester 복합체 후막을 제조하였으며, 이의 비유전율 및 품질계수는 각각 1 MHz에서 6.7, 1000으로 우수한 유전특성을 보임이 확인되었다.
DUPIC 핵연료 제조를 위해서 PWR 사용후핵연료의 피복관과 소결체를 분리하는 방법이 검토되었다. 약 50 cm의 PWR 사용후핵연료의 길이방향에 일정한 간격으로 구멍을 뚫어 산화하는 방법, 10∼20 m의 길이로 핵연료봉을 절단하여 산화하는 방법, 그리고, 핵연료봉의 길이 방향에서 피복관을 slitting하여 산화하는 방법에 대해 실험을 수행하였다. 실험 결과들로 보아 DUPTC 핵연료 제조 공정에 가장 적합한 방법으로는 핵연료봉 길이방향으로 slitting하여 산화하는 것이 가장 타당한 것으로 판명되었다.
본 논문은 내구성(durability) 및 내오염성(soiling resistance)이 매우 중요한 성질로 인식되는 유통지의 평가방법을 제안하는데 목적이 있다. 즉, 종이의 내구성 및 내오염성의 측정 및 평가에 있어서, 재현성 및 반복성이 우수하고 합리적인 측정방법 및 평가방법을 구축하는데 목적이 있다. 연구목적에 적합한 시료의 준비, 오염물의 조성, 실험장치 및 실험후의 타당한 평가방법 등에 대하여 선행 연구결과를 고찰하였다. 기존 방법의 수정과 새로운 장치의 제작 및 평가방법의 설정을 통해 재현성이 높은 평가방법을 정립하고자 하였다. 유통지의 내구성을 평가하는 방법으로는 습식, 내오염성, 건식 내오염성, 구김기공도, 내세탁성, 잉크 내마모도 등의 항목을 측정하여 개별항목으로 내구성을 가늠하거나, 몇가지항목에 각기 다른 가중치를 부여하여 구한 내구성 지수(durability index)의 개념으로 내구성을 평가하기도 한다. 본 논문에서는 내구성에 영향하는 요소로 강도적 성질요소(strength property value)와 내오염성 요소(artificial soiling value)로 구분하였다. 강도적 성질요소에서는 전통적으로 내구성과 관련이 깊은 것으로 인식되어 온 내절도(folding endurance), 인열강도(tearing resistance) 및 구김기공도(crumpled porosity)를 인쇄하기 전 용지상태에서 측정하여 4:4:2의 가중치를 주어 구하였다. 내오염성 요소는 국가별 기후특성에 따라 연평균 상대습도가 60% 이상인 경우 인쇄 시료를 대상으로하여 습식 내오염성, 건식 내오염성 및 내석검성을 평가한 후 6:3:1의 가중치를 주어 구하였다. 또한 연평균 60% 미만인 국가의 경우 3:6:1의 가중치를 부여하였다. 이렇게 구해진 강도적 성질요소와 내오염성 요소에 있어 강도적 성질요소는 궁극적으로 내오염성 요소에 영향하기 때문에 3:7의 비율로 가중치를 부여하여 최종적으로 내구성 지수를 구하였다. 이때의 점수가 60점 이상이면 내구성 용지로 정의하였다. 본 논문에서는 현장실험을 통하여 시제품을 제조하였다. 상기 설명된 방법으로 내구성 지수를 구한 결과, 일반 유통지 제조방법으로 제조한 경우 내구성 지수가 약 45점이었다. 반면, 새로 개발된 방법에 의한 고내구성용지(durability paper)의 경우 70점 이상을 나타내어 내구성이 향상되었음을 확인할 수 있었다.
리튬나이오베이트 결정에 Ti를 열확산시켜 광도파로를 만드는 방법에서 문제가 되는 out-diffusion(삼출) 문제를 해결하는 방안으로 확산과정 이전에 $SiO_2$ 박막을 시료 위해 입히고 Ti을 열확산시켜 광도파로를 제조하는 방법을 제안하였으며, 기존의 방법에 의해서 만들어진 광도파로와 본 연구의 방법에 의해서 만든 광도파로의 근시야상(near field pattern)을 비교하였다.
화학증착법을 사용하여 다공성 Vycor 유리에 선택적 수소 투과성 실리카 막을 제조하였다. 화학증착에는 $SiCl_4$의 가수분해 반응이 이용되었으며, 반응물인 $SiCl_4$와 물을 서로 반대 방향으로 주입하여 막을 제조하는 opposing-reactants film deposition방법과, 반응물을 다공성 유리관의 한쪽으로만 공급하는 one-sided film deposition 방법을 모두 사용하였다. 제조된 실리카 막을 통한 수소의 투과도는 $600^{\circ}C$ 이상의 온도에서 $0.01-0.25cm^3(STP)/cm^2-min-atm$의 범위에 있었으며, 수소의 질소에 대한 투과도 비는 1000정도였고, 온도의 증가에 따라 실리카 막을 통한 수소 및 질소의 투과도는 증가하였다. Opposing reactants film deposition 방법으로 제조된 실리카 막은 비교적 안정성은 높으나 수소의 투과도가 낮은 반면, one-sided film deposition 방법을 사용하면 수소의 투과도는 높으나 안정성이 낮은 막이 얻어졌다. 이러한 실리카 막은 고온에서의 기체분리 및 분리막 반응기에 응용하기 위하여는 높은 선택적투과성 및 안정성이 요구되며 막 제조 조건 및 방법이 최적화되어야 함을 알 수 있었다.
롤(Roll)의 주물 가공 시스템의 성능(Performance)분석의 문제는 일반적으로 관련된 많은 요인들 때문에 매우 복잡하다. 롤 제조 시스템의 성능과 관련된 주요 요인으로서 주형(Moulding) 제작, 원재료의 용해, 후처리 및 가공 공정 의 요인들을 들 수 있다. 본 연구에서는 이러한 복잡한 롤의 주물 및 가공공 정상의 요인들로부터 롤 제조 시스템의 불량률을 평가하기 위하여 발견적인 방법인 GMDH(Group Method Data Handling)-Type 모델링 방법을 이용하 였다. 롤 주물 가공 시스템의 성능을 불량률로 두고 이에 주요 영향 요인들 의 입력 Data를 위하여 현장 자료로부터 상하한 값을 구하여, Hyper-Cube 프로그램을 이용하여 필요한 수의 Data를 보완하여 사용하였다. 시스템 성능 과 관련된 인자들을 2개식 가능한 조합을 하고 이들 각각의 조합들에 대하 여 6개항으로 된 예측식으로 회귀분석하고 일정 수준 이상의 결과들만을 다 음 단계의 자료로 사용하였다. GMDH 방법은 매 단계마다 영향이 적은 변 수조합을 제외시키므로 최종 해는 그 정확성이 매우 높다. 본 연구를 위하여 GMDH 알고리즘에 따라 계산할수 있는 전산 프로그램을 개발하여 사용하였 으며, 적용예를 롤 주물제조공정에 응용하여 보였다.. 분석된 자료에 의하면 예측 오차가 매우 적음을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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