• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.287-297
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• 2020

본 연구는 노후화된 대학 건물의 내부 단열 성능 향상에 대한 것으로, 대학교 건물 내 재실자의 생산성을 높이고 노후화된 건물의 단열효과를 높이기 위해 진행됐다. 본 논문은 한동대학교 느헤미야홀 건물 내 오피스 재실자의 단열 성능 향상에 대한 지속적인 요청에 응답하여 문제해결을 위해 진행된 연구라는 차별성을 가지고 있으며, 내부온도가 인접건물의 내부온도와 비교했을 때 낮음을 확인하여 연구 필요성에 대한 타당성을 검증하였다. 학교라는 건물의 특성을 고려해 내외부 단열 중 내부 단열을 주제로 단열재를 선택했다. 대학교 교수 오피스를 소형화시킨 모형 방을 만들어 시장에서 사용되는 내부 벽면 단열재를 설치해 실험을 진행했다. 실험 결과를 바탕으로 가열 시간과 실제 열전달 계수를 측정하여 단열효과를 분석하는 경제성 평가를 실시했다. 경제성 평가는 실험과 이론에 의해, 겨울철과 여름철 기준으로 각각 실시되었다. 연구결과, 느헤미야홀 60 개의 오피스에 아이소핑크(30 T)를 내 단열재로 도입하였을 때, 한 달에 겨울철에는 최대 총 1,071,600 원을 절약 할 수 있으며, 여름철에는 총 109,200 원을 절약할 수 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권10호
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• pp.1881-1891
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• 2000

석탄화력 발전소에서 석탄이 연소되면서 생성된 석탄회 중 Cenosphere는 속이 비어 있거나 미세 입자들로 채워져 있고 입자의 크기가 큰 구형의 입자로 물에 부유할 정도로 비중이 작을뿐만 아니라 입자의 벽면에 유리질 성분이 많은 입자이다. 본 연구는 Cenosphere 입자에 대한 형성메카니즘을 분석하여 형태적, 물리적, 화학적 특성을 파악하였다. Cenosphere는 석탄이 연소하면서 입자의 내부에서 발생된 가스가 밖으로 방출되면서 형성되기 때문에 입자가 부풀어져 크게 되고 가스의 분출로 입자의 표변에 구멍이 발생하며 알루미노실리케이트 (Aluminosilicate) 성분에 의해 형성된 기포가 용융표면층에 부착되어 Cenosphere내부에 미세 입자들을 형성한다. 이와 같온 입자의 형성메카니즘 특성 때문에 분말성이 좋으면서 가볍고 큰 입자를 형성한다. Cenosphere의 입도분포는 $100{\sim}200{\mu}m$에 집중된 Single Modal로 질량중앙직경은 $123.11{\mu}m$이고 비중은 $0.67g/cm^3$, 분말도는 $1,135g/cm^3$으로 분석되었다. 또한 Cenosphere의 입자를 구성하는 성분 중 $SiO_2$는 59.17%, $Al_2O_3$는 30.16%로 전체의 89.33%를 차지하고 있고 있어 알루미노실리케이트 성분, 즉 유리질 성분이 높아 열절연성이 뛰어나다. 따라서 Cenosphere 입자를 실리카 바인더로 입자를 결합하면 다양한 온도에서 사용할 수 있는 우수한 열절연체를 만들 수 있어 재활용 원료로 활용이 가능하다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.543-551
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• 2006

최근까지 벽식 스틸하우스에 구조재로 주로 적용되어오고 있는 박판냉간성형형강 스터드의 경우 열교현상에 의한 단열상의 문제를가지고 있기 때문에 추가적인 단열재를 사용하여야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위한 새로운 개념의 아연도금강판(t =1.0mm-1.2mm)과 난연 강화플라스틱(GFRP) 패널 (t=4.0mm-6.0mm)로 구성된 복합스터드가 개발되었다. 복합스터드 패널을 주택 에 적용하기 위하여, 복합스터드의 구조적인 거동 및 내하력 평가를 수행하였다. 본 논문에서는 ATTM(Axial/Torsional Test machine)을 이용하여 수행된 압축력과 비틂을 동시에 받는 복합스터드의 실험적인 연구결과를 기술하였다. 압축-비틂 실험의 주요 변수는 복합스터드의 길이, 초기 압축력, 가력방법 등이며, 초기 압축력을 일정하게 유지한 상태에서 스터드 시험체가 종국적인 파괴에 이르도록 비틂 하중을 점차 증가시키는 방법으로 실험을 수행하였다. 또한 고강도 아연도금강판과 GFRP의 기계적인 특성을 고려한 비선형 유한요소해석을 수행하여 실험결과와 비교, 검증하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제17권5호
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• pp.179-186
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• 2007

[ $CdGa_2Se_4$ ] 단결정 박막을 수평 전기로에서 합성한 $CdGa_2Se_4$ 다결정을 증발원으로하여, hot wall epitaxy(HWE) 방법으로 증발원과 기판(반절연성-GaAs(100))의 온도를 각각 $630^{\circ}C,\;420^{\circ}C$로 고정하여 성장하였다. 이때 단결정 박막의 결정성은 광발광 스펙트럼과 이중결정 X-선 요동곡선(DCRC)으로 부터 구하였다. Hall 효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 293K에서 운반자 농도와 이동도는 각각 $8.27{\times}10^{17}cm^{-3},\;345cm^2/V{\cdot}s$였다. $CdGa_2Se_4/SI$(Semi-Insulated) GaAs(100) 단결정 박막의 광흡수와 광전류 spectra를 293K에서 10K까지 측정하였다. 광흡수 스펙트럼으로부터 band gap $E_g(T)$는 Varshni 공식에 따라 계산한 결과 $E_g(T)=2.6400eV-(7.721{\times}10^{-4}eV/K)T^2/(T+399K)$였다. 광전류 스펙트럼으로부터 Hamilton matrix(Hopfield quasicubic mode)법으로 계산한 결과 crystal field splitting 에너지 ${\Delta}cr$값이 106.5meV이며 spinorbit 에너지 ${\Delta}so$값은 418.9meV임을 확인하였다. 10K일 때 광전류 세 봉우리들은 $A_{1^-},\;B_{1^-}$와 $C_{11}-exciton$ 봉우리임을 알았다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.409-409
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• 2014

Recently hexagonal boron nitride (h-BN), III-V compound of boron and nitrogen with strong covalent $sp^2$ bond, is a 2 dimensional insulating material with a large direct band gap up to 6 eV. Its outstanding properties such as strong mechanical strength, high thermal conductivity, and chemical stability have been reported to be similar or superior to graphene. Because of these excellent properties, h-BN can potentially be used for variety of applications such as dielectric layer, deep UV optoelectronic device, and protective transparent substrate. Ultra flat and charge impurity-free surface of h-BN is also an ideal substrate to maintain electrical properties of 2 dimensional materials such as graphene. To synthesize a single or a few layered h-BN, chemical vapor deposition method (CVD) has been widely used by using an ammonia borane as a precursor. Ammonia borane decomposes into hydrogen (gas), monomeric aminoborane (solid), and borazine (gas) that is used for growing h-BN layer. However, very active monomeric aminoborane forms polymeric aminoborane nanoparticles that are white non-crystalline BN nanoparticles of 50~100 nm in diameter. The presence of these BN nanoparticles following the synthesis has been hampering the implementation of h-BN to various applications. Therefore, it is quite important to grow a clean and high quality h-BN layer free of BN particles without having to introduce complicated process steps. We have demonstrated a synthesis of a high quality h-BN monolayer free of BN nanoparticles in wafer-scale size of $7{\times}7cm^2$ by using CVD method incorporating a simple filter system. The measured results have shown that the filter can effectively remove BN nanoparticles by restricting them from reaching to Cu substrate. Layer thickness of about 0.48 nm measured by AFM, a Raman shift of $1,371{\sim}1,372cm^{-1}$ measured by micro Raman spectroscopy along with optical band gap of 6.06 eV estimated from UV-Vis Spectrophotometer confirm the formation of monolayer h-BN. Quantitative XPS analysis for the ratio of boron and nitrogen and CS-corrected HRTEM image of atomic resolution hexagonal lattices indicate a high quality stoichiometric h-BN. The method presented here provides a promising technique for the synthesis of high quality monolayer h-BN free of BN nanoparticles.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.96-97
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• 2012

In nitride and oxide film deposition, sputtered metals react with nitrogen or oxygen gas in a vacuum chamber to form metal nitride or oxide films on a substrate. The physical properties of sputtered films (metals, oxides, and nitrides) are strongly influenced by magnetron plasma density during the deposition process. Typical target power densities on the magnetron during the deposition process are ~ (5-30) W/cm2, which gives a relatively low plasma density. The main challenge in reactive sputtering is the ability to generate a stable, arc free discharge at high plasma densities. Arcs occur due to formation of an insulating layer on the target surface caused by the re-deposition effect. One current method of generating an arc free discharge is to use the commercially available Pinnacle Plus+ Pulsed DC plasma generator manufactured by Advanced Energy Inc. This plasma generator uses a positive voltage pulse between negative pulses to attract electrons and discharge the target surface, thus preventing arc formation. However, this method can only generate low density plasma and therefore cannot allow full control of film properties. Also, after long runs ~ (1-3) hours, depends on duty cycle the stability of the reactive process is reduced due to increased probability of arc formation. Between 1995 and 1999, a new way of magnetron sputtering called HIPIMS (highly ionized pulse impulse magnetron sputtering) was developed. The main idea of this approach is to apply short ${\sim}(50-100){\mu}s$ high power pulses with a target power densities during the pulse between ~ (1-3) kW/cm2. These high power pulses generate high-density magnetron plasma that can significantly improve and control film properties. From the beginning, HIPIMS method has been applied to reactive sputtering processes for deposition of conductive and nonconductive films. However, commercially available HIPIMS plasma generators have not been able to create a stable, arc-free discharge in most reactive magnetron sputtering processes. HIPIMS plasma generators have been successfully used in reactive sputtering of nitrides for hard coating applications and for Al2O3 films. But until now there has been no HIPIMS data presented on reactive sputtering in cluster tools for semiconductors and MEMs applications. In this presentation, a new method of generating an arc free discharge for reactive HIPIMS using the new Cyprium plasma generator from Zpulser LLC will be introduced. Data (or evidence) will be presented showing that arc formation in reactive HIPIMS can be controlled without applying a positive voltage pulse between high power pulses. Arc-free reactive HIPIMS processes for sputtering AlN, TiO2, TiN and Si3N4 on the Applied Materials ENDURA 200 mm cluster tool will be presented. A direct comparison of the properties of films sputtered with the Advanced Energy Pinnacle Plus + plasma generator and the Zpulser Cyprium plasma generator will be presented.

• 공업화학
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• 제19권2호
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• pp.222-227
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• 2008

본 연구에서는 광학센서의 응용을 위해 소수성 졸-겔로 개질된 고분자 막의 미생물 비점착 특성과 광학특성을 조사하였다. DiMe-DMOS (Dimethoxy-dimethylsilane)와 TMOS (Tetramethyl-orthosilicate)를 이용하여 제조한 소수성 졸-겔로 코팅된 컨퍼컬디쉬 표면과 유리표면에 E. coli JM109, B. cereus 318 그리고 P. pastoris X-33을 배양하였다. 배양 후, 부유세포를 증류수를 이용하여 제거하고 그람 염색법에 의해서 점착된 미생물을 염색하였다. 점착된 미생물의 수는 SEM을 이용하여 정량적으로 분석하였다. 유리표면에는 $2{\sim}3{\times}10^4$개/$mm^2$의 미생물이 점착되었으나 소수성 졸-겔 표면에는 200~300개/$mm^2$의 미생물이 점착됨으로써 소수성 졸-겔의 비점착 효과를 알 수 있었다. 또한, 소수성 졸-겔과 절광물질인 흑연을 혼합하여 제조한 절광층(Light insulating layer)을 pH나 용존산소 검출막 위에 재코팅한 후, pH나 용존산소의 검출막의 성능이 향상되었음을 알 수 있었다.

• 폴리머
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• 제31권5호
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• pp.422-427
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• 2007

반도전층은 전력케이블의 도선과 고분자 절연층 사이에 위치하고 전기저항이 약 ${\sim}10^2{\Omega}cm$인 얇은 고분자층이다. 현재 일반적으로 사용되는 반도전층 소재는 카본블랙이 30 wt% 이상 보강된 고분자 복합체이다. 본 연구에서는 카본나노튜브(CNT)가 보강된 새로운 반도전층 재료를 제시하였다. 여러 가지 고분자 형태와 이중충전제 시스템을 적용하여 용액혼합 및 침전법으로 CNT가 보강된 고분자 나노복합체를 제조하였다. 기계적, 열적, 전기적 특성을 고분자 형태와 CNT와 카본블랙의 첨가비를 달리한 이중충전제 시스템의 함수로 조사하였다. 복합체의 전기저항특성은 고분자 매트릭스의 결정화도와 밀접한 관련이 있었다. 즉, 결정화도가 감소함에 따라 일정한 수준의 결정화도까지 전기저항이 선형적으로 감소하였고, 그 이하에서는 일정한 값을 나타내었다. 이중충전제 시스템 역시 전기적 저항에 영향을 미쳤다. CNT만으로 보강된 나노복합체가 가장 낮은 전기적 저항특성을 보였다. 소량의 카본블랙이 첨가되면 결정화도가 급격히 증가하고 결국 전기저항의 증가를 초래하였다.

• 센서학회지
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• 제22권4호
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• pp.244-248
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• 2013

The discovery of a two-dimensional electron gas (2DEG) in $LaAlO_3$ (LAO)/$SrTiO_3$ (STO) heterostructure has stimulated intense research activity. We suggest a new structure model based on $KNbO_3$ (KNO) material. The KNO thin films were grown on $TiO_2$-terminated STO substrates as a p-type structure ($NbO_2/KO/TiO_2$) to form a two-dimensional hole gas (2DHG). The STO thin films were grown on KNO/$TiO_2$-terminated STO substrates as an n-type structure to form a 2DEG. Oxygen pressure during the deposition of the KNO and STO thin films was changed so as to determine the effect of oxygen vacancies on 2DEGs. Our results showed conducting behavior in the n-type structure and insulating properties in the p-type structure. When both the KNO and STO thin films were deposited on a $TiO_2$-terminated STO substrate at a low oxygen pressure, the conductivity was found to be higher than that at higher oxygen pressures. Furthermore, the heterostructure formed at various oxygen pressures resulted in structures with different current values. An STO/KNO heterostructure was also grown on the STO substrate, without using the buffered oxide etchant (BOE) treatment, so as to confirm the effects of the polar catastrophe mechanism. An STO/KNO heterostructure grown on an STO substrate without BOE treatment did not exhibit conductivity. Therefore, we expect that the mechanics of 2DEGs in the STO/KNO heterostructures are governed by the oxygen vacancy mechanism and the polar catastrophe mechanism.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제13권4호
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• pp.319-345
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• 2011

한랭지에 건설된 터널의 경우 터널 주변지반 지하수의 동결은 동절기 터널 배수 장애의 원인이 되며 라이닝을 내공 측으로 압출시키는 원인으로 작용하기도 한다. 노르웨이 등 해외에서는 이미 한랭지에 건설되는 터널의 동해방지를 위한 단열기준을 가지고 있으나 국내에서는 아직까지 터널 라이닝 동해방지를 위한 단열설계가 도입되어 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 국내 도로터널의 동결 사례를 고찰하여 터널 라이닝 동해방지 대책이 필요함을 파악하였다. 또한 터널 주위의 온도분포를 파악하기 위해 화악터널에서 터널 종단길이에 따른 온도분포, 라이닝 내부의 온도, 포장면 하부지반의 온도 분포를 계측하였으며 이로부터 외기 온도변화에 따른 터널 내부 온도 분포 특성을 분석하였다. 화악터널의 온도분포 계측 결과를 바탕으로 단열재의 성능시험을 위해 인공기후실에서 단열재 설치 유무에 따른 암석시편의 열유동 실험을 수행하였다. 또한 터널 라이닝 동해를 방지할 수 있는 적정 단열재 두께를 제안하기 위해 3 차원 수치해석을 실시하였다. 수치해석 결과로부터 터널배면 지하수 동결기준으로 동결지수를 약 291$^{\circ}C{\cdot}$ Hr로 제안하였다.