• 사물인터넷융복합논문지
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• 제8권2호
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• pp.7-12
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• 2022

케이블 사고의 주요 원인은 케이블 자체 또는 내·외적으로 전기적, 기계적, 화학적, 열적, 수분침입 등으로 인한 열화의 가속화로 절연성능 감소되고 절연파괴가 발생하여 케이블 사고를 유발하게 된다. 케이블 사고는 과전압, 과전류의 영향으로 절연이 불량한 부분에서 발생할 수 있으므로, 변압기, 차단기의 이상여부, 상간불평형에 의한 지락사고 등을 종합적으로 분석할 필요성이 있다. 케이블의 절연파괴에 의한 지락사고는 케이블 자체의 결함, 케이블 시공불량 뿐만 아니라 운영상의 영향, 전기설비(개폐기, 차단기 등)의 운전 시 아크 등에 의해 발생할 수 있어 사고시점을 전후로 운전 데이터 및 사고 이력에 대한 분석이 필요하다. 이 연구에서는 국내의 한 공장에서 발생한 케이블 사고의 분석을 통하여 케이블 사고의 원인을 고찰하고자 한다.

• 한국표면공학회지
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• 제56권6호
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• pp.401-411
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• 2023

This study investigates the synthesis, characterization, and application of zinc oxide (ZnO) nanoparticles for corrosion resistance and stress corrosion cracking (SCC) mitigation in high-temperature and high-pressure environments. The ZnO nanoparticles are synthesized using plasma discharge in water, resulting in rod-shaped particles with a hexagonal crystal structure. The ZnO nanoparticles are applied to Alloy 600 tubes in simulated nuclear power plant atmospheres to evaluate their effectiveness. X-ray diffraction and X-ray photoelectron spectroscopy analysis reveals the formation of thermodynamically stable ZnCr₂O₄and ZnFe₂O₄ spinel phases with a depth of approximately 35 nm on the surface after 240 hours of treatment. Stress corrosion cracking (SCC) mitigation experiments reveal that ZnO treatment enhances thermal and mechanical stability. The ZnO-treated specimens exhibit increased maximum temperature tolerance up to 310 ℃ and higher-pressure resistance up to 60 bar compared to non-treated ZnO samples. Measurements of crack length indicate reduced crack propagation in ZnO-treated specimens. The formation of thermodynamically stable Zn spinel structures on the surface of Alloy 600 and the subsequent improvements in surface properties contribute to the enhanced durability and performance of the material in challenging high-temperature and high-pressure environments. These findings have significant implications for the development of corrosion-resistant materials and the mitigation of stress corrosion cracking in various industries.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권11호
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• pp.4066-4076
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• 2023

Pressure resistance welding is usually used to seal the connection between the cladding tube and the end plug made of zirconium alloy. The seal welded joint has a direct effect on the service performance of the fuel rod cladding structure. In this paper, the pressure resistance welded joints of zirconium alloy tube-plug structure were obtained by thermal-mechanical simulation experiments. The microstructure and microhardness of the joints were both analyzed. The effect of processing parameters on the microstructure was studied in detail. The results showed that there was no β-Zr phase observed in the joint, and no obvious element segregation. There were different types of Widmanstätten structure in the thermo-mechanically affected zone (TMAZ) and heat affected zone (HAZ) of the cladding tube and the end plug joint because of the low cooling rate. Some part of the grains in the joint grew up due to overheating. Its size was about 2.8 times that of the base metal grains. Due to the high dislocation density and texture evolution, the microhardnesses of TMAZ and HAZ were both significantly higher than that of the base metal, and the microhardness of the TMAZ was the highest. With the increasing of welding temperature, the proportion of recrystallization in TMAZ decreased, which was caused by the increasing of strain rate and dislocation annihilation.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권6호
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• pp.2153-2162
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• 2024

The purpose of this study is to develop a high-energy neutron shielding material applied in proton therapy environment. Composite shielding material consisting of 10.00 wt% boron carbide particles (B₄C), 13.64 wt% surface-modified cross-linked polyethylene (PE), and 76.36 wt% tungsten particles were fabricated by hot-pressure sintering method, where the optimal ratio of the composite is determined by the shielding effect under the neutron field generated in typical proton therapy environment. The results of Differential Scanning Calorimetry measurements (DSC) and tensile experiment show that the composite has good thermal and mechanical properties. In addition, the high energy-neutron shielding performance of the developed material was evaluated using cyclotron proton accelerator with 100 MeV proton. The simulation shows a 99.99% decrease in fast neutron injection after 44 cm shielding, and the experiment result show a 99.70% decrease. Finally, the shielding effect of replacing part of the shielding material of the proton therapy hall with the developed material was simulated, and the results showed that the total neutron injection decreased to 0.99‰ and the neutron dose reduced to 1.10‰ before the enhanced shielding. In summary, the developed material is expected to serve as a shielding enhancement material in the proton therapy environment.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권1호
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• pp.99-104
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• 2017

본 연구는 태양일사에 의하여 가열되는 온실상단에 고온의 태양잉여열을 축열조에 축열한 후 이를 이용하여 온실을 난방하는 히트펌프시스템의 실증연구에 관한 것으로 히트펌프시스템은 축열조를 구비하고, 각종 열교환을 위한 판형열교환기, 팬코일유닛 그리고 부가적인 에너지원으로 태양일사를 직접 집열할 수 있는 태양집열기로 구성되어 있다. 히트펌프시스템은 R410a냉매를 사용하며 일반적인 히트펌프시스템과 마찬가지로 외기열원만으로도 운전될 수 있으며, 온실내부의 설정온도에 따른 제어로직에 따라 외부조작없이 온실상단열의 축열운전, 외기공기에 의한 외기열원 및 축열조의 온수를 히트펌프의 작동 없이 난방하는 다수의 운전방식이 자동적으로 운전되도록 하였다. 개발된 축열식 히트펌프의 현장평가 성능실험을 위하여 제주시 조천리에 있는 $100m^2$ 크기의 온실에 설치하고 10월부터 12월까지 운전하였다. 실증연구 실험을 수행한 결과로써 외기열원을 이용하여 난방 할 경우 난방열량은 19.9 kW의 용량을 얻을 수 있었으며, 온실상단의 잉여열에 의하여 축열조의 온수로 히트펌프운전 없이 직접 난방 할 경우에 난방열량은 21.4 kW로 외기난방과 비슷한 난방용량을 나타내는 것을 알 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제15권3호
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• pp.38-45
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• 2006

슬러지 층에 열을 가함으로서 내부증발압, 여액 점도 저하에 따른 유동성 증대 그리고 기공형성 용이성을 통하여 슬러지의 탈수율을 향상시킬 수 있는 열 필터프레스 탈수 기술을 개발하였다. 크기 $470{\times}470mm$인 PP재질의 맨브레인 플레이트 사이에 열수가열판을 장착하여 온도 $95^{\circ}C$, 압력 $1.2kg_f/cm^2$의 열 수를 공급한다. 그리고 슬러지는 최초 슬러지의 $5kg_f/cm^2$의 공급압력에 의해 1 차 탈수가 이루어지며, 맨브레인의 압착력 $15kg_f/cm^2$에 의해 2차적 탈수 공정으로 이루어진다. 갈수기와 우수기때의 슬러지의 초기 함수율 및 유기물 함량을 고려하여 열 탈수 특성을 평가한 결과 우수기의 슬러지는 케이크의 함수율이 약 35 wt%이며, 탈수 속도는 $4DSkg/m^2{\cdot}hr$로 매우 탈수성 우수하였으며, 갈수기 때의 슬러지 또한 함수율이 50 wt%, 탈수속도가 $1.5kg/m^2{\cdot}hr$이상으로 기계식 탈수의 탈수율(함수율 70 wt%, 탈수속도 $0.9kg/m^2{\cdot}hr$)에 비하여 우수하였다. 이를 바탕으로 열 필터프레스 탈수장치의 추가 소요 에너지를 평가한 결과 고형물(DS) 1 kg처리하는데 소요되는 에너지는 약 300kJ로 평가되었다. 이는 탈수케이크를 재차 건조하는 시스템과 의 에너지 투입비를 분석해 본 결과 열 탈수장치의 에너지 소요량은 약 1/3정도로 감소된 것으로 분석되었다. 본 기술은 기존의 필터프레스에 비하여 탈수 속도가 빠르고 저 함수율 탈수 케이크 생산이 용이할 뿐만 아니라 건조장치에 비하여 에너지 소모량이 적어 경제성이 우수한 시스템으로 파악되었다.

• 전기화학회지
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• 제17권1호
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• pp.7-12
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• 2014

리튬이차전지의 고에너지 밀도화를 위해 전지 구성요소들의 무게 및 부피를 저감하려는 요구가 증가하고 있다. 분리막은 리튬이온의 이동통로를 제공할 뿐만 아니라 양극과 음극의 직접적인 접촉을 방지하는 핵심 부품이다. 본 연구에서는 연신 비율을 달리하여 습식방법을 통해 두께가 16, 12, $9{\mu}m$ 인 폴리에틸렌 분리막을 준비하였고, 각각의 기계적 강도 및 열적특성을 평가하였다. 또한 양극($LiCoO_2$), 음극(Graphite)을 사용한 Coin type full-cell을 제작하여 율속 특성 및 500cycle까지 사이클 수명특성을 평가하였다. 수명특성 평가를 통해 사용된 모든 두께의 분리막에서 500cycle 까지 큰 차이 없이 80% 정도의 용량유지 결과를 확인하였다. 율속 특성에서는 가장 얇은 $9{\mu}m$ 분리막이 가장 우수한 성능을 나타내었다. 흥미롭게도 $9{\mu}m$의 분리막이 $16{\mu}m$ 경우보다 열 수축률 평가에서 우수한 특성을 나타내었다.

• 천문학회보
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• 제38권2호
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• pp.82.2-82.2
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• 2013

The NISS (Near-infrared Imaging Spectrometer for Star formation history) onboard NEXTSat-1 is being developed by KASI. The NISS will perform the imaging low-resolution spectroscopic observation in the near-infrared range for nearby galaxies, low background regions, starforming regions and so on. The off-axis reflecting telescope with a wide field of view (2 deg. ${\times}$ 2 deg.) will be operated in the wavelength range from 0.95 to $3.8{\mu}m$. In order to reduce thermal noise, a telescope and a HgCdTe infrared sensor will be cooled down to 200K and 80K, respectively. To evade a stray light outside a field of view and use limited space efficiently, the NISS adopted the off-axis reflective optical system. The primary and secondary mirrors, optomechanical part and mechanical structure were designed to use the same material. It will lessen the degradation of optical performance due to a thermal variation. The purpose of NISS is the observation of cosmic near-infrared background in the wide wavelength range as well as the detection of near-infrared spectral lines in nearby galaxies, cluster of galaxies and star forming regions. It will give us less biased information on the star formation history. In addition, we will demonstrate the space technologies related to the development of the Korea's leading near-infrared instrument for the future large infrared telescope, SPICA.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.642-642
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• 2013

Graphene, two dimensional single layer of carbon atoms, has tremendous attention due to its superior property such as high electron mobility, high thermal conductivity and optical transparency. Especially, chemical vapor deposition (CVD) grown graphene has been used as a promising material for high quality and large-scale graphene film. Unfortunately, although CVD-grown graphene has strong advantages, application of the CVD-grown graphene is limited due to ineffective transfer process that delivers the graphene onto a desired substrate by using polymer support layer such as PMMA(polymethyl methacrylate). The transferred CVD-grown graphene has serious drawback due to remaining polymeric residues generated during transfer process, which induces the poor physical and electrical characteristics by a p-doping effect and impurity scattering. To solve such issue incurred during polymer transfer process of CVD-grown graphene, various approaches including thermal annealing, chemical cleaning, mechanical cleaning have been tried but were not successful in getting rid of polymeric residues. On the other hand, lithographical patterning of graphene is an essential step in any form of microelectronic processing and most of conventional lithographic techniques employ photoresist for the definition of graphene patterns on substrates. But, application of photoresist is undesirable because of the presence of residual polymers that contaminate the graphene surface consistent with the effects generated during transfer process. Therefore, in order to fully utilize the excellent properties of CVD-grown graphene, new approach of transfer and patterning techniques which can avoid polymeric residue problem needs to be developed. In this work, we carried out transfer and patterning process simultaneously with no polymeric residue by using a metal etch mask. The patterned thin gold layer was deposited on CVD-grown graphene instead of photoresists in order to make much cleaner and smoother surface and then transferred onto a desired substrate with PMMA, which does not directly contact with graphene surface. We compare the surface properties and patterning morphology of graphene by scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy(AFM) and Raman spectroscopy. Comparison with the effect of residual polymer and metal on performance of graphene FET will be discussed.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권5호
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• pp.569-575
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• 2020

본 연구에서는 선박 전원용 연료전지 시스템 모델을 개발하여 순수한 산소를 공급하여 진행한 실험 결과의 비교를 통하여 연료전지 시스템 모델을 검증하였다. 검증된 모델을 활용하여 공기 압축기를 사용하여 공기를 공급할 경우에 대하여 산소를 공급한 경우와의 연료전지 출력 특성을 비교 검토하였다. 또한, 연료전지 시스템의 열물성치 변화가 스택의 출력에 어떠한 영향을 미치는지에 관하여 검토하였다. 그 결과 본 연구의 실험 범위에서 캐소드 공급 가스로 순수한 산소를 공급한 경우의 모델링을 통한 계산 결과와 실험 결과는 전 부하 영역에서 거의 동일한 전압 및 출력을 얻을 수 있었다. 560 A의 일정한 부하에서 캐소드 공급용 산소를 대신하여 공기를 공급한 경우 각각의 스택 전압은 약 14 V, 스택 출력은 약 8 kW, 스택 효율은 약 3 % 및 전체 시스템 효율은 8 % 정도 낮아짐을 알 수 있었다. 본 연구에서 검토한 열물성치 중에서 스택에 대한 냉각수의 열전달 계수가 스택의 출력에 가장 큰 영향을 미침을 알 수 있었다.