• 제목/요약/키워드: 확산적 문제해결력

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상수도시스템 수질사고의 전개양상을 고려한 비정형정보 의미분석 (Semantic analysis of unstructured information considering the step in progress of water quality accidents in the water supply systems)

  • 홍성진;문기훈;양성훈;유도근
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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    • pp.378-378
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    • 2022
  • 상수도시스템의 과정 중 최종 단계인 급수단계에서 지역전반에 수질문제가 발생할 경우, 직간접적인 피해의 해결은 장기간 지속될 수 있다. 본 연구에서는 실시간 비정형정보의 빅데이터 분석을 통해 상수도시스템에서 수질사고 문제의 파급력과 2차 피해 등의 연결 관계 변화 추적을 위한 기초적 분석을 수행하였다. 과거 대규모 수질사고가 발생된 바 있는 인천광역시 유충발생 사고를 대상으로 뉴스 기사 웹크롤링 절차를 정립하고, 그 결과를 분석하였다. '인천 유충'이 최초 보도되었던 2020년 7월 13일 부터 이후 1년을 대상으로 네이버 통합검색에 의해 표출되는 뉴스기사를 웹크롤링하였으며, 프로그래밍을 통한 불용어 제거 및 관련성 검토를 통해 총 920건의 기사를 분석하였다. 수질사고의 전개양상에 따라 사고발생, 확산, 수습, 그리고 보상의 4단계로 임의 구분하여 분석하였다. 의미분석을 위한 토픽모델링 기법은 잠재 디리클레 할당(Latent Dirichlet Allocation, LDA) 방법을 적용하였으며, 긍부정 감정분석은 KNU 한국어 감성사전(KNU sentiment lexicon)을 활용하여 수행하였다. 토픽 모델링 결과, 사고 발생에서부터 확산, 수습, 보상의 단계에 맞춰 적절한 주제어의 조합에 따른 기사들이 도출되었으며, 단계별 긍부정 기사 비율역시 사고의 전개단계에 따라 적절히 나타남을 확인하였다. 제시된 수질사고 관련 비정형정보 분석 방법론과 결과는 과거 사고 사례 분석을 통한 검색 및 긍부정 키워드 확정, 키워드 발생 비율 변동(사고전과 후)에 따른 상황판단 기준설정 등에 활용이 가능하다.

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시스템 사고 기법 기반의 문학 작품 분석 및 이해력 신장 방안 (Plan for Increasing the Analysis and Understanding Skills of Literary Works based on Systems Thinking Technique)

  • 김훈희
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제15권9호
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    • pp.662-669
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    • 2015
  • 본 연구의 목적은 시스템 사고 기법에 근거 하여 문학작품 분석과 이해력 신장 방안을 탐색하고자 하는 것이다. 이를 위한 연구방법은 주로 문헌분석법을 활용했으며, 문화교육의 주된 장르는 동화를 선택했다. 구체적인 연구내용은 다음과 같다; 먼저 국가교육과정에 따른 초 중학교 국어 수업에서의 동화 이용 실태를 분석하여 문학 교육의 가치를 파악하는데 초점을 두었다. 다음은 시스템 사고 기법의 특성을 분석하여 이를 통해 문학 작품 분석과 이해력 신장을 위한 수업전략과 적용 사례를 탐색하는 것이다. 이에 따른 본 연구의 결과를 제시하면 첫째, 동화를 통해 언어적 능력 발달뿐만 아니라 창의력 증진에도 긍정적인 결과를 가져다 줄 수 있다. 둘째, 다양한 추후 활동들과 통합 활동을 통해 학생들은 유기적 구조를 갖춘 글을 쓰는 능력이 신장되고, 사고의 유연성을 계발할 수 있다. 셋째, 상상력을 길러주고, 간접적인 경험을 확산시켜 주어 통합적인 안목과 문제해결의 조정능력을 길러줄 수 있다.

New IT R&D 발전방안

  • 최문기
    • 정보와 통신
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    • 제26권1호
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    • pp.25-30
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    • 2009
  • IT산업은 '97년 외환위기를 기점으로 고성장을 거듭하였고, 세계 10위권 규모의 경제 강국으로 성장하는데 있어 국내 산업의 대표적인 성장동력으로서 자리 매김하였다. 하지만, 최근 성장률이 예전만 못하다는 우려의 목소리와 함께 IT가 한 단계 더 업그레이드하기 위해서는 자신의 허물을 과감히 벗는 용기가 필요하다는 것이 일반적인 시각이다. 이러한 흐름속에서 기존 IT전략과 차별화된 New IT 발전방안을 수립하게 되었다. 지금까지의 IT전략이 IT 고도화 추진을 위한 IT 중심 발전 전략이었다면, New IT전략은 IT기반 융합산업, IT융합 신산업, Next IT산업 등3대 성장축간 시너지 창출이 가능한 IT로의 수렴과 확산이 핵심이라고 할 수 있다. IT기반 융합산업의 최종 목표는 전통산업과 IT가 만나 자동차, 조선, 의료, 국방, 건설, 섬유, 기계항공 등 7개 주력기간산업의 고부가가치화 및 초일류화를 우선 실현하는 것이다. IT융합 신산업의 최종 목표는 나노(NT), 바이오(BT), 인지기술(CT) 등 비(非)IT와 교감을 통하여 IT가 에너지, 환경, 건강 등 사회적 문제를 해결하고, 녹색성장 추진의 핵심인 5대 신산업을 창출하는데 있다. 5대 신산업으로는 Green IT산업, Welfare-Infra산업, 감성조명산업, 인지단말산업, THz응용산업 등을 꼽을 수 있다. Next IT산업은 기존 14대 IT 분야를 'ETRI 비전 2020' 등 미래 청사진을 바탕으로 장기적 관점에서 재설계한 것이며, 최종 목표는 TDX, 4M D램, CDMA, 와이브로, DMB, NoLA 등 IT 강국 계보를 이어갈 4G, 미래인터넷, Smart Radio, 실감미디어, 웹3.0, 투명전자소자 등 미래 유망 핵심원천기술을 확보하고, IT 경쟁력을 강화하는 것이다.

RS와 GIS를 이용한 특수과수 재배 단지 확산 방안에 관한 연구 및 구현 (순창군 복분자를 중심으로)

  • 김태준;정지호;송경석
    • 한국공간정보시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국공간정보시스템학회 2005년도 GIS/RS 공동 춘계학술대회
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    • pp.243-248
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    • 2005
  • 우리나라의 농업은 주곡의 지속적인 자급기반을 마련하고 이제 단순한 농사형태에서 벗어나 새로운 소득작목을 개발하고 합리적인 경영개선을 통하여 소득을 높이는 상업농시대에 접어들게 되었다. 따라서 상업농시대에는 농업도 새로운 기술을 바탕으로 질 높은 농산물을 안정적으로 생산공급할 수 있는 기술의 확보가 더욱 요구되고 있다. 최근 농산물수입개방 시대에 접어들게 되면서 우리 농산물도 국제경쟁력향상을 위한 품질향상 및 새로운 소득작물의 개발이 절실히 요구되는 시점에 와있다. 여러 지방지치단체에서 그 지방에 알맞은 소득작물을 개발하여 많은 소득을 올리고 있는 사례를 많이 볼 수 있다. 예로서 보성의 녹차, 무안의 무화과, 구례의 오이 등이 대표적인 예라고 할 수 있다. 여러 농업연구기관에서도 과학적인 토양연구로 세부정밀토양조사를 실시하고 작물재배의 부적지에 대해서는 토양개량방법을 연구하고 있으며 그에 따른 시비추천과 소득작물의 적지적작추천을 하고 있다. 국내에서도 GIS의 발전 및 RS의 발전과 더불어 친환경농업의 일환으로 정밀농업분야에 많은 관심이 집중되고 있다. 정밀농업은 농업생산기술 분야에서 아직 생소한 접근방법으로서 여기에서는 지구측위시스템(GPS)와 지리정보시스템(GIS), 원격탐사(RS)기법들이 많이 응용되고 있다. 또한 농업의 1차(식량생산)적인 목적에서 2차, 3차(소득증대 및 부가가치 증대)적인 목적으로 변화되고 있다. 각 지자체에서 그 지역에 적합한 농산물 재배를 위한 재배단지 확산방안 연구가 진행중에 있으며, 과거 토양속성인자를 가지고 재배적지 선정을 해왔으나, 본 연구에서는 GIS와 RS을 중첩하여 적지선정에 관한 최적의 시스템을 구현하였다. 이런 적지 선정을 통하여 유기농업의 실현을 도모하여 소비자의 욕구에 맞는 작물 생산 및 농촌관광단지 조성을 통해 부가가치증대 및 소득증대를 꾀함으로 농촌문제 해결에 도움이 될 것으로 기대된다. 본 연구를 통해 GIS 와 RS의 기술이 농촌분야에 더 효율적으로 적용될 것으로 기대되며, 농업기술센터를 통한 정보제공을 함으로써 대농민 서비스 및 농업기관의 위상이 제고 될 것으로 기대된다.

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우주활동에 있어서 분쟁의 해결과 예방 (The Settlement of Conflict in International Space Activities)

  • 이영진
    • 항공우주정책ㆍ법학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.159-203
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    • 2010
  • 우주법상의 분쟁은 전문적, 기술적 성격을 띠고 있을 뿐만 아니라, 우주개발 기술이 발전된 선진국과 개발도상국가와의 이해관계의 차이가 매우 크다는 점에서 독특한 측면이 있다. 현재의 우주관련 협정들의 분쟁해결조항들을 분석해 보면 국가가 그들의 주권과 충돌하는 문제에 대해서 아직도 불신과 의구심을 드러내고 있다는 사실을 쉽게 간파할 수 있다. 그들은 사법적 판결이나 구속력 있는 중재에 분쟁해결을 의뢰하는 것을 꺼린다. 이러한 규정들은 정치적, 경제적, 사회적 이익과 인구통계학적 특성이 상이한 국가사이의 협상일 때 특히 그러하다. 그렇지만 국가들이 국가주권의 장벽을 걷어낼 필요성이 점점 커지고 있는 오늘날의 정치적, 경제적 그리고 기술적 압력들을 인식하게 되면서 이러한 태도는 서서히 그러나 명백히 변화하고 있다. 우주의 탐사 및 개발과 관련하여 증가하는 분쟁의 해결을 위한 효과적인 제도적 장치를 구축하는 작업은 국제기구나 개별국가뿐만 아니라 각국의 국제법 학자와 국제단체들에게 주어진 범세계적 연구과제라 할 것이다. 전술한 바 있는 1972년의 책임협약도 분쟁해결에 있어서 비교적 정교한 규정내용을 가진 우주관련 조약이긴 하지만 구속력 있는 결정을 확보하는 데는 실패했다. 이 조약의 채택이래로 강제적 관할권과 판정의 이행을 지지하는 압력단체가 출현하기도 했으며 특히 우주분쟁해결을 위한 분야별 국제적 메카니즘이 시급히 마련되어야 한다는 인식이 확산되었다. 이 점에서 1998년의 Taipei에서 채택된 분쟁해결을 위한 ILA의 협약 초안은 독립적인 분야별 우주분쟁해결 제도의 창설 여부에 대한 심도 있는 논의를 위해 의미가 큰 유용한 틀을 제공 하고 있다고 본다. 동 협약초안에 따르면 분쟁당사국 특히 우주선진국들이 구속적인 분쟁해결 절차를 꺼려한다는 사실을 고려하여 우주활동에 관한 분쟁을 선택적으로 해결하도록 할 수 있는 가능한 다양한 방법을 제시하고 있다는 점이 눈에 띈다. 즉, 당사자들은 이 협약을 서면, 비준, 가입할 때 동 협약의 해석이나 적용에 관한 분쟁을 해결하기 위하여 국제우주법재판소, 국제사법재판소 그리고 중재재판소 등 3가지 강제적 절차 중에서 하나 이상을 선택선언 할 수 있도록 하고 있는바 이것은 장차 우주활동에 따른 분쟁해결에 있어 커다란 시사점을 던져주는 것이기도 하다. 이제 국제우주법은 우주활동의 문제점과 복잡성을 조정할 수 있는 특성화된 분쟁해결체제의 요구로 국제우주법의 역사에 있어서 새로운 국면에 처해 있다. 아직은 우주선진국을 중심으로 구속적인 분쟁해결기구 창설에 반대하는 경향이 존재하는 것이 사실이지만 최근에 각 분야별로 국제법의 일반적인 준칙의 발전이 이루어져 가고 있고 해양법이나 형사법의 영역에서도 볼 수 있듯이 우주법 분야에 있어서도 점증하는 법적 분쟁의 해결을 위해 해양이용분야에 있어서의 해양법재판소 등을 참고하여 그에 준하는 효율적 분쟁해결기구의 탄생을 전향적으로 검토해야할 계제가 되었다는 점을 강조하고자 한다.

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자가 및 동종 골-슬개건-골을 이용한 전방 십자 인대 재건술 -중기 추시 결과의 비교- (Autograft Versus Allograft Bone-Patellar Tendon-Bone in Anterior Cruciate Ligament Reconstruction - A Comparison Of Mid-Term Follow-Up Results -)

  • 조성도;조수현;우종근;유창현;박문수;류석우
    • 대한관절경학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.14-18
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    • 2004
  • 목적: 자가 및 신선 동결 동종 골-슬개건-골을 이용하여 관절경적 전방 십자 인대 재건술을 시행한 후 추시 결과를 비교하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 3년 이상 추시 관찰하였던 자가 골-슬개건-골 시행군 59례와 신선 동결 동종 골-슬개건-골 시행군 42례를 후향적으로 비교 분석하였고 결과의 평가는 주관적으로 Lysholm 점수, 2000 IKDC 슬관절 점수 및 Shelbourne의 100점 슬개골 동통 점수를 이용하고 객관적으로 Lachman검사, pivot shift검사, KT-1000을 이용한 최대 전방 전위차 및 2000 IKDC 슬관절 검사를 이용하였다. 결과: 최종 추시점에서 자가 골-슬개건-골과 신선 동결 동종 골-슬개건-골 시행군의 비교로 Lysholm점수는 양호 이상이 각각 54례 (91%), 36례 (85.7%) (P<0.05), 2000 IKDC주관적 슬관절 점수가 70점 이상이 각각 52례(88.1%), 36례 (85.7%)(P<0.05), 슬개 대퇴 관절의 동통이 Shelbourne의 100점 동통 점수 기준으로 80점 미만이 각각 5례 (8.5%) 2례 (4.8%)이었으나 통계적인 유의성은 없었다(P < 0.05). Lachman검사는 1+이하의 전방 전위를 보인 경우가 각각 56례 (94.9%), 39례 (92.9%), pivot shift 검사는 음성의 경우가 각각 54례(91.5%), 36례 (85.7%), KT-1000검사상 최대 전방 전위차가 5 mm이하의 경우가 각각 55례 (93.2%). 39례(92.9%)로 모두 통계적인 차이는 없었다(P<0.05). 2000 IKDC 슬관절 검사상 유사 정상 이상은 각각 54례 (91.5%), 38례 (90.4%)이었다(P<0.05).결론· 전방 십자 인대 재건술의 중기 추시 결과 자가 골-슬개건-골과 함께 동종 골-슬개건-골도 이식물의 선택에서 적절한 것으로 생각되었다. 측 부분층 파열의 한 원인으로 생각할 수 있겠다.가 필요하리라 생각된다.\pm}$1.5 mm였고, 5.5${\pm}$1.7 mm, 1.9${\pm}$0.9 mm, 5.1${\pm}$1 9 mm, 5.7${\pm}$1.6 mm였으며, 검사자1의 전방 전위 좌우 차는 근육 이완 상태에서 0.9${\pm}$1.0 mm였다. 전방 십자 인대 손상으로 수술을 받은 환자의 전방 전위는 평균 11${\pm}$2.93 mm쳐고, 건측과의 차이는 평균 6.5${\pm}$2.31 mm였다 좌우 슬관절의 비교에서 검사자 1과 2는 30${\pm}$굴곡, 근육 이완시 통계학적으로 좌우차는 있었으나 각각 25례(83%), 21례(70%)에서 좌우 차이가 2mm미만이었고 3 mm이상은 모두 1예에 불과하였으며 근육 이완시 정상인과 전방 십자 인대 파열 환자의 전방 전위 좌우차는 통계학적으로 의미 있는 차이를 보였다. (<0.05) 결론: KT-2000 Knee Ligament Arthrometed의 결과에 영향을 주는 인자는 슬관절 주변 근육의 이완, 슬관절의 굴곡 각도, 경골의 회전. 전위력의 강도, 적용시점, 그리고 키, 체중등의 신체적 요인 등이 있으나 능숙한 기계사용과 정확한 슬관절 위치에서 검사할 때 전방 십자 인대 파열에 대한 진단에 유용한 기구이다.태라고 하였다. 본 연구에서는 이러한 근거를 바탕으로 개방형 문제의 유형을 다양한 답이 존재하는 문제, 다양한 해결 전략이 가능한 문제, 답이 없는 문제, 문제 만들기, 일반화가 가능한 문제 등으로 보고, 수학적 창의성 중 특히 확산적 사고에 초점을 맞추어 개방형 문제가 확산적 사고의 요소인 유창성, 독창성, 유연성 등에 각각 어떤 영향을 미치는지 20주의 프로그램을

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북한의 군사도발에 대응한 군사력 사용과 자위권 행사 (Exercising the Rights of Self-Defense and Using Force in Response to North Korean Provocations)

  • 배형수
    • Strategy21
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    • 통권40호
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    • pp.216-234
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    • 2016
  • 본 논문은 자위권 사용과 군사력 사용 간의 관계를 분석하고 이를 한반도 서해에서의 한국과 북한 간 해상긴장 상황에 적용시킨 이슈를 다룬다. 국가가 행사하는 자위권(self-defense: 自衛權)은 기본적으로 전쟁 방지를 위한 기본적 원칙이다. 그러나 이는 군사력 사용(Use of Forces: 軍事力 使用) 또는 무력행사(武力行事)이라는 측면에서 칼의 양날과 같은 결과를 낳는다. 즉 자위권 행사로 전쟁의 확산을 방지하는 반면에 자위권 행사로 상대방에 대한 적성(敵性)을 인정해 주는 경우이다. 반면 북한의 군사도발은 전방향적이며, 1953년 한반도 정전협정 위반이다. 1953년 정전협정 체결 이후 양국은 서해 북방한계선(NLL)에서의 군사적 충돌을 거쳤으며, 이는 과연 한국이 자위권 차원에서의 방어태세와 군사력 사용 측면에서의 대응태세 간에 괴리가 존재하고 있다는 것으로 나타나고 있다. 당연히 피해를 받는 곳은 한국이며, 이는 서해 북방한계선에서의 남북한 해군 간 대결국면에서 나타나고 있다. 이에 본 논문은 자위권을 국가 차원 행사하는 수준과 작전에 투입된 현장 작전 지휘관 차원에서 행사하는 수준으로 구분하여 다룬다. 서해 북방한계선 부근 수역에서의 북한의 해상 군사도발에 대해 현장 작전 지휘관이 행사하는 자위권은 대한민국 정부 차원에서의 자위권 행사와는 다르면, 이 문제를 국제법을 중심으로 분석하기에는 너무나 많은 제한점이 있다. 현행 국제법상 국가 자위권 문제는 군사력을 동반하는 문제로서 그 행사요건이 매우 애매모호하고 까다롭다. 그러나 현장 작전지휘관의 자위권 행사는 단호해야 하며, 이는 군사력 운용으로 나타나야 한다. 실제 서해에서의 남북한 대결국면에서의 대한민국 해군의 자위권 행사는 정전협정에 의거 제한되고 있으며, 이는 2010년 북한의 천안함 침몰과 연평도 폭격도발 시 대한 민국 해군과 해병대의 대응에서 증명되었다. 현재 대한민국 국방부는 현장 작전 지휘관에서 소위 '선제적 자위권 행사' 부여 필요성에 대한 논의를 진행 중으로 알려져 있다. 이에 따라 선제적 자위권 행사를 위한 조치들을 제도화하는 움직임을 보이고 있다. 예를 들면 2013년 발표된 대한민국 합참과 유엔사령부/한미 연합사령부/주한미군사령부 북한 군사 도발에 대한 대응계획(ROK JCS and UNC/CFC/USFK Counter-Provocation Plan)이 이를 간접적으로 증명하고 있다. 선제적 자위권은 행사에 있어 몇 가지 원칙을 요구하고 있으며, 이에 대한 합법성 문제는 아직 해결되고 있지 않다. 따라서 이 문제와 북한 군사도발 시에 대한 대한민국의 선제적 자위권 행사 간 연관성 문제를 어떻게 해석할 수 있는가에 대한 연구가 필요한 실정이다. 평시 군사력 사용에 따른 무력행사의 적법성은 그 인정이 대단히 어려운 것이 현실이며, 이에 따라 북한의 군사도발에 대한 가장 효율적 방안이 선제적 자위권이라면, 이에 대한 법적 대응이 무엇인가에 대한 제도적 근거를 필요로 할 것이다.

대학 산림교육의 웹기반 프로젝트 학습법(e-PBL) 적용 사례와 학습성과 (An Application and Educational Outcomes of e-PBL (e-Project-based Learning) to University Forest Education)

  • 이송희;이재은;강호덕;윤태경
    • 한국산림과학회지
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    • 제110권2호
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    • pp.266-279
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    • 2021
  • 본 연구는 대학 산림교육 발전을 목적으로 S 대학교 산림과학과 4학년 "도시림관리학 및 실습" 전공과목에 e-PBL (e-Project-based learning) 학습법을 적용한 사례를 소개한다. 특히 2020년 코로나-19 확산으로 비대면 학사 운영 상황에서 학습자들은 온라인 매체를 주로 활용하여 학교숲을 대상으로 프로젝트를 수행하고 결과물을 발표하였다. 학습자 중심의 e-PBL 학습법은 학습자들이 프로젝트 주제를 직접 선정하고 수행함으로써 자기주도학습, 문제해결능력과 의사소통능력 및 책임감 등을 향상시킬 수 있다. 학습자들의 e-PBL 학습성과에 대해 5점 리커트 척도를 이용하여 조사한 결과, 학습자들은 e-PBL 학습법을 통해 동기부여 및 흥미를 유발할 수 있었으며(4.17점), 전공지식에 대한 이해도를 높일 수 있었다(4.17점). 또한, 학습자들은 의사소통능력(4.33점), 문제해결능력(4.25점), 의사결정능력(4.21점)을 향상시킬 수 있었다고 응답하는 등 전반적으로 e-PBL 학습법에 대해 만족하였다. 특히 학습자들은 팀원들과 밀접한 의사소통과 상호협력이 문제 및 전공지식에 대한 이해력 향상에 효과적이었다고 응답하였다. 향후 산림교육에 적합한 e-PBL 학습모델을 개발이 필요하며, 효율적 수업시간의 운영과 e-PBL 학습법 지침 및 제도적 지원이 마련됨으로써 보다 효율적이고 성공적인 산림교육의 발전을 기대한다.

MO-PACVD 및 복합 플라즈마 공정에 의한 내마모 내식성 코팅 (Wear and corrosion coatings by MO-PACVD and dual plasma processes)

  • 김선규
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 1999년도 추계학술발표회 초록집
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    • pp.3-4
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    • 1999
  • 최근 산업이 고속도화, 고능률화 및 고정멸화의 추세로 발전함에 따라 우수한 내마모성, 인성, 고온 안정성 및 내구성을 갖는 공구 및 금형을 요구하게 되었다. 그러나 이와같은 성질들은 어떤 단일 재료에서는 얻을 수 없으며 적당한 기판공구나 금혈위에 내마모성 보호피막을 coating함으로 비교적 저렴하게 얻을 수 있다. 화학증착법으로 TiC, TiN등을 증착시킬때에는 $1000^{\circ}C$정도의 반응온도가 필요하며 이러한 증착온도는 모재가 초경합금일때는 문제가 안되나 강재일 경우 모재의 연화와 칫수변화의 문제를 야기시킨다. 최근에는 플라즈마를 사용하여 증착반응온도를 $550^{\circ}C$ 이하로 낮추는 플라즈마 화학 증착볍(PACVD)이 대두되고 있다. 그러나 이 방법어서 는 뚱착하려는 금속원소가 TiCl4의 형태로 공급되고 있으므로 생성된 층이 염소를 포함하고 있다. 이 층에 잔존하는 염소는 층의 기계적 성질을 저하시키고 층내의 stress를 유발시킨다. 또한 HCI개스의 생성으로 인하여 펌프 및 장비의 부식이 촉진 된다 이러한 결점을 극복하기 위하여 금속유기화합물 전구체(metallo-organic precursor)로 $TiCl_4$를 대체하고자 하는 연구가 활발하게 진행되고 있으며 본 연구실에서 이에 대하여 연구한 결과를 소개하고자 한다. diethylamino titanium을 전구체로 사용하여 $H_2,\;N_2,\;Ar$분위기하에서 pulsed d.c.를 사용하는 MO-PACVD에 의하여 $150~250^{\circ}C$의 저온에서 Al 2024 기판에 TiCN층 형 성을 하였다. 전구체 증발온도는 $74~78^{\circ}C$의 온도범위어야 하며 고경도의 코탱층은 54% duty, 14.2kHz, 450V의 조건에서 얻어졌으며 duty, 주파수, 전압이 증가함에 따라 경도는 저하되었다. 이때의 표면 morphology를 SEM으로 조사한바 dome structure가 크게 발달되었음을 알 수 있었다. 본 실험의 온도 범위내에서 얻은 TiCN 증착반응의 활성화에너지는 7.5Kcal/mol이었다. 증착된 TiCN층은 우수한 내마모섣을 나타내었으며 스크래치테스트 결과 17N의 엄계하중을 나타내었다. 본 연구에서 변화 시킨 duty, 주파수, 전압의 범위에서는 층의 밀착력은 크게 변화하지 않았다. titanium isopropoxide를 전구체로 사용하여 Hz, Nz 분위기하에서 d.c.를 사용하는 MO-PACVD에 의하여 Ti(NCO) 코팅층을 SKDll, SKD61, SKH9 공구강에 형성시키는 공정을 개발하였다. 최적의 Ti(NCO) 코탱층을 얻기 위해 유입전구체 부피%의 양은 향착압력의 5%를 넘지 않아야 되고 수소와 젤소 가스비가 1:1일 때 가장 높은 코팅층의 경도값을 나타내었다. 수소와 질소 가스비가 3:7일 때 TiFeCr(NCO)의 복화합물 코팅층이 형성됨을 알 수 있었고 500t의 증착온도에서 얻은 Ti(NCO) 코팅층이 높은 경도값과 좋은 내식성을 나타내었다. 또한 이와같은 Ti(NCO) 코팅공정과 본 실험실에서 개발한 확산층만 형성시키는 plsma nitriding 공정을 결합하여 복합코탱층을 형성하였는데 이 복합코팅층은 고경도와 우수한 내마모성, 내식성 뿐만 아니라 10)N 이상의 뛰어난 밀착력을 나타내었다. 현재 많이 사용되고 있는 PVD법은 step coverage가 좋지 않은 점과 cost intensive p process라는 단점이 있다. MO-PACVD법은 이러한 문제를 해결할 수 있는 방법으로서 앞으로 지속적인 도전이 요구되는 분야이다.

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칼슘과의 반응에 의한 타이타늄 분말 표면의 산화층 제어 및 산소 저감 (Oxygen reduction and control of surface oxide on titanium by calcium reductant)

  • 임재원;임노운;홍천일;오정민
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.115-115
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    • 2017
  • 티타늄에 있어서 주요 침입형 원소인 산소는 결함을 일으키는 원인으로 산소함량을 줄이는 연구가 활발히 진행되고 있다. 최근 가장 많이 이용되는 탈산 방법은 칼슘 및 칼슘염화물의 높은 산소 친화력을 이용하는 것이다. 칼슘염화물 플럭스를 사용하여 칼슘을 용해하고, 티타늄과 반응한 탈산생성물인 칼슘산화물을 플럭스 내에 용해시키는 방법이다. 이러한 방법으로 티타늄 와이어 및 시트 내 산소를 저감한 연구가 보고되었다. 티타늄 탈산의 제일 큰 구동력은 티타늄 내 산소원자의 확산이다. 티타늄의 탈산온도가 1,155K 이상으로 증가하면 hcp에서 bcc 구조로 변태되는데 이러한 구조에서 산소의 확산은 더 활발해진다. 실제로 티타늄의 변태온도 이전에서는 확산속도가 낮아서 큰 변화가 없지만, 1,273K 고온의 bcc 구조에서는 확산속도가 빨라서 그 이전에 비해 100배 이상 빠르게 원자 이동이 일어나는 것으로 알려져 있다. 하지만 이러한 탈산 방법은 티타늄 원재료가 벌크 형태에서 주로 연구되었으며 티타늄 분말에 대한 탈산 연구는 보고된 바가 많지 않다. 이는 높은 탈산온도에서 칼슘의 용해로 인한 분말의 건전한 회수가 어렵기 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구진은 칼슘 증기를 이용한 비접촉식 탈산 용기를 제작하여 티타늄 분말을 변태온도 이상에서 탈산하여 1,000ppm 이하 저산소 티타늄 분말을 회수하였다. 칼슘을 이용한 티타늄 내 산소의 제거 메커니즘을 깁스자유에너지와 각각의 분압에 의해 설명하고 있다. 가장 일반적인 설명은 티타늄 내 산소가 탈산온도에 따라 확산하게 되며 이러한 산소는 티타늄의 표면에서 티타늄 산화층을 형성한다. 이때 탈산제인 칼슘의 높은 산소 친화력으로 티타늄 산화층은 분해되어 칼슘산화물을 형성한다. 이러한 과정으로 티타늄 내 산소가 제거되는 것으로 알려져 있다. 하지만 많은 탈산 연구에도 불구하고 대부분의 연구 보고에서는 탈산 전후의 산소 농도 변화만 측정하였으며, 실제적으로 티타늄 탈산 전후의 표면산화층의 변화, 티타늄 내부의 산소농도 변화 및 격자 변형에 대한 연구는 보고된 바 없다. 따라서 본 연구는 1,000 ppm 이하 저산소 티타늄 분말 제조에 있어서 탈산 전후 표면 산화층 및 내부 산소 농도 등을 분석하여 탈산 거동에 대해 관찰하였다. 본 연구에서 비접촉식 탈산용기를 이용하여 칼슘 증기에 의한 탈산에 의하여 1,000 ppm 이하 저산소 티타늄 분말 제조하였고, 탈산된 분말을 티타늄 원재료와 비교하여 표면 산화층, 격자 변형, 내부 산소 농도 등을 분석하여 탈산에 따른 산소 거동을 살펴보았다. 탈산된 티타늄 분말의 표면 산화층은 원재료 대비 73% 제거되어 약 3nm로 줄었음을 확인하였고, 또한 표면 산화층 감소뿐만 아니라 티타늄 분말 내부에서도 원재료보다 산소 농도가 감소하였음을 확인하였다.

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