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선박용 복합재 에어 스포일러의 체결부 설계 및 강도 평가 (Joint Design and Strength Evaluation of Composite Air Spoiler for Ship)

  • 피준우;전상배;이근호;조영대;최진호;권진회
    • Composites Research
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    • 제28권4호
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    • pp.219-225
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    • 2015
  • 선박 분야에서 이산화탄소($CO_2$) 배출을 줄이고 연료 효율을 높이기 위한 방법의 하나로 항해하는 선박의 공기 저항을 줄이기 위한 에어 스포일러를 장착하는 방안이 검토될 수 있다. 본 연구에서는 대형 선박에 적용될 수 있는 복합재 에어 스포일러의 체결부를 설계하고, 이에 대한 정적, 피로강도를 평가하였다. 하중은 선박의 운항 중 발생하는 청파(Green Water Pressure) 0.1 MPa이 에어 스포일러에 수직하게 가해지는 것으로 가정하였다. 에어 스포일러는 유리섬유 면재에 발사 코어를 갖는 샌드위치 형태로 제작하였고, 여러 개의 샌드위치 패널이 셀(Cell) 형태로 강(Steel) 프레임에 볼트로 체결되는 것으로 가정하였다. 에어 스포일러와 프레임의 체결부는 베어링 파손을 가지도록 설계하고, 정적(베어링) 시험과 피로(4점 굽힘) 시험을 수행하였다. 시험 결과 개발된 에어 스포일러는 정해진 외부하중을 견딜 수 있는 충분한 안전여유를 갖는 것을 확인하였다. 개발된 에어 스포일러는 조만간 대형 상업용 선박에 적용될 예정이다.

태양 전지용 $CuInSe_2$ 단결정 박막 성장과 태양 전지로의 응용 (Growth of $CuInSe_2$ single crystal thin film for solar cell development and its solar cell application)

  • 이상열;홍광준
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제25권4호
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    • pp.1-11
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    • 2005
  • The stoichiometric mixture of evaporating materials for the $CuInSe_2$ single crystal thin film was prepared from horizontal furnace. Using extrapolation method of X-ray diffraction patterns for the polycrystal $CuInSe_2$, it was found tetragonal structure whose lattice constant $a_0$ and $c_0$ were $5.783\;{\AA}$ and $11.621\;{\AA}$, respectively. To obtain the $CuInSe_2$ single crystal thin film, $CuInSe_2$ mixed crystal was deposited on throughly etched GaAs(100) by the HWE(Hot Wall Epitaxy) system. The source and substrate temperature were $620^{\circ}C$ and $410^{\circ}C$ respectively. The crystalline structure of $CuInSe_2$ single crystal thin film was investigated by the double crystal X-ray diffraction(DCXD). Hall effect on this sample was measured by the method of Van der Pauw and studied on carrier density and mobility depending on temperature. From Hall data, the mobility was likely to be decreased by impurity scattering in the temperature range 30 K to 100 K and by lattice scattering in the temperature range 100 K to 293 K. The temperature dependence of the energy band gap of the $CuInSe_2$ obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_g(T)=1.1851\;eV-(8.99{\times}10^{-4}\;eV/K)T^2/(T+153\;K)$. The open-circuit voltage, short current density, fill factor, and conversion efficiency of $n-CdS/p-CuGaSe_2$ heterojunction solar cells under $80\;mW/cm^2$ illumination were found to be 0.51V, $29.3\;mA/cm^2$, 0.76 and 14.3 %, respectively.

태양 전지용 CaAl2Se4: Co 단결정 박막 성장과 태양 전지로의 응용 (Growth of CaAl2Se4: Co Single Crystal Thin Film for Solar Cell Development and Its Solar Cell Application)

  • 방진주;홍광준
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제38권1호
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    • pp.25-36
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    • 2018
  • The stoichiometric mixture of evaporating materials for the $CaAl_2Se_4$: Co single crystal thin film was prepared from horizontal furnace. Using extrapolation method of X-ray diffraction patterns for the polycrystal $CaAl_2Se_4$, it was found orthorhomic structure whose lattice constant $a_0$, $b_0$ and $c_0$ were 6.4818, $11.1310{\AA}$ and $11.2443{\AA}$, respectively. To obtain the $CaAl_2Se_4$: Co single crystal thin film, $CaAl_2Se_4$: Co mixed crystal was deposited on throughly etched Si (100) by the HWE (Hot Wall Epitaxy) system. The source and substrate temperature were $600^{\circ}C$ and $440^{\circ}C$ respectively. The crystalline structure of $CaAl_2Se_4$: Co single crystal thin film was investigated by the double crystal X-ray diffraction (DCXD). Hall effect on this sample was measured by the method of Van der Pauw and studied on carrier density and mobility depending on temperature. From Hall data, the mobility was likely to be decreased by impurity scattering in the temperature range 30 K to 100 K and by lattice scattering in the temperature range 100 K to 293 K. The temperature dependence of the energy band gap of the $CaAl_2Se_4$: Co obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_g(T)=3.8239eV-(4.9823{\times}10^{-3}eV/K)T_2/(T+559K)$. The open-circuit voltage, short current density, fill factor, and conversion efficiency of $p-Si/p-CaAl_2Se_4$: Co heterojunction solar cells under $80mW/cm^2$ illumination were found to be 0.42 V, $25.3mA/cm^2$, 0.75 and 9.96%, respectively.

태양전지용 $CuGaSe_2$ 단결정 박막 성장과 열처리 효과 (The Effect of Thermal Annealing and Growth of $CuGaSe_2$ Single Crystal Thin Film for Solar Cell Application)

  • 홍광준;유상하
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제23권2호
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    • pp.59-70
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    • 2003
  • A stoichiometric mixture of evaporating materials for $CuGaSe_2$ single crystal thin films was prepared from horizontal electric furnace. Using extrapolation method of X-ray diffraction patterns for the polycrystal $CuGaSe_2$, it was found tetragonal structure whose lattice constant $a_0$ and $c_0$ were $5.615{\AA}$ and $11.025{\AA}$, respectively. To obtain the single crystal thin films, $CuGaSe_2$ mixed crystal was deposited on thoroughly etched semi-insulating GaAs(100) substrate by the hot wall epitaxy (HWE) system. The source and substrate temperatures were $610^{\circ}C$ and $450^{\circ}C$, respectively. The crystalline structure of the single crystal thin films was investigated by the photoluminescence and double crystal X-ray diffraction (DCXD). The carrier density and mobility of $CuGaSe_2$ single crystal thin films measured with Hall effect by van der Pauw method are $5.01\times10^{17}cm^{-3}$ and $245cm^2/V{\cdot}s$ at 293K. respectively. The temperature dependence of the energy band gap of the $CuGaSe_2$ obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_g$(T)=1.7998 eV-($8.7489\times10^{-4}$ eV/K)$T^2$/(T+335K). After the as-grown $CuGaSe_2$ single crystal thin films was annealed in Cu-, Se-, and Ga-atmospheres, the origin of point defects of $CuGaSe_2$ single crystal thin films has been investigated by the photoluminescence(PL) at 10 K. The native defects of $V_{CU},\;V_{Se},\;Cu_{int}$ and $Se_{int}$ obtained by PL measurements were classified as a donors or acceptors type. And we concluded that the heat-treatment in the Cu-atmosphere converted $CuGaSe_2$ single crystal thin films to an optical n-type. Also, we confirmed that Ga in $CuGaSe_2$/GaAs did not form the native defects because Ga in $CuGaSe_2$ single crystal thin films existed in the form of stable bonds.

고속 열 성형 유한요소해석을 활용한 CF/PEKK 열가소성 복합재 구조물 제작 공정 예측 및 검증 (Evaluation of Stamp Forming Process Parameters for CF/PEKK Thermoplastic Composite Using Finite Element Method)

  • 이경인;최현석;곽준우;이준성;주현우;권진회;남영우
    • Composites Research
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    • 제34권5호
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    • pp.296-304
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    • 2021
  • 본 연구에서는 유한요소법(FEM)에 기반한 CF/PEKK 열가소성 복합재 고속 열 성형 해석을 수행하였고 제작 공정을 예측 및 검증하였다. 대표적인 L 형 구조물 모델에 대해 트리밍 여유에 따른 성형성을 응력, 두께, 주름분포를 분석하였다. 그 결과, 블랭크의 트리밍 여유가 증가할수록 구조물의 성형성이 향상하는 것을 확인하였다. 특히 두께 및 주름 분포 측면에서 해석 모델과 실험 결과를 비교하여서 고속 열 성형 모델의 타당성을 검증하였다. 제작된 구조물은 시차 주사 열량 분석법 및 이미지 분석법을 통해 결정화도와 기공률이 측정되었다. 제작된 열가소성 구조물의 전 영역 기공률은 평균 0.75%, 결정화도는 약 21%로 항공기에 적용 가능한 수치로 평가되었다. 따라서 본 연구를 토대로 열가소성 복합재 고속 열 성형 공정에 대해 효과적인 예측이 가능할 것으로 판단된다.

한국 벤처캐피탈리스트의 투자결정에 미치는 요인 연구 (A Study on the Factors Affecting Investment Decision of Korean Venture Capitalist)

  • 구중회;김영준;이수용;김도현;백지연
    • 벤처창업연구
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    • 제14권4호
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    • pp.1-18
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    • 2019
  • 벤처캐피탈리스트(VCs)는 높은 성장 잠재력을 가지고 있으나 위험도(risk)가 높은 가진 혁신적인 벤처기업을 발굴하고 성장시키는데 중요한 역할을 한다. 벤처기업의 투자는 상장기업 투자와는 달리 시스템에 의존하지 않고 벤처캐피탈에 소속된 VCs 개인의 의사결정에 따라 투자가 결정된다. 한국의 벤처캐피탈 산업은 성장기에 진입하였으나 데이터의 부족으로 벤처캐피탈에 관한 연구가 부족한 상황이다. 이러한 배경을 바탕으로 이 연구에서는 한국 VCs,의 투자 의사결정 기준에 영향을 미치는 여러 가지 요인을 분석하고자 한다. 본 연구에서는 문헌고찰을 통해 VCs가 투자 의사결정시 고려하는 주요 요인들을 선행 연구하여 검토하고 이에 따라 연구 질문을 도출하였다. 한국 VCs의 투자 의사결정기준을 학자들이 공통으로 제시하는 창업자, 제품/서비스, 시장, 재무, 네트워크 특성을 중심으로 연구를 진행하고자 한다. 이 연구를 위해 현직 벤처캐피탈에 근무하고 있는 투자심사역을 대상으로 설문조사를 통해 자료를 수집하여 AHP분석을 활용하여 분석하였다. 본 연구를 통하여 그 간에 연구가 부진했던 한국 벤처캐피탈의 이해와 더불어 한국의 벤처투자환경에서 한국의 VCs가 어떤 기준과 우선순위로 투자 의사결정을 하며 그 기준에 영향을 미치는 요인은 무엇인지에 대해 이해하고자 하였다. 본 연구 투자의 결과는 벤처기업의 투자유치전략 수립에 가이드라인을 제시함으로써 기업육성에 중요한 벤처투자의 활성화에 크게 기여할 것으로 본다.

자동 섬유 적층(AFP)을 활용한 열가소성 복합재의 공정 변수에 따른 기계적 물성 평가 (Mechanical Properties for Processing Parameters of Thermoplastic Composite Using Automated Fiber Placement)

  • 성정원;최현석;권보성;오세운;이상민;남영우;권진회
    • Composites Research
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    • 제32권5호
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    • pp.229-236
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    • 2019
  • 본 연구에서는 자동 섬유 적층(AFP) 장비로 제작한 열가소성 복합재에 대하여 추가 공정을 수행한 후 기계적 물성에 미치는 영향을 평가하였다. 제작을 위한 기초 연구로써 AFP의 공정 변수를 통해 열가소성 복합재를 제작하였으며 제작된 열가소성 복합재에 어닐링(Annealing) 및 진공백(Vacuum bag only) 공정을 수행하였다. 추가 공정 후 검증을 위해 결정화도 및 기공률 측정을 수행하였다. 결정화도는 시차 주사 열량 측정법(Differential scanning calorimetry)을 통해 측정하였으며 반 결정 구조인 열가소성 복합재의 공정 조건에 따른 결정화도 변화를 확인하였다. 기공률 측정을 위해 수지 용해를 수행하였으며 현미경 촬영을 통해 기공 분포를 확인하고 수지 용해법을 통해 기공률을 계산하여 공정 조건에 따른 기공률 변화를 관찰하였다. 검증 후 수행한 층간 전단 강도 시험 결과 AFP로 제작한 열가소성 복합재의 경우 결정화도 보다 기공률 값이 기계적 물성에 더 많은 영향을 미쳤다. 또한 진공백 공정을 통해 열가소성 복합재를 녹는점까지 도달시켰으며 진공상태에서 지속적으로 열가소성 복합재 내의 기공을 제거함에 따라 층간 전단 강도가 증가하는 것을 확인하였다.

복합재 스카프 조인트에서의 마이크로 볼트 보강에 대한 타당성 연구 (Effect of Micro-bolt Reinforcement for Composite Scarf Joint)

  • 이광은;성정원;권진회
    • Composites Research
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    • 제32권1호
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    • pp.37-44
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    • 2019
  • 스카프 접착 조인트를 마이크로 볼트로 보강하였을 때, 볼트의 보강효과를 얻을 수 있는지를 시험으로 연구하였다. 스카프 형상에 따른 조인트 보강효과를 확인하기 위해 3가지 스카프비(1/10, 1/20, 1/30)를 고려하였다. 접착면적에 따른 핀의 밀도를 동일하게 유지하기 위해, 1/10, 1/20, 1/30 스카프비를 가지는 조인트에 각각 16, 32, 48개의 볼트를 보강하였다. 기준값을 획득하기 위해 접착제로만 체결된 조인트와 마이크로 볼트만 사용한 조인트에 대한 시험도 수행하였다. 시험 결과 접착제만 적용한 경우, 각 스카프비(1/10, 1/20, 1/30)에 따른 파손하중은 29.7, 39.6, 44.8 kN로 나타났다. 마이크로 볼트로 보강한 경우 파손하중은 스카프비에 따라 각각 28.4, 37.2, 40.1 kN으로 나타났는데, 순수 접착 조인트 파손하중의 96, 94, 90%에 해당한다. 마이크로 볼트만 사용한 경우, 파손하중은 접착 조인트 인장강도의 13-25%에 불과하였다. 스카프비 1/10 조인트의 피로시험 결과 접착제와 볼트를 동시에 사용한 하이브리드 조인트의 피로강도가 접착제만 사용한 경우의 피로강도보다 증가하였지만, 증가율은 2-3%로 미미하였다. 본 연구를 통해 박리응력이 파손의 주원인이 되는 구조물에서와 달리, 전단응력이 파손의 주원인이 되는 스카프 조인트의 경우 마이크로 볼트의 보강효과는 나타나지 않는 것을 확인하였다.

요철핀으로 보강된 복합재 모자형 체결부 구조의 강도 연구 (Pull-off Strength of Jagged Pin-reinforced Composite Hat Joints)

  • 곽병수;김동관;권진회
    • Composites Research
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    • 제31권6호
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    • pp.323-331
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    • 2018
  • 스테인리스 강으로 제작된 요철핀의 보강이 복합재 모자형 체결부의 풀오프 강도에 미치는 영향을 시험으로 연구하였다. 요철핀에는 물리적, 화학적 표면처리를 수행하였고, 체결부의 외피와 보강재가 만나는 영역에 두께방향으로 핀을 삽입하였다. 모자형 체결부 시편은 요철핀을 포함하여 일체성형으로 제작하였다. 사용된 요철핀의 지름은 0.3, 0.5, 0.7 mm로 세 가지이다. 핀의 삽입밀도는 외피와 보강재가 만나는 면적 기준으로 0.5, 2.0% 두 가지이다. 요철핀과 일반핀의 효과를 비교하기 위하여 0.3 mm 일반핀을 2.0% 밀도로 삽입한 시편을 추가로 제작하여 시험을 수행하였다. 0.3, 0.5, 0.7 mm의 요철핀을 0.5%의 밀도로 삽입한 시편의 강도는 보강되지 않은 시편 대비 각각 45, 19, 9% 높게 나타났고, 2.0% 밀도의 경우 강도는 각각 127, 45, 11% 높게 나타났다. 시험 결과 지름이 동일할 경우 밀도가 높을수록, 밀도가 동일할 경우 지름이 작을수록 보강효과가 더 높게 나타나는 것을 알 수 있었다. 요철핀과 일반핀의 효과를 비교한 결과 2.0% 밀도로 0.3 mm 직경의 핀을 이용하여 보강할 경우, 요철핀 보강시편이 일반핀 보강 시편보다 64% 높은 강도를 보였다. 본 연구의 결과로부터 요철핀 보강이 복합재 모자형 체결부의 풀오프 강도 향상을 위한 효과적인 방법이 될 수 있음을 확인하였다.

충주산 병풀 용매추출물의 활성성분과 항산화 및 항염증 활성 (Bioactive Compounds, Anti-Oxidant Activities and Anti-Inflammatory Activities of Solvent Extracts from Centella asiatica Cultured in Chungju)

  • 신현영;김훈;정은진;김정은;이경행;배윤정;유광원
    • 한국식품영양학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.692-701
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    • 2020
  • Centella asiatica (CA) has been widely used as herbal plants. It is a valuable resources. The aim of the present study was to evaluate physiological activities of solvent extracts from CA cultivated in Chungju, Korea (Good tiger care). After preparing water (cold-water, CA-WE; hot-water, CA-HWE) and EtOH extracts (50% EtOH, CA-50E; 70% EtOH, CA-70E), their total polyphenol, flavonoid, and triterpenoid contents, and anti-oxidant activities, and anti-inflammatory activities were examined and compared. CA-70E showed the most potent anti-oxidant activity based on ABTS radical scavenging activity and reducing ability assays, while CA-50E and CA-70E showed the highest DPPH radical scavenging activity. Among major triterpenoid glycosides present in CA, madecassoside and asiaticoside contents were found to be the highest in CA-70E, and madecassic acid and asiatic acid were the highest in CA-50E. In LPS-stimulated RAW 264.7 cells, CA-70E showed the highest TNF-α inhibitory activity, although CA-50E and CA-70E similarly inhibited nitric oxide production. Ethanol extracts significantly inhibited IL-6 and IL-8 production more than water extracts using TNF-α/IFN-γ-stimulated HaCaT cells, indicating its better inhibitory against skin inflammation. Therefore, Chungju-CA EtOH extract, especially 70% EtOH extract, has high physiologically active ingredients and potent anti-oxidant and anti-inflammatory activities, suggesting its industrial application as a functional material.