• 제목/요약/키워드: 확산 현상

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무전해 Ni-P 도금층을 확산방지층으로 사용한 Bi-Te계 열전발전모듈의 제작

  • 장재원;손인준;배성화;박관호;조상흠
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.104.1-104.1
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    • 2018
  • 열전소자는 열전현상을 이용한 재료로서 여기서 열전현상이란 열을 전기로 또는 전기를 열로 바꿀 수 있는 에너지 변환 현상을 의미한다. 그 중 Bi-Te계 열전소자는 $200^{\circ}C$이하의 온도에서 열전 효율이 우수하기 때문에 항공, 컴퓨터 등의 열전발전 또는 열전냉각 모듈에 널리 사용된다. 열전 모듈 제작시 Bi-Te 소자는 구리 기판에 접합하여 사용하게 되는데 이 때 솔더의 성분인 Sn과 기판의 Cu는 소자내로 확산하여 금속간 화합물을 형성한다. 이렇게 형성된 금속간 화합물은 접합강도를 저하시키는 원인뿐만 아니라 열전 성능을 저하시키는 원인이 된다. 본 연구에서는 이러한 접합강도와 열전성능의 저하를 막기 위해 BiTe 소자의 표면에 $4{\mu}m$두께의 Ni-P 도금 공정을 추가하여 Ni-P 도금층이 Cu와 Sn의 확산을 막는 방지층 역할을 하게 한다. 그리고 도금한 소자를 $3mm{\times}3mm{\times}3mm$로 커팅하여 구리 기판에 접합하여 열전 모듈을 제작하였다. 제작된 열전모듈의 단면을 EPMA분석한 결과 Ni-P 도금층이 확산방지층으로 잘 작용되었음을 확인하였다. 또한 접합강도 측정결과 도금을 하지 않은 Bi-Te소자에 비해 접합강도가 향상되었음을 확인하였다. 따라서 Ni-P도금을 실시함으로서 금속간 화합물 형성을 억제하고 열전모듈의 성능과 접합강도를 향상시킬 수 있었다.

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Salt-water를 이용한 화재 모사 기초 연구 (Fundamental study on the simulation of fire using salt-water)

  • 김하영;이태재;이동호
    • 한국화재소방학회:학술대회논문집
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    • 한국화재소방학회 2010년도 춘계학술논문발표회 논문집
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    • pp.84-89
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    • 2010
  • 본 연구에서는 공기를 Fresh-water, 화재를 Salt-water로 치환하여 밀도차에 의한 Salt-water 확산의 화재 모사 적용성을 기초적으로 검증한다. 실험은 Zone model과 Field model의 화재해석 결과 나타난 천장부 확산, 와류 발생, 연기층 하락, 연기층과 공기층의 구분 등의 특징을 분석 기준으로 하며 Salt-water에 Tracer를 첨가하여 PIV(Particle Image Velocity) 분석법을 통해 확산현상에 대해 분석하였다. 결과로 Salt-water의 용해도가 높을수록 천장부 확산, 와류 발생, 연기층 하락, 연기층과 공기층의 구분에 있어 실제 화재와 유사한 것으로 판단되며 최소 15.0%이상의 용해도에서 이와 같은 현상이 뚜렷해지는 것으로 분석되었다. 본 연구를 통해 축소모형 화재 모사시 발열 상태가 아닌 다른 방법으로의 모사가 가능한 것이 증명하였다.

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고농도 용액에 침지시 감자 절편의 동력학적 탈수 모델링에 관한 연구

  • 최동원;신해헌
    • 한국식품영양학회:학술대회논문집
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    • 한국식품영양학회 2000년도 정기총회 및 동계학술심포지움
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    • pp.52.1-52
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    • 2000
  • 고분자 물질 용액에 감자 절편을 침지시의 탈수현상을 설명하기 위해 (1) 비정상 상태(unsteady state)에서의 확산 식을 초기시간에 대해 단순화시킨 모델, (2) 침지시간별로 수분확산계수와 평균확산계수를 비교하여 탈수현상을 설명하고자 한 모델, (3) 물질이동에 대한 Fick의 제2법칙을 무한평판의 조건에서 전체시간에 대해 전개한 모델 등 3가지 모델을 가정하여 검토한 결과 PEG용액에 감자절편을 침지했을 때 물질이동의 동력학적인 해석은 Fick의 제2법칙에 근거한 모델이 잘 적용되었으며 수분의 확산계수를 추정한 결과 8$\times$$10^{-7}$~4$\times$$10^{-6}$$cm^2$/s 범위였다.위였다.

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Sn-Al 열 확산 코팅에 따른 304 스테인리스강의 고착방지성능 연구 (The Study on Anti-galling Characteristics of 304 Stainless Steel by Sn-Al Thermal Diffusion Coating)

  • 황주나;강성훈;조성필;정희종;이방희;황준;이용규
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.86-86
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    • 2018
  • 볼트, 너트 등의 파스너는 건축 재료나 기계부품을 고정하는 데 사용하는 기계요소로, 건축, 철도, 조선 등 전 산업분야에 걸쳐 사용되고 있다. 그 중 스테인리스 소재의 볼트, 너트는 뛰어난 내식성과 저렴한 가격으로 널리 사용되고 있는데, 소재의 특성 및 작업현장의 상황, 온도의 변화 등의 원인에 의해 고착현상(galling)이 발생한다. 고착현상이란 성분 혹은 표면경도가 비슷한 금속의 나사산을 조이는 과정에서 발생하는 압력의 증가 및 마찰력에 의해 냉간 용접(cold welding)이 일어나는 것으로 나사산의 표면이 눌어붙게 된다. 이러한 고착현상은 스테인리스 소재에서 많이 발생하는데, 한번 발생한 후에는 비파괴 해소가 불가능한 상태가 되어 경제적 손실을 야기한다. 이러한 고착현상의 해소를 위해 본 연구에서는 주석과 알루미늄을 사용한 새로운 열 확산 코팅 기술을 개발하고 이를 304 스테인리스강에 적용하여 열처리 온도에 따른 특성변화를 확인하였다. 열 확산 코팅을 위해 팩 세멘테이션 방법을 이용하여 아르곤 분위기 하에서 열처리 하였고, 온도는 $200{\sim}250^{\circ}C$에서 코팅을 수행하였다. 이에 따른 코팅 전과 후의 표면 및 단면 분석을 통해 성공적으로 코팅층이 형성됨을 확인하였고, 온도가 증가함에 따라 코팅성분의 양이 증가하는 현상을 보임을 알 수 있었다. 또한, 고착방지성능을 확인하기 위하여 ASTM G196-08 시험을 통해 코팅조건에 따른 고착현상을 분석하였으며, 그 결과 기존에 코팅되지 않은 304 스테인리스강보다 고착현상이 개선됨을 확인하였다. 따라서 304 스테인리스강 소재의 볼트, 너트 제품에 주석-알루미늄 코팅층을 적용시키면 기존의 고착현상을 개선하고 서비스 품질을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

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인과네트워크 기반의 재난 확산 모형에 관한 연구 동향과 사례 연구: 대구 지하철 화재를 중심으로

  • 이재훈;김경덕;홍하나;조용래;조현보
    • 정보와 통신
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    • 제29권5호
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    • pp.42-49
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    • 2012
  • 인과네트워크는 변수 간의 인과관계를 통해 현상을 이해하고 설명하는 체계이다. 이 네트워크는 이학 및 공학, 의학, 사회과학 등 여러 학문 분야에서 원인 변수와 결과 변수 간의 관계를 나타내어, 발생 가능한 현상의 원인을 예측하고, 그 결과를 설명하는데 사용되고 있다. 이를 다이어그램 형태로 표현하면 변수 간의 인과관계를 쉽게 입증할수도 있다. 특정 재난은 다양한 변수가 인과관계로 서로 연관되어 있기 때문에 인과네트워크의 적용이 가능한 분야이다. 따라서 이 네트워크는 재난 변수 간의 인과관계를 규명하여 재난의 확산 반응을 분석하고, 대응 시스템을 설계하는데 도움을 줄 수 있다. 실제로 지진, 정전, 테러, 화재 등의 인과관계를 규명하기 위한 재난 확산 모형에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 2003년 대구에서 일어난 지하철 화재는 여러 변수가 복합적으로 작용하여 일어난 재난이다. 또한 재난에 대응하는 인간 행동 및 인지 요인이 중요한 변수로 작용하였다. 따라서 이를 반영한 재난 확산 모형을 적용하여 실제 재난 상황을 재구성해 보고자 한다. 본 논문에서는 인과네트워크의 정의와 인과네트워크를 표현하는 4개의 방법론을 선별하여 각각의 특성을 살펴본다. 또한 이를 재난 분야에 적용한 인과네트워크 기반의 재난 확산 모형에 대한 연구 동향을 살펴본다. 마지막으로 2003년 대구 지하철 화재를 사례로 하여 재난의 확산과 대응체계의 인과관계에 대해 연구하였다. 이 때 인간 행동과 인지 분석 결과를 토대로 심층적인 접근을 시도해 보았다. 이를 통해 재난의 인과관계와 근본적 대응방안의 가능성을 타진해 보았다.

선형이득과 경계 영역 보정 값을 이용한 개선된 오차확산 방법 (The Improved Error Diffusion Method Using Compensating Value Depending on Edge Information and Linear Gain)

  • 양운모;곽내정;윤태승;안재형
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제7권2호
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    • pp.164-172
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    • 2004
  • 그레이스케일 영상을 이진 영상으로 변환하는 방법을 해프토닝이라 한다. 이런 방법 중 오차확산방법은 그레이스케일 영상을 이진 영상으로 표현할 때 우수한 화질을 보이지만 웜 현상, 뭉쳐짐 현상 등의 단점이 있다. 이런 단점을 보완하는 방법 중 하나가 임계값 변조 방법이다. 본 논문에서는 영상의 국부적인 특성을 고려한 임계값 변조치를 적용한다. 먼저 원영상과 해프토닝 영상의 선형이득을 이용해 평탄영역에 대한 오차를 최소화하는 임계값 변조치를 구한다. 그리고 이 값들에 경계정보에 따른 보정 값을 주어 경계영역을 표현한다. 제안방법은 해프토닝시 발생하는 오차를 줄여 오차로 인해 발생하는 영상내의 뭉쳐짐 현상과 웜 현상 등을 최소화하여 기존의 방법에 비해 더 좋은 화질을 얻을 수 있다.

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석영광물의 용해 및 수산화 이온의 확산에 관한 균질화해석 (Homogenization Analysis of Problems related to Quartz Dissolution and Hydroxide Diffusion)

  • 최정해
    • 지질공학
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    • 제20권3호
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    • pp.271-279
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    • 2010
  • 광물의 용해현상과 밀접하게 관련된 암석의 시간의존성 변형과 파괴현상은 실내시험에서 비교적 용이하게 관찰된다. 본 연구에서는 고준위 방사성폐기물의 지하 처분장 건설시 완충제로 사용되어지는 벤토나이트에 많이 포함된 석영의 고 알칼리 환경 하에서의 용해 현상을 정량적으로 관찰하기 위해서 수산화 이온의 확산과 석영의 용해 문제를 균질화 해석법을 이용하여 평가하였다. 해석결과에 의하면 석영의 용해량은 주변 환경의 온도 및 층간수의 두께와 비례한다. 특히 고알칼리 환경 하에서는 층간수의 두께가 작아지면서 반응표면적이 커지게 되고 그 결과 용해 속도는 층간수의 두께가 작아질수록 커지는 결과를 나타내고 있다.

이동현상, 열역학, 미시적 이론 연구릉 통한 선택적 단결정 실리콘 성장공정의 전산모사 (A Systematic Approach for Selective Epitaxial Growth of Silicon using Transport Phenomena, Thermodynamics, and Microscopic Simulation)

  • 윤종호;박상규
    • 한국진공학회지
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    • 제3권4호
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    • pp.466-481
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    • 1994
  • 차세대 집적회로 제조공정에 있어 핵심기술인 선택적 단결정 실리콘 성장공정에 대한 이동현상, 열역학, 미시적 전산모사를 수행하여 다각적인 분석과 이해를 시도하였다. 첫째, 실리콘 단결정 성장 공 정에 가장 많이 사용되는 배럴 반응기를 대상으로 유한 요소법을 이용하여 이동현상적 이론연구를 수행 하였다. 반응기내의 기체속도 분포, SiH2Cl2 농도분포를 각각 구하였으며 압력, 기판온도, 총유량 HCl 유 량변화 등의주요공정변수가 증착율과 균일도 지수에 미치는 영햐을 고찰하였다. 이러한 연구를 통하여 저온, 저압, 총유량이 많고 첨가되는 HCl 유량이 작은 경우가 균일도 확보를 위하여 적합한 조업조건임 을 알수 있었다. 둘째 Si-H-Cl 계에 대한 열역학적 기체의 Cl/H비가 낮은 경우가 선택적 실리콘 증착 에 적합함을 알수 있었다. 셋째, Monte Carlo법을 이용한 선택적 실리콘 미세박막 성장패턴에 관한 이 론 연구를 수행하여 종횡비, 재방출, 표면확산에 따른 박막증착 패턴의 변화를 고찰하였으며 표면확산이 선택도 상실 현상의 중요한 원인이 될 수 있음을 발견하였다. 또한 최상의 선택도 확보를위해서는 낮은 부착계수와 낮은 표면확산계수를 유지해야 됨을 알수 있었다.

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다공성 미디아에 있어서 유효확산계수 (Effective Diffusion Coefficient in the Porous Media)

  • Jeehyeong Khim
    • 한국토양환경학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.83-90
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    • 1996
  • 토양내에서의 가스나 증기상의 오염물질의 이동은 여러 가지 현상에 의해서 일어나고 있으나 농도차에 의해서 일어나는 확산이 가장 중요하다. 그런데 토양내에서의 확산은 토양 입자들로 인한 확산 부피의 감소, 또 확산경로의 불규칙성, 확산 경로에 있어서 단면적의 변화 등으로 인해 대기중에서 일어나는 확산과는 다른 면을 보인다. 본 논문에서는 이러한 현상을 설명하기 위하여 흔히 사용되는 굴절계수(toruosity), 유효확산계수(effective diffusion coefficient)의 서로 다른 그러나 같은 이름으로 사용되는 많은 정의들과 다양한 수학적 모델들에 대한 비교 검토가 이루어졌다. 굴절계수나 유효확산계수를 사용할 때는 각각의 경우 정의와 각 식의 특징에 대하여 세밀한 검토와 주의가 행하여져야 한다.

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확산강조영상과 현상확산계수(ADC) 영상을 통한 고환 표피 낭종의 진단: 증례 보고 (Testicular Epidermoid Cyst on Diffusion-Weighted MR Imaging and ADC Map : A Case Report)

  • 김미선;김경아;장선희
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제15권2호
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    • pp.154-159
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    • 2011
  • 고환 표피 낭종은 드문 양성 종양으로, 모든 고환 종양의 1-2%를 차지한다. 양성 질환으로 고환의 보존이 가능하므로 수술 전에 정확한 진단이 가능하다면 불필요한 고환 절제술을 피할 수 있다. 저자는 오른쪽 음낭의 무통성 종괴로 내원한 18세 남자의 고환 표피 낭종 한 례를 경험하여 보고하고자 한다. 종괴는 초음파상 양파환 징후를 보였고 컴퓨터 단층 촬영에서는 종괴 내부에 곡선의 석회화가 관찰되었다. 자기공명영상 T2 강조영상에서 종괴는 내부에 교차하는 저 신호의 환을 동반하는 고신호 강도로 보였다. 확산강조 영상에서 이 종괴는 고신호 강도를 보이고 현상확산계수(ADC) 영상에서는 낮은 값을 보였으며 이와 같은 소견은 두개내 표피 낭종에서 보고된 바와 동일한 것이다. 기존의 자기공명영상에 확산강조 영상과 현상확산계수 영상을 추가로 시행한다면 고환 표피 낭종의 진단에 도움이 될 것으로 기대된다.