• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.11a
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• pp.32.1-32.1
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• 2009

본 연구에서는 산화 그라핀을 환원하여 얻은 그라핀 분말의 고온 XRD 패턴를 통해 그라핀의 열팽창계수를 정량하였다. 산화 그라핀은 Hummer method에 의해 제조되었다. 또한 그라핀은 산화그라핀을 1273K에서 열처리하여 얻어졌다. 1273K에서 그라핀의 열팽창계수($32.9{\pm}1.0$ X 10-6 K-1)는 원료인 흑연(30.3 X 10-6 K-1) 보다 8.6% 더 크게 나타내는것을 알 수 있었다. 그라핀은 화학적 처리에 의한 급격한 면간 팽창과 열처리에 의한 aggregation에 의해 심하게 굴곡지고 적층된 morphology를나타냈다. 이는 박리효과에 의한 것으로 XRD 패턴을 통해그라핀의 층수가 흑연보다 훨씬 적은 것을 알 수 있었다. 이에 따라 면간 규칙적인 배열을 보이는 흑연과는 달리 그라핀은 흑연구조에서 흔히 보이는 disorder 구조인turbostratic 적층 구조를 나타나고 면간인터렉션이 약화되어 열팽창계수가 크게 나타난다고 생각된다.

• Journal of Conservation Science
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• v.24
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• pp.23-36
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• 2008

The stone Buddhas and Shrine of Unjusa temple (Korea Treasure No. 797) in Hwasun formed in Koryo Dynasty are unique style which the Buddha faces each other the back parts of south and north within the stone Shrine. The stone Buddhas and Shrine are highly evaluated in historical, artistic and academic respects. But, the stone properties have been exposed in the open system various aspects of degradations weathered for a long time without specific protective facilities. The rock materials of the stone Buddhas and Shrine are about 47 blocks, and total press load is about 56.6 metric ton. The host rocks composed mainly of white grey hyaline lithic tuff and rhyolitic tuff breccia. In addition, biotite granite used as part during the restoration works. The chemical index of alteration for host tuffaceous rocks and the replacement granites range from 52.1 to 59.4 and 50.0 to 51.0, respectively. Weathering types for the stone Buddhas and Shrine were largely divided with physical, chemical and biological weathering to make a synthetic deterioration map according to aspects of damage, and estimate share as compared with surface area. Whole deterioration degrees are represented that physical weathering appeared exfoliation. Chemical weathering is black coloration and biological weathering of grey lichen, which show each lighly deterioration degrees. According to deterioration degree by direction of stone Buddhas and Shrine, physical weathering mostly appeared by 39.1% on the sorthern part, and chemical weathering is 61.2% high share on the western part. Biological weathering showed 38.3% the largest distribution on the southern part. Therefore, it is necessary to try hardening for the parts with serious cracks or exfoliations, remove secondary contaminants and organisms through regular cleaning. Also necessary to make a plan to remove moisture of the ground which causes weathering, and estimate that need established and scientific processing through clinical demonstration of conservation plan that chooses suitable treatment.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.33 no.6
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• pp.203-209
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• 2023

Cobalt sulfide nanocomposites were synthesized through a simple hydrothermal method as anode materials for sodium ion batteries (SIBs). In this work, a cobalt sulfide nanoparticle (CoS-NF) and a cobalt sulfide nanocomposite integrated with reduced graphene oxide (CoS@G-NC) were fabricated for electrochemical energy storage performance of battery. The as-prepared CoS@G-NC electrode exhibited reversible and stable cycle performance (62 % after 30 cycles at current density of 200 mA g^-1). The improved electrochemical property was attributed to the small grain growth and uniform distribution of cobalt sulfide during synthesis, which maximized the diffusion pathway for sodium ions and effectively suppressed the delamination and volume expansion of cobalt sulfide during the conversion reaction. The results provide promising anode materials for next-generation SIBs.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.21 no.3
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• pp.47-54
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• 2018

To maximize the areal capacity($mAh\;cm^{-2}$) of $LiNi_{0.5}Co_{0.2}Mn_{0.3}O_2$(NCM523) electrode with the same loading level of $15mg\;cm^{-2}$, three NCM523 electrodes with 4, 2, and 1 wt% poly(vinylidene fluoride)(PVdF) binder content are fabricated. Due to the delamination issue of electrode composite at the edge during punching process, the 1 wt% electrode is excluded for further evaluation. When the PVdF binder content decreases from 4 to 2 wt%, both adhesion strength and shear stress decrease from 0.4846 to $0.2627kN\;m^{-1}$ by -46% and from 3.847 to 2.013 MPa by -48%, respectively. Regardless of these substantial decline of mechanical properties, their initial electrochemical properties such as initial coulombic efficiency and voltage profile are almost the same. However, owing to high loading level, the 2 wt% electrode not only exhibits worse cycle performance than the 4 wt% electrode, but also cannot maintain its mechanical integrity only after 80 cycles. Therefore, if the binder content is reduced to increase the area capacity, the mechanical properties as well as the cycle performance must be carefully evaluated.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.24 no.6
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• pp.621-627
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• 2013

In order to apply eco-friendly poly(propylene carbonate) (PPC) into barrier packaging materials, six different PPC/exfoliated graphite (EFG) nanocomposite films with different EFG were successfully prepared by a solution blending method. Their water sorption behavior was gravimetrically investigated as a function of the EFG content and interpreted with respect to their chemical structure and morphology. The water sorption isotherms were reasonably well fitted by Fickian diffusion model, regardless of morphological heterogeneities. With increasing the EFG content, the diffusion coefficient and water uptake decreased from $12.5{\times}10^{-10}cm^2sec^{-1}$ to $7.2{\times}10^{-10}cm^2sec^{-1}$ and from 8.9 wt% to 4.2 wt%, respectively, which indicates that the moisture resistance capacity of PPC was greatly enhanced by incorporating EFG into PPC. The enhanced water barrier property of the PPC/EFG nanocomposite films with the high aspect ratio EFG makes them potential candidates for versatile packaging applications. However, to maximize the performance of the nanocomposite films, further researches are required to increase the compatibility of EFG in the PPC matrix.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.17 no.5
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• pp.1-9
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• 2013

Variable area nozzle, where both throat and exit area vary, is required for optimal expansion and optimal nozzle shape upon operation of after-burner. Steady-state and transient analyses are carried out for each condition with and without afterburner operation and as a function of the location of the nozzle flap. Effects of that nozzle displacement on flow and thrust characteristics are analyzed from numerical results. With variable area nozzle adopted, the combustion field is variable in time, leading to periodically variable thrust. For off-design conditions, flow separation shows up due to over expansion at the flap tips and shock wave does in the nozzle due to under expansion. The undesirable phenomena can be solved by control of variable area nozzle.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.03a
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• pp.219-219
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• 2003

HVOF(High Velocity Oxygen Fuel)법을 사용한 MCrAlY(M=Ni, Co, Fe)계 열차폐 코팅(thermal barrier coating)은 열기관 내부의 극심한 환경 부하에 대해 구조물 표면에 열적, 화학적 장벽을 형성함으로써 구조물의 내구성을 향상시킨다 이와 동시에 열차폐 효과는 구조물의 온도상승 없이 내부 가동 온도를 높일 수 있게 함으로써 열효율을 상승시키고 연료 효율을 높여 가동비용 절감을 이룰 수 있는 동시에 고 연소를 통한 오염원의 배출을 감소시킬 수 있다. 본 연구에서는 $H_2O$$_2$=5:1 분위기 하에서 HVOF법을 사용하여 Hastelloy-X 기판위에 125$\mu\textrm{m}$의 두께로 다음 5종류의 (Ni, Co, Cr)계 MCrAlY 코팅을 용사시켰다. 준비된 (Ni, Co)-Cr-Al-(Y, Ta, Re), (Ni, Co)-Cr-Al-(Y, Re), (Ni, Co)-Cr-Al-(Y, Ta), (Ni, Co)-Cr-Al-Y, (Ni,Co)-Cr-Al-Ir 코팅시편에 대한 산화성질을 조사하기 위해 대기 중 1000, 1100, 120$0^{\circ}C$에서 50, 100, 150, 200시간 등온실험(Isothermal oxidation)을 실시하였고, XRD, SEM/EDS, EPMA를 이용하여 생성된 산화막과 코팅 시편의 조직 변화를 조사하였다. 산화온도와 산화시간이 증가할수록 산화막의 박리가 많이 발생하였으며, 분석 결과 미세하게 분포된 a-Al$_2$O$_3$ 입자, NiCr$_2$O$_4$스피넬 상, 미세한 Cr$_2$O$_3$가 관찰되었고, 코팅 조성 변화에 따라 형성되는 이들 산화물의 존재비가 달라졌으며, 산화온도가 높아질수록 산화속도가 가속화되었다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.31 no.6
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• pp.607-611
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• 2020

In this research, we synthesized Au/TiO2/graphene composites using ionic surfactants for the exfoliation of graphite layers, directly. In the graphene composite, TiO2 with thin nanosheet shapes was distributed on the graphene surface and Au nanoparticles with less than 10 nm sizes were evenly distributed on the surface of the TiO2 nanosheets. The Au/TiO2/graphene composite was then applied to the photodegradation of various dyes such as methylene blue, methylene orange and rhodamine 6G, and B. Among them, the methylene blue showed the most excellent photodegradation activity (91.6%) while the rhodamine B exhibited 31.0%.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.212-212
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• 2016

2차원 탄소나노재료인 그래핀은 우수한 물성으로 인하여 광범위한 분야로 응용이 가능할 것으로 예상되어 많은 주목을 받아왔다. 이러한 그래핀의 응용가능성을 실현시키기 위해서는 보다 손쉽고 신뢰할 수 있는 합성방법의 개발이 필요한 실정이다. 그래핀의 합성 방법들로 흑연을 물리적 및 화학적으로 박리하거나, 특정 결정표면 위에 방향성 성장의 흑연화를 통한 합성, 그리고 열화학기상증착법(Thermal chemical vapor deposition; T-CVD) 등의 합성방법들이 제기되었다. 이중 T-CVD법은 대면적으로 두께의 균일성이 높은 그래핀을 합성하기 위한 가장 적합한 방법으로 알려져 있다. 그러나 일반적으로 T-CVD공정은 원료 가스인 탄화수소가스를 효율적으로 분해하기 위하여 $1000^{\circ}C$부근의 온공정이 요구되며, 이는 산업적인 응용의 측면에서 그래핀의 접근성을 제한한다. 따라서 대면적으로 고품질의 그래핀을 저온합성 할 수 있는 공정의 개발은 필수적이다. 본 연구에서는, 플라즈마를 이용하여 원료가스를 효율적으로 분해함으로써 그래핀의 저온합성을 도모하였다. 퀄츠 튜브로 구성된 수평형 합성장치는 플라즈마 방전영역과 T-CVD 영역으로 구분되며, 방전되는 유도결합 플라즈마는 원료가스를 효율적으로 분해하는 역할을 한다. 합성을 위한 기판과 원료가스로는 각각 전자빔 증착법을 통하여 300nm 두께의 니켈 박막이 증착된 실리콘 웨이퍼와 메탄가스를 이용하였다. 저온합성공정의 변수로는 인가전력과 합성시간으로 설정하였으며, 공정변수의 영향을 확인함으로써 그래핀의 저온합성 메커니즘을 고찰하였다. 연구결과, 인가전력이 증가되고 합성시간이 길어짐에 따라 원료가스의 분해효율과 공급되는 탄소원자의 반응시간이 보장되어 그래핀의 합성온도가 저하가능함을 확인하였으며, $400^{\circ}C$에서 다층 그래핀이 합성됨을 확인하였다. 또한 플라즈마 변수의 보다 정밀한 제어를 통해 합성온도의 저온화와 그래핀의 결정성 향상이 가능할 것으로 예상된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.113-113
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• 2017

최근 많은 산업의 발전으로 인해 환경오염을 유발시키는 폐수가 다량으로 배출되고 있으며, 이러한 폐수 속에는 유기용매, 고분자 물질 및 각종 염 등의 난분해성 물질들이 다량으로 함유되어 있다. 이런 물질들을 분해시키기 위해 물리적, 생물학적 수처리 방법이 많이 이용되고 있지만 이 방법들은 각각 운전비용과 처리비용이 고가인 단점이 있다. 따라서 비용과 효율 측면에서 효과적인 폐수처리를 위해서 전기화학적 폐수처리 방법이 많이 사용되고 있다. 물리적, 생물학적 처리 방법에 비해 비용이 적게 들고, 처리 후 잔류물이 남지 않으며, 독성을 띄는 산화제의 첨가 없이도 높은 폐수처리 능력을 보이기 때문에 친환경적이므로, 전기화학적 폐수산화 처리에 사용되는 불용성 전극에 대한 연구가 많이 진행되어져 오고 있다. 그 중 BDD(Boron-doped diamond) 전극은 표면에서 강력한 산화제인 수산화 라디칼의 높은 발생량으로 인해 뛰어난 폐수처리 능력을 보이므로 불용성 전극 분야에서 활발한 연구가 진행 중이다. 그러나 기존에 BDD 전극의 기판 모재로 이용되던 Si, W, Pb등은 모두 기계적 강도, 폐수처리 능력 및 독성 문제로 인해 한계가 있었고, 특히 Nb기판 위에 형성시킨 BDD 전극은 뛰어난 폐수처리 능력에도 불구하고 비싼 모재 원가로 인해 상용화가 힘든 실정이다. 이런 문제점을 해결하기 위해 높은 기계적 강도와 전기화학적 안정성을 가진 Ti 기판을 사용한 BDD 전극에 대한 연구가 보고되고 있다. 그러나 BDD와 Ti 간의 lattice mismatch, BDD층 형성을 위한 고온 공정시 탄소의 확산으로 인한 기판 표면에서의 TiC층 형성으로 인해 접착력이 감소하여 박리가 생기는 문제점이 있다. BDD와 Ti의 접착력을 향상시키기 위해 융점이 높고, 전기전도성이 우수한 TiN을 diffusion barrier layer로 삽입하면 탄소 확산에 의한 TiC층의 생성을 억제하여, 내부응력에 기인한 접착력 감소를 방지할 수 있다. 또 하나의 방법으로 Ti 기판의 전처리를 통해 BDD층의 접착력을 향상 시킬 수 있다. Sanding과 etching을 통해 기판 표면의 물리, 화학적인 표면조도를 부여하고, seeding을 통해 diamond 결정 성장에 도움을 주는 seed 입자를 분포시킴으로써, 중간층과 BDD층의 접착력을 향상시키고, BDD 결정핵 성장을 촉진시켜 고품질의 BDD박막 증착이 가능하다. 본 연구에서는 기존 Si, Nb 등의 기판 모재를 Ti로 대체함으로써 제조원가를 절감시키고, TiN 중간층을 삽입하여 접착력을 향상 시킴으로써 기존의 BDD 전극과 동등한 수준의 물성 및 수처리 특성을 가진 BDD전극 제작을 목표로 하였다. $25{\times}25mm$의 Ti 기판위에 TiN 중간층을 DC magnetron sputtering을 이용하여 증착 후, BDD 전극 층을 HFCVD로 증착하였다. 전처리를 진행한 기판과 중간층 및 BDD층의 미세구조를 XRD로 분석하였고, 표면 형상을 SEM으로 확인하였다. BDD전극의 접착력 분석을 통해 TiN 중간층의 최적 조성을 도출하고, 최종적으로 BDD/TiN/Ti 전극의 CV특성과 가폐수의 COD분해능력 및 축산폐수, 선박평형수 등의 실제 폐수 처리 능력을 BDD/Si, BDD/Nb 전극과 비교 검토할 것이다.