• 대한금속재료학회지
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• 제50권8호
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• pp.605-611
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• 2012

ZnO nanostructures were grown on R-plane sapphire substrates with seed layers annealed at different temperatures ranging from 600 to $800^{\circ}C$. The properties of the ZnO nanostructures were investigated by scanning electron microscopy, high-resolution X-ray diffraction, UV-visible spectrophotometer, and photoluminescence. For the as-prepared seed layers, ZnO nanorods and ZnO nanosheets were observed. However, only ZnO nanorods were grown when the annealing temperature was above $700^{\circ}C$. The crystal qualities of the ZnO nanostructures were enhanced when the seed layers were annealed at $700^{\circ}C$. In addition, the full width at half maximum (FWHM) of near-band-edge emission (NBE) peak was decreased from 139 to 129 meV by increasing the annealing temperature to $700^{\circ}C$. However, the FWHM was slightly increased again by a further increase in the annealing temperature. Optical transmittance in the UV region was almost zero, while that in the visible region was gradually increased as the annealing temperature increased to $700^{\circ}C$. The optical band gap of the ZnO nanostructures was increased as the annealing temperature increased to $700^{\circ}C$. It is found that the optical properties as well as the structural properties of the rod-shaped ZnO nanostructures grown on R-plane sapphire substrates by hydrothermal method are improved when the seed layers are annealed at $700^{\circ}C$.

• Advances in concrete construction
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• 제17권2호
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• pp.111-126
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• 2024

During the clinkering stages of cement production, the chemical composition of fine raw materials such as limestone and clay, which include iron oxide (Fe₂O₃), silicon dioxide (SiO₂) and aluminum oxide (Al₂O₃), significantly influences the quality of the final product. Specifically, the chemical interaction of Fe₂O₃ with CaO, SiO₂ and Al₂O₃ during clinkerisation plays a key role in determining the chemical reactivity and overall quality of the final cement, shaping the properties of the concrete produced. As an extension, this study aims to investigate the physical effects of incorporating nanosized Fe₂O₃ particles as fillers in concrete matrices, and their impact on concrete structures, namely slabs. To accurately model the reinforced concrete (RC) slabs, a refined trigonometric shear deformation theory (RTSDT) is used. Additionally, the stochastic Eshelby's homogenization approach is employed to determine the thermoelastic properties of nano-Fe₂O₃ infused concrete slabs. To ensure comprehensive coverage in the study, the RC slabs undergo various mechanical loads and are exposed to temperature fields to assess their thermo-mechanical performance. Furthermore, the slabs are assumed to rest on a three-parameter viscoelastic foundation, comprising the Winkler elastic springs, Pasternak shear layer and a damping parameter. The equilibrium governing equations of the system are derived using the principle of virtual work and subsequently solved using Navier's technique. The findings indicate that while ferric oxide nanoparticles enhance the mechanical properties of concrete against mechanical loading, they have less favorable effects on its performance against thermal exposure. However, the viscoelastic foundation contributes to mitigating these effects, improving the concrete's overall performance in both scenarios. These results highlight the trade-offs between mechanical and thermal performance when using Fe₂O₃ nanoparticles in concrete and underscore the importance of optimizing nanoparticle content and loading conditions to improve the structural performance of concrete structures.

• 한국세라믹학회지
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• 제53권2호
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• pp.200-205
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• 2016

With high specific surface area and pore structural diversity, MOFs show important applications in gas storage, catalysis, sensing, separation, and biomedicine. However, the stability of the structure of MOFs has restricted their application and development. In this study, zirconium metal organic frameworks with 9,10-dicarboxylic acid anthracene as ligand, named UIO-66 ($H_2DCA$), were synthesized and their properties and structures were characterized by XRD, SEM, and $N_2$ adsorption. We focus on the stability of the structure of UIO-66 ($H_2DCA$) under different conditions (acid, alkali, and water). The structural changes or ruins of UIO-66 ($H_2DCA$) were traced by means of XRD, TG, and FT-IR under different conditions. The results show that the UIO-66 ($H_2DCA$) materials are stable at 583 K, and that this structural stability is greatly influenced by different types of acid and alkali compounds. Importantly, we found that the structures maintain their stability in environments of nitric acid, triethylamine, and boiling water.

• 한국농공학회논문집
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• 제54권5호
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• pp.25-34
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• 2012

It has been well known that concrete structures exposed to acid and sulfate environments such as sewer etc. show significant decrease in their durability due to chemical attack. Such deleterious acid and sulfate attacks lead to expansion and cracking in concrete, and thus, eventually result in damage to cement mortar by forming expansive hydration products due to the reaction between cement hydration products and acid and sulfate ions. In this study, the effect of fly ash and blast furnace slag on the bond performances of structural synthetic fiber in latex modified cement mortar under sulfate environments. Fly ash and blast furnace slag contents ranging from 0 % to 20 % are used in the mix proportions. The latex modified cement mortar specimens were immersed in fresh water, 8 % sodium sulfate ($Na_2SO_4$) solutions for 28 and 50 days, respectively. Pullout tests are conducted to measure the bond performance of structural synthetic fiber from latex modified cement mortar after sulfate environments exposure. Test results are found that the incorporation of fly ash and blast furnace slag can effectively enhance the PVA fiber-latex modified cement mortar interfacial bond properties (bond behavior, bond strength and interface toughness) after sulfate environments exposure. The microstructural observation confirms the findings on the interface bond mechanism drawn from the fiber pullout test results under sulfate environments.

• 한국진공학회지
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• 제17권1호
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• pp.34-39
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• 2008

저온에서 성장된 AlN (LT-AlN)층이 삽입된 $Al_xGa_{1-x}N/LT$-AlN/GaN 이종접합 구조를 금속유기 화학기상 증착법 (metal-organic chemical vapor deposition)을 사용하여 사파이어 기판 위에 제작하였다. Rutherford backscattering spectroscopy 실험을 통하여 $Al_xGa_{1-x}N$층의 Al의 조성비 x가 55% 임을 확인하였고, X-선 역격자 공간 mapping을 통하여 층간 변형력을 조사하였다. LT-AlN층의 삽입 여하에 따른 $Al_{0.55}Ga_{0.45}N$ 층의 깨짐 현상을 광학현미경과 주사전자현미경을 통하여 조사하였는데, LT-AlN 층이 삽입된 시료의 경우에 깨짐 현상이 현저히 줄어든 $Al_{0.55}Ga_{0.45}N$ 층을 얻을 수 있었다. 뿐만 아니라 LT-AlN 층이 삽입된 $Al_{0.55}Ga_{0.45}N$/LT-AlN/GaN 이종접합 구조에 대하여 이차원 전자가스 (two-dimensional electron gas, 2DEG) 관련된 photoluminescence (PL) 신호를 관찰하였다. 이 시료에 대하여 온도 변화에 따른 PL 실험을 수행하여 100 K 근방까지 2DEG 관련된 PL 신호를 관찰하였다. 여기광 세기에 따른 PL 실험을 통하여 ~3.411 eV에서 나타난 2DEG PL 신호와 함께 ${\sim}3.437eV$에서도 PL 신호가 관측되었는데, 이는 AlGaN/LT-AlN/GaN 계면에 형성된 2DEG 버금띠와 Fermi 에너지 준위에서의 재결합 특성으로 각각 해석되었다.

• 한국진공학회지
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• 제15권3호
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• pp.294-300
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• 2006

금속유기화학증착기 (metal-organic chemical vapor deposition)를 이용하여 분포귀환형 (distributed feed back) InP/InGaAs/InP 회절격자 구조를 제작하고 원자력간현미경 (atomic force microscopy)과 주사전자현미경 (scanning electron microscopy) 실험을 통해 표면 및 단면을 분석하였다. 그 위에 분자선증착기(molecular beam epitaxy)법을 이용하여 자발형성 (self-assembled) InAs/InAlGaAs 양자점 (quantum dot)을 성장하고, 광학적 특성을 온도변화 광여기 발광 (photoluminescence)으로 회절격자 구조 없이 성장한 양자점 시료와 비교 분석하였다. 회절격자의 간격 대비 폭의 비가 약 30%인 InP/InGaAs/InP 회절격자가 제작되었으며, 그 위에 성장된 양자점의 경우 상온 파장이 1605 nm에서 PL이 관찰되었다. 이는 회절격자 없이 같은 조건에서 성장된 시료의 상온 파장인 1587 nm 보다 장파장에서 발광하였으며, 회절격자의 영향으로 양자점 크기가 변하였음을 조사하였다.

• Composites Research
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• 제35권2호
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• pp.115-119
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• 2022

탄소섬유의 성능은 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP)과 같은 고품질 고분자 복합재료에 매우 중요하다. 이를 위해 탄소섬유 물성에 큰 영향을 주는 전구체 섬유의 기계적, 물리적, 구조적 특성을 개선할 수 있는 최적화된 방사공정과 이를 위한 적합한 전구체 공중합 고분자를 사용하는 것은 필수적이다. 본 연구에서는 메타크릴산(MAA)의 함량과 주입시간, 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오니트릴) (AIBN)의 농도를 합성공정 변수로 설정하였으며, 용액 중합법(solution polymerization)에 의해 Poly(AN-co-MAA)가 합성되었다. 305,138 g/mol의 분자량과 4.2%의 MAA 비율을 가지는 Poly(AN-co-MAA)를 N,N-디메틸포름아미드(DMF)에 16.0 wt% 농도로 용해시킨 후 기격습식방사법(dry-jet-wet spinning)으로 전구체 섬유를 제조하였다. 섬유의 인장강도는 ~1.06 GPa, 인장탄성률은 ~22.01 GPa였으며, 섬유에서의 공극 및 구조적 결함은 관찰되지 않았다.

• Elastomers and Composites
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• 제46권4호
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• pp.284-289
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• 2011

본 연구에서는 마이크로프리즘 방식으로 재귀반사지를 제조하여 기존의 재귀반사 제조방법인 유리구슬을 사용한 캡슐렌즈형 재귀반사지와 특성을 비교하였다. 마이크로프리즘 방식을 이용하여 제조된 재귀반사는 프리즘이 정확하게 배열되어 있으며 깨끗하게 적층되어 있었다. 그러나 유리구슬을 사용한 캡슐렌즈형 재귀반사지는 큰 균열이나 부서짐 없이 뚜렷한 각층을 가지고 있으나 융착 단계에서 약간의 유리구슬이 이탈하는 현상이 발생하였고, 표면이 균일하지 못하였으며 PET층과의 틈이 발생하는 것을 알 수 있었다. 알루미늄 증착 공정, 코팅 공정 및 대량의 유리구슬을 사용하여 제조되는 유리구슬 재귀반사지는 생산단가와 다양한 설비를 요구하는 반면, 마이크로프리즘 재귀반사지는 제조하는 방법은 비슷하나 단순한 공정으로 구성되어 생산 시간 및 단가를 줄일 뿐만 아니라 유리구슬을 사용한 재귀반사지에 비해 뛰어난 휘도와 측면 휘도를 가지고 있어서 보다 선명한 도로표지용 재귀반사지를 제조할 수 있는 특성이 있다.

• 전기화학회지
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• 제21권2호
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• pp.39-46
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• 2018

많은 실험실 기반의 리튬이차전지 실험결과는 코인셀로부터 얻어진다. 이는 조립의 용이성, 저렴한 가격, 실험 결과의 우수한 재연성 등에 기인한다. 코인셀은 케이스(case), 가스켓(gasket), 스페이서(spacer disk), 스프링(wave spring)로 구성되어 있으며, 이러한 구조적인 특성으로 인하여 코인셀은 상용화된 파우치, 각형 및 원통형 전지에 비하여 전극 무게 대비 많은 양의 전해질을 포함하게 된다. 하지만 과량의 전해액이 셀의 성능에 미치는 영향에 대한 연구는 현재까지 이루어지지 않은 상황이다. 본 연구에서는 액체 전해액의 양을 다르게 제어하여 코인셀에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 전해액의 양은 전극 용량 대비 30, $100mg\;mAh^{-1}$(전해액의 양/전극용량)로 제어하였으며, 조립된 셀의 전해액 함량에 따른 전기화학적 특성을 확인하기 위해 초기 충 방전 곡선과 상온 ($25^{\circ}C$), 고온 ($60^{\circ}C$) 및 고전압(4.5 V)에서의 수명특성평가를 진행하였다. $30mg\;mAh^{-1}$의 전해액을 포함하는 단위 전지의 경우, 고온 및 고전압 조건에서 $100mg\;mAh^{-1}$의 경우에 비해 매우 우수한 방전 용량 유지 특성을 나타내었다. 전자는 후자보다 더 큰 내부저항 증가를 보였으며, 이를 통해 전해액의 양이 전지의 방전 용량 유지 특성에 매우 큰 영향을 미치고 있음을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제32권5호
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• pp.524-531
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• 2021

UiO-66은 높은 흡착능력과 구조적 및 열적 안정성 등으로 여러 현장에 적용 가능한 금속유기골격체(MOF)이다. UiO-66은 제조과정에서 조절인자로 사용되는 산의 종류와 양에 따라 구조적 특성이 변형되고, 화학작용제 흡착 능력을 높일 수 있다고 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 다양한 산을 조절인자로 첨가하여 UiO-66을 합성하고, 그 특성을 FT-IR, XRD, 적정장치, 그리고 유사화학작용제 diisopropyl methylphosphonate (DIMP)를 활용한 흡착실험을 통해 분석하였다. 연구 결과 UiO-66의 제조과정에서 염산을 첨가할 시 UiO-66의 Zr-OH 결합과 UiO-66의 유기연결체인 테레프 탈산 구조에 일부 손상이 있었다. 특히 이러한 구조 손상은 염산의 농도가 일정 수준 이상으로 높을 때, 그리고 합성 시간이 일정 시간 이상으로 길어질 때 발생하였다. 하지만 아세트산과 포름산을 조절인자로 활용하여 제조한 UiO-66은 구조적 손상이 발견되지 않았으며, 염산을 활용하여 제조한 UiO-66에 비하여 결정도, 비표면적, 공극의 부피, 그리고 DIMP 흡착 능력이 모두 높게 나타나 향후 화학작용제 흡착제로서 활용 가능성이 높을 것으로 판단되었다.