• 제목/요약/키워드: 팽창물질

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이동통신용 표면탄성파 필터의 내전력 특징 (Power Durability Properties of Surface Acoustic Wave Filters for Mobile Telecommunications)

  • 남효덕;김동수;김흥락;김광일
    • 센서학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.327-333
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    • 2000
  • 중심주파수가 340MHz이고 $1.435{\mu}m$의 IDT 전극 폭과 간격을 가진 양방향 전송형 SAW필터를 LN $128^{\circ}$ Y-X 웨이퍼의 압전기판으로 제작하였다. 전력 내구성을 개선시키기 위한 방안으로 Al에 비해 밀도가 크고, 열팽창계수가 작으며 접착력이 좋은 Ti를 압전체기판과 전극물질인 Al 사이에 증착시켰다. Ti의 두께 및 열처리 온도가 내전력 특성에 미치는 영향을 분석하였는데, Ti층이 두꺼울수록 내전력이 개선되었으며, 특히 $300^{\circ}C$에서 열처리하였을 때 가장 우수하였다.

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플라즈마 질화 기술의 현황 및 주요응용분야 (Technical trend of Plasma Nitriding Process and Its main applications)

  • 박현준;문경일
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.29-29
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    • 2014
  • 최근 화석에너지 고갈 및 에너지 수요의 폭발적 팽창을 해결하기 위하여 경량화와 내마모 측면에서 고효율 시스템을 적용한 자동차 및 각종 성형 기기들이 개발되고 있다. 특히 장치의 고성능화라는 요구조건을 충족시키기 위해서는 금속가공산업에서 표면개질의 중요성이 부각되고 있다. 이러한 표면개질에는 일반적으로 표면의 성질을 개선하여 마모(abrasion) 및 국부 압력(local stress) 또는 피로(fatigue), 마식(wear and corrosion)에 견디게 하여 부품의 수명증대와 제품의 소형화에 기여하고 있다. 이러한 표면개질법에는 경질의 물질을 표면에 코팅시켜 재료표면의 특성을 향상시키는 방법과 금속의 표면에 다른 원소를 침투 및 확산시키는 방법으로 나눌 수 있다. 확산방법으로 침탄, 질화, 보로나이징, 크마이징 처리 방법 등이 있다. 상업적으로 가장 많이 사용되는 표면 개질법은 침탄기술로서, 고온에서 짧은 시간내에 물성 향상이 가능하지만, 강의 변태점 이상의 온도에서 진행됨으로서, 변형에 따른 문제가 발생되어 후처리를 필요로 하는 문제점을 가지고 있다. 반면, 질화법은 변태점 이하의 저온에서 철강 표면에 N을 침투시켜 강을 경화시키는 특징을 가진다. 변형이 적고 질소원자가 강내에 침투함으로 인해 내마모성, 내피로성, 내식성 등의 물리적 성질을 향상시키는 점에서 유리하여 각종 정밀 부품 및 자동차 부품, 금형 등에 많이 사용된다. 또한, 경도 향상 및 결정구조의 영향으로 코팅처리시 모재와 코팅 층의 밀착력 향상을 가져오면 이러한 이유로 코팅 층의 하지 층으로써 각광 받고 있다. 본 발표에서는 플라즈마 질화의 이해를 높이기 위해 관련 기술에 대한 전반적인 소개와 향후 플라즈마 질화 기술의 적용이 기대되는 침탄대체 적용 가능 부품, 침류질화 기술, PECVD 공정과의 접목 등 산업적은 응용 측면에서 응용 분야에 대한 소개를 진행하고자 한다.

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황산염의 침해를 받는 고강도 콘크리트의 강도특성과 물성변화 (Strength Characteristics on High Strength Concrete against Sulfate Attack)

  • 박영식;서진국;이재훈;신영식
    • 콘크리트학회지
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    • 제10권5호
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    • pp.117-128
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    • 1998
  • 화학적으로 유해한 환경에 놓인 콘크리트 구조물은 필연적으로 그 기능이 악화되므로 혼화재를 포함한 고강도 콘크리트 또는 혼화재 그 자체가 화학물질에 오염된 환경하에서 어떤 변화를 일으키는가에 대한 연구의 필요성이 점점 증대되고 있다. 따라서 본 논문에서는 건설현장에서 가장 흔히 사용되는 보통강도 콘크리트와 실리카-흄을 포함한 포틀랜드시멘트 경화체인 고강도 콘크리트가 황산염의 침해를 받는 경우에 일어나는 강도특성과 물성변화를 조사하기 위하여 담수와 함께 황산나트륨, 황산마근네슘, 황산나트륨과 황산마그네슘의 혼합용액 등 여러종류의 황산염 용액에 실리카-흄을 사용한 고강도 콘크리트, 낮은 물-시멘트 비의 고강도 콘크리트, 보통강도의 콘크리트 등의 시험체들을 270일간 침지시켜 침지시간에 따른 압축강도 변화와 실리카-흄의 첨가량에 따른 압축강도 변화, 그리고 실리카-흄의 첨가량에 따른 선형팽창량 및 중량변화등에 관한 실험을 수행하였다. 이에 대한 실험결과를 토대로 실리카-흄을 사용한 고강도 콘크리트에 황산염이 미치는 영향을 분석하여 고강도 콘크리트의 실용성을 극대화하기 위한 방안에 대하여 고찰해보았다. 그 결과 실리카-흄을 포함한 고강도 콘크리트는 황산나트륨의 침해에 대해서는 강한 저항성을 나타내지만 황산마그네슘에 대해서는 심각한 침해를 일으키는 것으로 나타났으므로 황산마그네슘에 노출될 우려가 있는 콘크리트 구조물에 고강도를 발현하기 위하여 실리카-흄을 사용하는 것은 구조적으로 큰 문제가 발생할 것으로 사료된다.

철근부식정도에 따른 기둥의 파괴형태 (Failure Shape of RC Columns by The Degree of Corrosion of Reinforcement)

  • 송한범;오상훈;이원호;유홍식;강대언;태경훈
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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    • pp.61-64
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    • 2008
  • 철근콘크리트 구조물은 철근과 콘크리트의 완전한 부착을 가정하여 시공된다. 그러나 해양 및 내륙에 건설된 구조물은 해양으로부터 발생한 염분과 각종 대기오염 물질 및 산성비와 같은 콘크리트의 열화적 요인들에 노출되어 있으며 이로 인해 철근콘크리트 내부의 철근은 부식될 수 있으며, 철근의 부식에 의한 부식생성물로 인한 철근 주변의 팽창압력에 의해 콘크리트 표면에 균열이나 박리가 발생한다. 이러할 경우에 부식인자의 침투가 용이하게 되기 때문에 철근부식이 가속되어 콘크리트와 철근의 부착감소, 철근단면 감소에 따른 부재내력의 저하가 발생한다. 철근콘크리트 기둥의 철근을 강제로 부식시켜 반복가력 하는 실험을 수행하였다. 이러한 실험을 통하여 철근콘크리트 기둥의 부착특성에 대한 기둥의 거동을 파악하였다. 본 연구의 주요 변수는 철근의 부식정도로 하였다.

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고속레이저추진원리를 활용한 무통증 주사기의 개발 및 의료산업으로의 Spin-off (Development of a painless injector using high speed laser propulsion and its spin-off to medical industry)

  • 한태희;여재익
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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    • pp.326-330
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    • 2010
  • 본 연구진은 레이저-물질 간의 상호작용을 응용하여 새로운 방식의 약물 전달 시스템을 개발하고 있다. 레이저 빔이 마이크로 단위 크기의 고무 챔버 속에 채워져 있는 액체 속에 집광되면 순간적인 고에너지 전달로 인해 기포가 생겨나고, 이로 인한 빠른 부피팽창으로 인해 마이크로 노즐 속의 약물 용액이 빠른 속도의 마이크로 젯의 형태로 분사되는 원리를 이용하는 것이다. 실험에서 노즐 출구의 지름은 125 ${\mu}m$, 측정된 마이크로 젯의 속도는 265 m/s였다. 이 장치의 주요한 특징은 시간에 따른 마이크로 젯의 제어가 가능하다는 것이다.

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초안정 기준광진기를 이용한 다이오드 레이저의 주파수 안정화 (Frequency stabilization of diode lasers using a ultra-stable reference cavity)

  • 안경원
    • 한국광학회지
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    • 제11권5호
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    • pp.347-352
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    • 2000
  • 본 연구에서는 초저팽창물질(Ultra-low expansion material, ULE)로 제작된 초안정 기준공지기와 다이오드의 전류 변조 특성을 이용하여 상용 다이오드 레이저로 주파수를 안정화시켰다. 레이저의 주파수 선폭은 공주(free run) 상태에서 적분시간 1 s 동안 1 MHz 정보이며, 대략 20분 동안 측정된 주파수 표류 속도는 300 kHz/s 정도였다. ULE로 제작된 초안정 기준공지기투과 신호의 측면(기울기 500 kHz/V)에 주파수를 안정화시켰을 때 선폭의 rms 값은 10 s 이상의 적분시간에서 50 kHz정도였다. 알란 분산(Allan variance)의 제곱근 값은 10ms 이상의 샘플링 시간에 대해 2kHz 이내가 되었다.

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수용성(水溶性) 추출물(抽出物)이 목재(木材)의 물리적(物理的) 성질(性質)에 미치는 영향(影響) (A Study on the Effect of Water Soluble Extractive upon Physical Properties of Wood)

  • 심종섭
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제10권3호
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    • pp.13-44
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    • 1982
  • 7.1 옛날부터 재목(材木)을 오래 불에 담그어 쓰면 덜트로 덜 휜다고 하였는데 말로서 전(傳)하여 왔을 뿐 그 연구결과(硏究結果)나 또는 그 원인(原因)에 대한 것은 분명(分明)치 못하였다. 한편 재목(材木)의 추출성분(抽出成分)이 그 재목(材木)의 물리적(物理的) 성질(性質)에 영향(影響)할 것이라는 추측(推測)은 많었으나 실지로 그 영향(影響)에 대한 연구(硏究)를 하여 그 결과(結果)와 그 원인(原因)을 밝힌 것도 극(極)히 적었다. 이 연구(硏究)는 이와같은 입장(立場)에 놓여있는 그 간미지(間未知)한 점(点)을 밝히기 위(爲)하여 다시말하면 재목(材木)을 물에 담그어 그 수용성(水溶性) 추출물(抽出物)을 추출(抽出)하므로써 일어나는 물리적(物理的) 성질(性質)에 대한 결과(結果)를 조사(調査)하고 이 결과(結果)를 통(通)하여 얻는 진리(眞理)를 응용(應用)하여 재목(材木)의 일대 흠점(欠点)인 수축(收縮), 팽창(膨脹) 이에따라 일어나는 트는것, 휘는것, 틀어지는 것 등(等)을 막아 재목이용(材木利用)의 합리화(合理化)를 기(期)할 목적(目的)으로써 시작(始作)된 것이며 Yale 재과대학(材科大學) 목재이용학(木材利用學) 연구실(硏究室)에서 담당교수 F.F.Wangaard 박사(博士) 지도하(指導下)에 재료(材料)는 동(同) 연구실(硏究室)에 준비(準備)되어 있는 북미(北美)산 스트로 - 부 소나무 참나무 그리고 남방열대(南方熱帶)산 하이메나에아의 삼(三) 종류(種類)에 대하여 연구(硏究)되었다. 7.2 연구(硏究)의 대상이 된 물리적(物理的) 성질(性質)은 목재(木材)의 실용적 사용(使用)에 있어서 가장 관계가 깊은 다시 말하면 트고 휘고 틀어지는등(等)의 관계가 깊은 평형함수량(平衡含水量), 수축(收縮), 팽창(膨脹) 그리고 강도(强度)의 지표(紙票)가 되는 비중(比重)등이 있다. 7.3 시험(試驗)은 위에 말한 세 가지 종류(種類)를 가지고 추출처리(抽出處理)를 하여 추출(抽出)한것과 반대로 추출성(抽出性) 물질(物質)은 침투(浸透)시킨것에 대하여 비교(比較)될 무처리(無處理)한 세 다른 공시재(供試在)를 준비(準備)하여 실시되었다. 다음 시험결과(試驗結果)는 7.4 수용성(水溶性) 추출물(抽出物)이 추출량(抽出量)과 그 추출액중(抽出液中)의 성분(成分)그룹은 Table 36에 표시(表示)된것과 같으며 나무 종류(種類)에 따라 추출량(抽出量)에 그리고 각(各) 성분(成分)그룹의 종류(種類)와 그 양(量)에 차이(差異)를 볼수 있었다. 7.5 평형함수량(平衡含水量)에 있어서는 a) 추출처리(抽出處理)를 하여 그 추출성분(抽出成分)이 빠져버린 공시재(供試材)와 그와 반대의 공시재(供試材) 사이에는 확실한 차이(差異)가 있어 추출성분(抽出成分)을 재내(材內)에 포함(包含)하고 있으므로써 같은 관계흡도에서 80%방습시(放濕時)는 이와 반대 평형함수량(平衡含水量)은 많아졌다. b) 설탕액(雪糖液)에 담그어 침투처리(浸透處理)를 하여 당분(糖分)이 재내(材內)에 침입(侵入)된 공시재(供試材)는 대체(大體) 추출처리(抽出處理)를 하지 않은 공시재(供試材)와 거의 같은 경향(傾向)의 결과(結果)를 나타내고 있다. c) 나무의 종류(種類)에 따른 차이(差異)는 일정한 경향(傾向)을 볼 수 없으나 스트로-부 소나무의 심재부(心材部)와 변재부를 비교(比較)하면 심재부(心材部)는 그 평형함수량(平衡含水量)이 적다. 이것은 원래(元來)의 함수량(含水量)에 있어서 심재부(心材部)가 적은데 이와같은 차이(差異)는 식물생리학적(植物生理學的) 또는 그 해부학적(解剖學的) 구조(構造)의 차이(差異)에서 생기는 것이다. 7.6 수축(收縮)에 있어서는 a) 추출처리(抽出處理)를 한 공시재(供試材)의 수축량(收縮量)은 그와 반대로 추출처리(抽出處理)를 않어 추출성분(抽出成分)이 그대로 남어있는 공시재(供試材)에 비교(比較)하여 그 수축량(收縮量)이 모두 크다. b) 설탕액(雪糖液)에 담그어 침투처리(浸透處理)를 한 공시재(供試材)는 그 수축량(收縮量)은 다른것에 비교(比較)하여 제일 적고 모두 침투처리(浸透處理)를 하지않은 공시재(供試材)와 거의 같은 결과(結果)를 보이고 있는데 이것은 재목(材木)을 사용전(使用前)에 특수(特殊)한 침투처리(浸透處理)를 하여 쓰면 재목(材木)의 일대 흠점(欠点)인 수축(收縮)을 막을수 있다는 것을 실증하는 것이다. c) 나무의 종류별(種類別)로보면 스트로-부 소나무의 심재부(心材部)는 그 변재부보다 수축량(收縮量)이 적으며 참나무의 수축량(收縮量)은 제일 크로 스토로-부 소나무에 비교(比較)하여 약(約)2배(倍) Hymenaea는 참나무 보다 적고 스트로 - 부 소나무 보다는 컸다. d) 각(各) 수종(樹種)을 통(通)하여 방향성(方向性)에 따른 수축량(收縮量)을 보면 촉단면방향(觸斷面方向)의 수축량(收縮量)은 경단방향(徑斷方向)의 수축량(收縮量)보다 큰 것은 다른 모든 나무에서 보느 결과(結果)와 같다. e) 추출량(抽出量)과의 관계를 보면 추출량(抽出量)이 많은 것일수록 추출처리(抽出處理)를 않은 것과의 수축량(收縮量)의 차이(差異)는 컸다. 7.7 팽창(膨脹)에 있어서는 a) 추출처리(抽出處理)로 그 성분(成分)을 추출(抽出)하여 낸 공시재(供試材)의 팽창량(膨脹量)은 그와 반대의 것에 비교(比較)하여 모두 팽창량(膨脹量)이 컸다. b) 재목(材木)의 방향성(方向性)에 따라보면 모두 촉단(觸斷) 방향(方向)의 팽창량(膨脹量)은 경단방향(徑斷方向)의 팽창량(膨脹量)에 비(比)하여 크다. c) 수축(收縮)에서 본것과 같이 팽창(膨脹)에 있어서도 나무의 종류(種類)에 따라 그 팽창량(膨脹量)에 차이(差異)를 볼수 있으며 그 팽창량(膨脹量)은 참나무 하이메나에아 스트로-부 소나무의 변재 그리고 동심재(同心材)의 순서(順序)도 적어졌으며, 수축량(收縮量)이 큰 것은 팽창량(膨脹量)에 있어서도 크다는 것을 실증하였다. 7.8 비중(比重)에 있어서는 a) 추출처리(抽出處理)를 한 공시재(供試材)의 비중(比重)이 추출처리(抽出處理)를 않은 공시재(供試材)의 비중(比重)에 비교(比較)하여 컸다. 이것은 비중(比重)을 결정(決定)할 때 사용(使用)된 용적(容積)에 기인(起因)하였으며 사실은 이와 반대의 결과(結果)가 나타나야 할 것이다. b) 나무의 종류별(種類別)로 보면 스트로-부 소나무의 심재(心材)는 변재보다는 그 비중(比重)이 크며 두 참나무의 비중(比重)은 소나무의 그것보다 배(倍)나 크고 하이메나에아는 그 비중(比重)이 제일 컷다. (9) 이상(以上) ; 모-든 시험결과(試驗結果)를 종합(綜合)하여 생각할 때 막연(漠然)히 재목(材木)을 물에 오래 담그어 쓴다는 생각은 오히려 잘못하면 목재(木材)의 성질(性質)을 더욱 악화(惡化)시킬 우려(憂慮)가 있으며 물에 담그어 쓰되 설탕질등(雪糖質等)으로 재목내부(材木內部)에 침투(浸透)할 수 있는 성질(性質)의 성분(成分)이 용해(溶解)되어 있는 액중(液中)에 담그어 쓰는 것은 재목(材木)의 일대 흠점(欠点)인 수축(收縮)과 팽창(膨脹) 그리고 이에 따라 일어나는 트고 휘는 일이며 틀어지는 등(等)의 흠점(欠点)을 막을 수 있다는 것을 실증하게 되었다. 만고(萬苦) 물속에 오래 담그어 쓰는 것이 다시 말하면 수용성(水溶性) 추출물(抽出物)을 빼내어 쓰는 것이 그 결과(結果)에 있어 확실히 양호(良好)하였다는 사실이 있었다면 그것은 수용성성분(水溶性成分)을 제출(提出)함으로써 균일(均一)한 수축(收縮)과 팽창(膨脹)이 일어나는데 기인(起因)하였을 것이다.

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Status of Health and Safety Management in Occupational Hygiene Laboratories in Korea

  • Yang, Hyukseung;Choi, Jaewook;Yoon, Seokjoon;FARR, Terry
    • 한국산업보건학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.53-62
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    • 2007
  • 목적: 1990년대 초반부터 시작된 우리나라의 산업 보건에 대한 사회적 관심의 증대와 시장의 요구에 따라 산업위생기관의 양적인 팽창이 이루어지긴 하였으나 실험실 관련 안전보건규정이 미비한 상태에서 추진되어 산업위생 실험실에서 다양한 유해 위험성 인자를 취급함에도 불구하고 사용되는 량이 소규모로 인해 안전보건과 관련된 사항은 대부분 간과하고 있으며, 산업위생 실험실의 안전보건관리 실태는 선진외국에 비해 상당히 낙후되어 있는 실정이다. 따라서 본 연구는 우리나라 산업위생 실험실과 관련한 안전보건관리 실태를 평가함으로써 향후 실험실의 안전보건관리 수준을 향상 시키는데 효과적인 자료로 활용하는데 기여하고자 한다. 방법: 산업위생실험실의 안전보건 실태를 파악하기 위해 설문조사를 수행하였으며, 설문은 실험실의 전반적인 안전보건, 화학물질 저장 및 용기, 가연성 및 인화성 화학물질, 가스 실린더, 의사전달, 응급처치 및 비상사태 장비, 정리정돈, 소방안전, 전기안전, 개인보호구, 흄후드 및 환기, 및 이황화탄소 취급 사례로서 12개 영역으로 구성되었다. 연구대상은 2001년 한국산업안전공단 정도관리프로그램에 참여한 기관으로서 총 대상은 119개 기관이었다. 연구기간은 2002년 7월 01일부터 8월 30일까지 약 60일 이었다. 설문은 반송봉투에 넣어 설문완성 후 연구자에게 보낼 수 있도록 배려하였으며, 1차 설문을 보낸 후 2주 후에 설문 참여를 독려하기 위해 엽서를 발송하였고, 다시 2주 후에 각 산업위생기관에 개별 전화 연락을 취하였다. 그 결과 63% (75개 기관)의 완성된 설문을 얻을 수 있었다. 설문의 총 조사항목은 79문항으로 구성되어 있으며, 산업위생실험실의 안전보건 수준을 정량적으로 평가하기 위해 안전보건 매뉴얼, 교육훈련프로그램 및 한국산업안전공단 실험실 지침서를 보유한 기관과 그렇지 않은 기관간의 차이는 선별된 67문항에 대해 각 문항에 합당하거나 적절할 경우 1점을 부여하는 방식으로 점수화하였다. 이들의 관련성을 파악하기 위하여 Microsoft-Excel 2000 프로그램을 이용하여 two-tailed t-test 분석을 실시하였다. 결과 1. 산업위생실험실 운영과 관련한 67개 항목(항목별로 각 1점 부여)에 대한 안전보건 성과지수화 (100점으로 점수 환산) 결과 안전보건 매뉴얼을 보유한 기관은 $42.98{\pm}13.36$(p<0.001)점, 교육훈련프로그램을 보유한 기관은 $50.75{\pm}14.12$(p<0.01)점, 한국산업안전공단 실험실 지침서를 보유한 기관은 $43.58{\pm}11.92$(p<0.01)점으로 그렇지 않은 기관에 비해 통계적으로 유의하게 높은 점수분포를 보였다. 2. 화학물질 보관 캐비닛이 있는 기관 중 64.8%의 기관은 화학물질을 알파벳 순으로, 27.8%는 분류 기준에 따라, 그리고 7.4%는 무작위로 보관하고 있었다. 3. 단지 8.0% (6개)의 기관만이 실험실내에 눈세정 분수(2 개), 샤워기(3개) 및 눈세정물병(3개, 2개 중복 응답 기관)과 같은 응급처치 장치 및 물품을 갖추고 있었다. 4. 89.0%의 기관이 흄후드내에 화학물질을 보관하고 있었다. 5. 물질안전보건자료, 흄후드 기록지, 비상사태 절차서 및 한국산업안전공단 실험실 지침서와 같은 문서관리는 부적절하게 관리 및 기록되고 있었다. 6. 대부분의 산업위생 실험실은 응급처치 장비, 화학물질 또는 가스용기 보관실과 같은 실험실 안전설비가 부족할 뿐만 아니라 정리정돈, 화학물질 저장 캐비닛, 안전보호구 및 흄후드와 같은 관리가 미비하였다. 결론: 이상의 결과에 근거하여 기관장은 실험실의 안전보건관리를 위하여 문서관리체계를 제공하고, 모든 실험실 종사자가 적절한 개인보호구를 착용할 수 있도록 하며, 비상 장비를 설치하고, 실험실과 관련한 적절한 규정을 제정하며, 교육훈련 프로그램을 제공하여야 한다. 또한 실험실 종사자는 실험 중 적절한 개인보호구의 착용하고, 비상장비 이용에 대한 교육훈련에 참여하며, 적절한 실험실 운영관리에 대한 책임감을 가져야 한다. 위의 권고사항 이행을 위해서 KOSHA는 KQCP 프로그램에 실험실 안전보건관리 항목을 삽입하여 주기적인 평가를 수행할 필요가 있다. 우리나라 실험실의 특성을 고려할 때 본 연구결과는 일반 실험실에도 적용될 수 있을 것으로 생각된다.

기공구조로 제조된 Li4Ti5O12 음극활물질의 전기화학적 특성 (Synthesis and Electrochemical Properties of Porous Li4Ti5O12 Anode Materials)

  • 서진성;나병기
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제57권6호
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    • pp.861-867
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    • 2019
  • 차세대 리튬이차전지용 음극활물질로 각광을 받고있는 $Li_4Ti_5O_{12}$는 높은 수명특성, 낮은 비가역용량 그리고 충방전시 부피팽창이 거의 없는 물질이다. 하지만 낮은 전기전도도로 인하여 높은 전류밀도에서는 용량특성이 현저하게 낮아지는 단점을 가지고 있다. 이 문제점을 해결하기 위해 P123을 첨가한 졸-겔법으로 기공구조의 $Li_4Ti_5O_{12}$를 합성하였다. 제조된 샘플들의 물리적 특성을 분석하기 위해 XRD, SEM, BET를 사용하였고, 전기화학적 특성은 사이클테스트, cyclic voltammetry (CV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS)로 분석을 하였다. P123/Ti = 0.01mol의 비율로 만들어진 $Li_4Ti_5O_{12}$에서 가장 균일한 입자사이즈, 높은 비표면적, 그리고 상대적으로 높은 기공의 분포를 보였다. EIS분석 결과 기공구조의 $Li_4Ti_5O_{12}$의 경우 저항을 나타내는 반원의 크기가 현저하게 감소하였으며, 전극 내 저항값이 줄어들었음을 알 수 있었다. 율속 테스트결과 0.2C에서 178 mAh/g, 0.5C에서 170 mAh/g, 5C에서 110 mAh/g 그리고 10C에서 90 mAh/g의 용량을 유지하였고 용량회복율 또한 99%로 매우 우수하였다.

저온 상변화 물질 함침 경량골재를 이용한 나노 개질 융설 콘크리트 개발 (Development of Nanomodified Snow-Melting Concrete Using Low-Temperature Phase-Change Material Impregnated Lightweight Aggregate)

  • 경주현;김선미;허종완
    • 대한토목학회논문집
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    • 제42권6호
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    • pp.787-792
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    • 2022
  • 겨울철 제설염의 사용은 콘크리트의 미세조직을 손상시기게 되고 이는 내구성을 감소시켜 콘크리트의 수명 단축으로 이어진다. 이러한 단점을 개선하기 위해 상변화물질(Phase Change Material, PCM)의 잠열을 콘크리트에 적용함으로써 손상을 완화하고 제설염의 수요를 감소시킬 수 있는 융설 PCM 함침 경량골재(Phase Change Material Impregnated Light Weight Aggregate, PCM-LWA) 콘크리트를 개발하고자 한다. 콘크리트를 제작할 때, PCM을 함침하고 캡슐화한 팽창점토(Expanded Clay)는 일반골재의 50 %를 대체하여 사용되었으며, 열적 성능을 향상시키기 위해 사용된 다중벽 탄소나노튜브(Multi-walled Carbon Nano Tube, MWCNT)는 바인더 중량 대비 0.10 %, 0.15 % 및 0.20 %의 비율로 첨가되었다. PCM-LWA를 적용한 시편들의 압축강도 시험 결과 약 54 %의 강도 감소를 보였지만 MWCNT의 첨가를 통하여 PCM-LWA 콘크리트의 열적 성능을 크게 향상시켰다. 열 사이클링 시험에서 모든 시편은 15℃ ~ -5℃의 온도에서 시험하였다. 주변 온도가 0℃ 미만으로 내려갈 때, 다른 시편들의 내부 온도는 0℃ 미만으로 내려가거나 조금 웃도는 경향을 보였지만, CNT를 0.10 % 첨가한 시편의 내부 온도는 2℃로 유의미한 차이를 보였다. 0.15CNT와 0.20CNT의 경우 CNT의 함유로 인하여 과냉각이 발생하였고 열효율이 떨어지게 되어 시편 내부의 온도가 0℃ 이하로 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 융설 시험에서 열 사이클링 시험의 결과와 유사하게 50PCM-LWA와 0.10CNT는 얼음을 녹이는 데에 가장 뛰어난 성능을 보였지만 시간이 흐름에 따라 열전도율이 높은 0.10CNT 시편이 가장 우수한 성능을 보였다.