폴리머 박막은 그 고유한 특성으로 인해 여러 산업적으로 널리 사용되고 있는 재료이다 예로 의약품이나 식품 포장지의 배리어, 전자부품의 절연체, 반도체 공정에서의 사용, 혹은 부식방지를 위해 사용 되어지기도 한다. 이 폴리머 박막을 증착 하기 위한 방법으로 이전부터 CVD (Chemical Vapor Deposition) 방법이 많이 사용되었고 지금까지도 가장 많이 사용되는 방법이다. CVD를 사용하여 $SiO_2$-like 필름의 증착은 전구체(precursor)로 Silane ($SiH_4$)을 사용하였으며, 플라즈마 발생 소스(source)로 열 혹은 전기장 등을 사용 하며 공정 시 압력 또한 대부분 저압 하에서 실시 하였다. 이와 같은 이전 CVD 방법의 문제는 사용되는 Silane 자체가 인체에 해로울 정도로 독성이 있으며 폭발성도 같이 가지고 있어 작업환경의 위험성이 높으며 열을 사용한 CVD의 경우 높은 공정 온도로 인해 증착 할 수 있는 대상이 제한 되어 지며 높은 열의 발생을 위해 많은 에너지의 소비가 필요하다. 저압 플라즈마를 사용한 CVD 는 공정상 높은 열의 발생이 일어나지 않아 기판 운용상 문제가 되지 않지만 저압 환경에서 해당 공정이 이루어기 때문에 인해 필수적으로 고가의 진공 챔버가 필수적이며 저압을 유지할 고가의 진공 펌프나 추가 장비들이 필요하게 된다, 또한 챔버 내에서 이루어지는 공정으로 인해 공정의 연속성이 떨어져 시잔비용 또한 많이 잡아 먹는다. 이러한 열 혹은 저압 플라즈마등을 사용한 공정의 단점을 해결하기 위해 여러 연구자들이 다양한 방법을 통해 연구를 하였다. 대기압 유전체 배리어 방전(AP-DBD: Atmospheric Pressure-Dielectric Barrier Discharge)을 사용한 폴리머 박막의 증착은 이전 전통적인 방법에 비해 낮은 장비 가격과 낮은 공정 온도 그리고 연속적인 공정 등의 장점이 있는 폴리머 박막 증착 방법 이다. 대기압 유전체 배리어 방전 공정 변수로 공급 전압 및 주파수 그리고 공급 전압의 영향, 전구체를 유전체 배리어 방전 전극으로 이동 시키기 위해 사용된 캐리어 가스의 종류 및 유량, 화학양론적 계수를 맞추기 위해 같이 포함되는 산소 가스의 유량, DBD 전극의 형태에 따른 증착 박막의 균일성 등 이 존재하며 이런 많은 변수 들에 대한 연구가 진행 되었지만 아직 이 대기압 DBD를 이용한 폴리머 박막의 증착에 대한 명확한 이해는 아직 완전 하다 할 수 없다. 본 연구에서는 이러한 대기압 DBD를 이용하여 폴리머 박막의 증착시 영향을 미치는 많은 공정 변수 등이 박막생성에 미치는 영향과 증착된 박막의 성질에 대한 연구를 진행 하였다.
선진국 국립연구소에서만 개발하여 적용중인 hydrocode 또는 wavecode를 최근에 국내에서 C++언어로 ExLO를 개발하였다. 3차원 FEM을 적용한 본 코드의 가장 두드러진 특징은 Lagrangian/ALE/Eulerian solver 들을 모두 한 프레임에 내포하고 있어 적용범위에 따라 즉 변형양상에 따라 선택적인 해석 solver의 적용이 가능하다는 것이다. 즉 문제에 따른 (변형의 양상에 따른) 최적의 시뮬레이션 해석 solver 적용할 수 있다. 본 논문에서는 ExLO를 이용하여 고속 물체의 충돌, 파편의 구조물 관통해석 및 대기 중 Air-blast 충격파 전파해석, 물속에서의 수중폭발 충격파 생성 및 전파해석 등의 예제를 소개하고 그 신뢰성을 확인해 보고자 한다. 대체로 군사적인 적용이 많으나 차츰 민간분야의 다양한 방재현상 시뮬레이션에 적용이 가능할 것이다.
다양한 부식 형태 준 금속부식은 대기중, 수중, 지중, 화학약품 등의 부식환경에 의해 영향을 받는다. 특히 금속 표면의 산화 반응에 의해 생성되는 녹(Rust)은 iron, steel, bronze, aluminium 등의 대상소재를 사용하는 일반 가전제품, 산업공정설비 및 각종 구조물 등에 작용하여 원재료 손상, 내구수명 저하, 구조물 붕괴, 화재 및 폭발위험성 등 대부분 안전사고로 직결되는 것이 일반적이다.(중략)
수소연료는 환경오염문제를 해소하고 에너지 불균형 및 비용을 절감할 수 있다는 점에서는 화석연료를 대체하는 에너지원으로 부각되고 있다. 수소는 친환경적이나 폭발성이 강하기 때문에 수소연료차의 화재, 폭발 사고에 대한 우려가 매우 높은 실정이다. 연구결과에서 수소사고는 일반적인 화재의 경우 비교적 안전하나, 폭발이 발생하면 매우 위험한 것으로 인식되고 있다. 특히, 터널과 같은 반밀폐공간에서는 위험도가 보다 증가할 것으로 예측되기에 이에 대한 예측방법 및 대책을 마련하기 위한 연구가 수행되고 있다. 이에 본 연구에서는 터널에서 수소폭발시 안전성을 평가하기 위해서 등가 TNT모델의 적용성과 수치해석 방법에 대한 검토를 수행하였다. 6개의 등가 TNT모델과 Weyandt의 실험결과의 폭발압력을 비교·검토하여 모델의 적용성을 평가한 결과, Henrych식이 13.6%의 편차로 가장 근접하는 것으로 나타났다. 수치해석을 이용하여 수소탱크 용량(52, 72, 156 L)과 터널 단면적(40.5, 54, 72, 95 m2)이 폭발압력에 미치는 영향에 대한 검토한 결과, 터널에서 폭발 압력파는 초기에는 대기중에서와 마찬가지로 반구형 형태로 전파되나 벽체에 도달하면 반사파가 형성되며, 일정 거리 이상에서는 평면파로 변형되어 아주 완만한 감쇄율로 전파하는 것으로 나타났다. 등가 TNT모델인 Henrych식은 폭발압력이 급격하게 감소하는 구간에서는 수치해석 결과와 잘 일치하나 폭발압력파가 변형된 이후에는 큰 폭으로 과소평가하는 것으로 나타났다. 수소탱크용량이 동일한 경우에는 터널 단면적이 증가할수록 폭발압력이 감소하며, 단면적이 동일한 경우에는 수소탱크 용량이 52 L에서 156 L로 증가하면 폭발압력은 약 2.5배 정도 증가하는 것으로 나타났다. 인체에 영향을 미치는 한계거리에 대한 평가결과, 수소탱크용량이 52 L인 경우 사망에 이르는 한계거리는 약 3 m, 중상에 이르는 거리는 단면적별로 차이가 있으나 28.5~35.8 m로 나타났다.
자동차의 수요가 폭발적으로 늘어났으며, 늘어난 자동차 대수를 고려하여 자동차 검사소 또한 많이 늘어났다. 그러나 최근에는 낮은 유지비용과 이동의 편의성으로 인하여 이륜자동차의 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 이륜자동차의 경우 검사제도의 미비로 인하여 대기환경오염 및 불법개조로 인한 여러 가지 사회적 문제가 발생하고 있다. 이러한 이유로 최근에는 이륜자동차의 체계적 관리를 통하여 불법개조를 단속하고, 배기가스 오염물질에 의한 대기오염 및 이륜자동차 소음관리를 위하여 이륜자동차에 대한 검사 제도가 더욱 강화되고 있다. 본 논문에서는 중고차 성능점검 시스템 및 기능종합진단 시스템의 아키텍처를 통하여 이륜자동차에 적용되는 종합관리시스템 적용될 수 있는 통신 프로토콜을 분석하고 개발에 필요한 중요한 설계요소를 제시하고자 한다.
산업의 발달과 더불어 CO, $H_2$S, S $O_2$등에 의한 대기오염이 심각해져 가스중독의 위험성이 고조되었을 뿐만 아니라, 생활수준의 향상으로 부탄(C$_4$$H_{10}$)이나 프로판(C$_3$$H_{8}$) 등의 폭발성 탄화수소계 가스들의 수요가 급증하는 가운데 가스폭발의 위험성이 대두되고 있다. 이에 대한 방비책으로 고감도 가스센서의 개발 뿐만 아니라 가스센서를 응용한 가스검출 및 가스식별 시스템의 개발이 시급한 실정이다. 본 연구에서는 반도체식 가스센서의 선택도에 대한 문제점을 개선하는 동시에 단일 센서신호의 드리프트에 대한 영향을 최소화하기 위해 반도체식 가스센서 어레이를 구성하고, 이로부터 검지된 가스별 입력 패턴데이터를 신경 회로망(neural network)에 적용함으로써 가스의 종류를 선택적으로 인식할 수 있는 가스인식 시스템을 개발하고자 한다.다.
연소의 3요소 중 대기 중에 상시 존재하는 산소는 고압산소 조건에서는 극미량의 가연물만으로도 화재·폭발이 발생할 수 있으며. 연소속도 역시 상당하여 순식간에 공정 설비 및 배관을 녹이는 등 직접적인 영향을 줄 수 있는 온도까지 상승할 수 있다. 따라서 고압산소 상태에서 발생한 사고는 기타 사고에 비해 큰 피해가 발생하는 경우가 많다. 최근 산소공급 배관에 설치되어 있는 밸브를 조작하던 도중 내부에서 급격한 연소와 함께 파열이 발생하여 폭발로 인한 인명피해가 발생하였는데, 오래된 탄소강 배관인 경우 운전 중 발생한 Particle이 가연물이 되어 사고가 발생할 수 있다. 특히나 산소설비는 고압가스안전관리법에 따라 허가된 시설이고, 산업안전보건법에 의한 제한규정이 없는 상태이기 때문에 이러한 기준 적립이 무엇보다 중요하다. 따라서 본 연구에서는 사고사례 및 해외기준을 바탕으로 고압 산소 취급 시 안정성 향상을 위한 방법에 대해 검토하고자 한다.
자동차 연료로서 LPG(Liquefied Petroleum Gas)의 사용은 대기오염을 줄이는데 효과적으로 사용이 빠르게 확산되고 있다. 가스사용이 늘어나면서 폭발과 화재에 의한 인명피해가 해마다 발생하고 있으며, 특히 대규모 저장시설에서의 가스사고는 사회적으로 심각한 문제를 야기하고 있다. 이를 최소화하기 위한 방안으로 지하격납형 저장탱크를 대안으로 제시하고 있다. 본 연구는 LPG를 대량으로 취급 저장하는 시설에서 운용하는 저장탱크의 설치방법을 개선하기 위한 것으로, 지상형과 지하매몰형, 지하격납형에 대하여 누출가능성, 경제성, 토지이용률, 안전성, 점검편리성, 시공용이성을 인자로 다구찌(Taguchi) 실험계획법으로 분석하면 토지이용률, 경제성, 안전성순으로 효과적인 것으로 나타났으며, 최적의 시공법은 지하격납형 저장탱크인 것으로 나타났다.
2010년 천안함 침몰로 인해 수중 폭발체의 위험성이 전시 뿐만 아니라 평시에도 대단히 중요하게 다뤄져야 하며, 그에 따른 방어대책이 필수적으로 필요함을 인지하게 되었다. 다양한 수중무기폭발 체계 중 대표적인 비닉(庇匿) 무기체계인 기뢰를 중심으로 탐지수단, 탐지방법, 위험 제거 방안 등에 대해 연구하며, 특히 탐지를 위한 대표적인 센서인 자력계 등의 데이터를 참조하여 발화확률 모사 시스템을 모델링하고, 아 해군 보유 함형에 따른 수심별 해석을 통해 발화확률 등을 시뮬레이션 하여 효과적인 탐지, 위협제거 및 궁극적인 대기뢰전 전술 등을 연구/제안한다.
도장작업은 기계 기구, 금속, 자동차, 전기 전자, 선박, 가구제조업 등 각종 사업장에서 많이 취급되고 있는 작업으로서 취급물질이 대부분 합성수지 유기용매 등 인화성 또는 가연성 액체이거나 가연성 분체로서 용매 또는 분진으로 인한 폭발 화재의 위험성이 아주 높은 실정이다. 보통 4류 위험물의 유증기는 공기보다 무겁다 라는 생각으로 발생된 모든 유증기는 위험물 인근에 체류할 것이라는 생각을 하지만 상온에서 증발한 유증기 대부분은 인근의 대기와의 밀도차에 의해 주변으로 흩어지거나 연소하고 중량(重量)의 유증기만이 남아 화재조사에서 중요한 단서로 역할을 한다. 대부분분의 페인트 제품이 가열과 동시에 끊기 시작해서 비등점 측정이 어려웠고 발화점이 비슷한 다른 페인트에 비해 중량(重量)유증기 발생이 단시간 동안 낮은 온도에서 많이 발생한 것은 페인트의 안료가 유증기 발생을 방해해서 시너의 유증기 발생량과 동일한 양의 페인트 유증기 발생시간이 더 걸린 것 같다. 대부분의 유증기는 집진시설을 통해 A/C타워의 활성탄에 흡착되어 제거된다. 하지만 슬러지에 남아있는 희석제는 A/C타워를 정지하고 집진시설등의 배관에 있는 슬러지 청소 과정에서 주위 열원에 의해 많은 유증기를 발생하여 화재의 위험성이 존재함으로 작업자의 각별한 주의가 필요하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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