• 한국환경보건학회지
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• 제28권2호
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• pp.117-129
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• 2002

Concentration of welding fumes and their components is known to be hazardous to welder and adjacent worker. To determine the generation rates of metals in fumes, $CO_2$ flux cored arc welding on stainless steel was performed in well designed fume collection chamber. Variables were different products of flux cored wire(2 domestic products and 4 foreign products) and input energy(low-, optimal- , high input energy). Mass of welding fumes was determined by gravimetric method(NIOSH 0500 method), and 17 metals were analysed by inductively coupled plasm-atomic emission spectroscopy(NIOSH 7300 method). Flux cored wire tube and flux were analysed by scanning electron microscopy to determine their metal composition. 17 metals were classified by their generation rates. Generation rates of iron, manganese, potassium and sodium were all above 50mg/min at optimal input energy level. Generation rates of chromium and amorphous silica were 25~50mg/min. At 1~25mg/min level, nickel, titanium, molybdenum, and aluminum were included. Copper, zinc, calcium, lead, magnesium, lithium, and cobalt were generated below 1 mg/min. Generation rates of metal components in fumes were influenced by input energy, types of flux cored wire. Flux cored wire was consisted of outer shell tube and inner flux. Iron, chromium, and nickel were the major components of outer tube. Flux contained iron, chromium, nickel, potassium, sodium, silica, and manganese. The use of flux cored wire can increase the hazards by increasing the amounts of fumes formed relative to that of solid wire. The reason might be the direct transfer of elements from the flux, since the flux is fine power. Ratio of metals to the fume of flux cored wire was lower than that of solid wire because non-metal components of flux were transferred. Total metal content of fumes in flux cored arc welding was 47.4(24.3~57.2) percent that is much lower than that of solid wire, 75.9 percent. We found that generation rates of iron, manganese, chromium and nickel, all well known to cause work related disease to welder, increased more rapidly with increasing input energy than those of fumes. To reduce worker exposure to fumes and hazardous component at source, further research is needed to develop new welding filler materials that decrease both the amount of fumes and hazardous components.

• 한국환경보건학회지
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• 제43권2호
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• pp.103-110
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• 2017

Objectives: This study was performed to provide basic data for the re-establishment of standards (criteria) and analytical methods for hazardous metals in nail enamel. Methods: Ten metals (lead; Pb, arsenic; As, cadminum; Cd, antimony: Sb, cobalt; Co, nikel; Ni, copper; Cu, chromium; Cr, aluminum; Al, and mercury; Hg) were measured in 67 commercial nail enamels containing glitter and/or pearls. The content of hazardous metals (excepting Hg) was determined by using an inductively coupled plasma-optical emission spectrophotometer (ICP-OES) after microwave digestion. Mercury content was measured by a mercury analyzer without any preparation. Results: The detected ranges of the intact samples were as follows: $ND-1.756{\mu}g/g$ for Pb, $ND-1.24{\mu}g/g$ for As, ND for Cd, $ND-20.41{\mu}g/g$ for Sb, $ND-12.36{\mu}g/g$ for Co, $ND-7.908{\mu}g/g$ for Ni, $0.088-79.27{\mu}g/g$ for Cu, $0.281-18.54{\mu}g/g$ for Cr, $13.78-3563{\mu}g/g$ for Al, and $ND-0.044{\mu}g/g$ for Hg. After centrifugation, the detected ranges of supernatant were as follows: $ND-0.435{\mu}g/g$ for Pb, $ND-0.504{\mu}g/g$ for As, ND for Cd, $ND-0.035{\mu}g/g$ for Sb, $ND-13.17{\mu}g/g$ for Co, $ND-0.232{\mu}g/g$ for Ni, $0.117-90.07{\mu}g/g$ for Cu, $0.174-2.787{\mu}g/g$ for Cr, and $9.459-1565{\mu}g/g$ for Al. The results of this analysis showed that the levels of heavy metals such as Pb, As, and Sb were much higher in the intact samples than those of supernatant. Conclusion: In the present study, we found that the levels of hazardous metals were significantly different depending on the status of the presence of glitter. Based on the results, we recommend that the product consumer refrain from prolonged application of nail enamel, avoid biting or chewing the nails, and wear gloves during cooking and washing dishes.

• Journal of Oral Medicine and Pain
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• 제42권4호
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• pp.102-108
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• 2017

Purpose: Many metal ions released from dental casting alloys have been reported to influence the intraoral symptoms of oral lichen planus (OLP) and burning mouth syndrome (BMS). The aim of this study was to investigate the relationship between salivary metal ion levels and the prosthetic duration as well as to evaluate the time-dependent morbid effects of metal ions in OLP and BMS patients. Methods: Three study groups consist of the following subjects respectively: 17 OLP patients, 12 BMS patients, and 12 patients without oral symptoms. The salivary concentrations of 13 metal ions (copper, cobalt, zinc, chromium, nickel, aluminum, silver, iron, titanium [Ti], platinum, tin, palladium, and gold) were measured by Laser Ablation Microprobe Inductively coupled Plasma Mass Spectrometry. Results: The Ti ions had statistically significant differences among the groups with a prosthetic duration of less than 5 years. There were no significant differences between all ion levels among the groups wearing dental cast alloys for over 5 years. In the BMS group, the level of Ti ions in patients with prosthetic restorations less than 5 years old were significantly high (p<0.05). Conclusions: In the BMS group, 3-60 months during which salivary Ti levels were higher were matched with the duration of burning symptoms ($15.6{\pm}17.1months$). Furthermore, Ti ions were statistically high in the oral cavity of BMS patients fitted with dental casting alloys for 5 years. These results suggest that Ti ions released from dental implants and oral prostheses could attribute to burning sensation of BMS.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.72-72
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• 2009

전자부품의 내부접속 및 파워반도체의 다이본딩과 같은 1차실장에는 고온환경에서의 사용과 2차실장에서의 재용융방지를 위해 높은 액상선온도 및 고상선온도를 필요로 하여, Pb-5wt%Sn, Pb-2.5wt%Ag로 대표되는 납성분 85%이상의 고온솔더가 널리 사용되고 있다. 생태계와 인체에 대한 납의 유해성이 보고된 이래, 무연솔더에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔으나, Sn-Ag-Cu계로 대표되는 Sn계 합금으로 대체 중인 중온용 솔더와는 달리, 고온용 솔더에 대해서는 대체합금에 대한 연구가 미흡한 실정이다. 대체재의 부재로 인해 기존의 납을 다량함유한 솔더로 1차실장이 지속됨으로서, 2차실장의 무연화에도 불구하고 전자부품 및 기기의 재활용에 큰 어려움을 겪고 있다. 지금까지 고온용 무연솔더로서는 융점에 근거해 Au-(Sn, Ge, Si)계, Bi-Ag계, Zn-(Al, Sn)계의 극히 제한된 합금계만이 보고되어 왔다. Au계 솔더는 현재 플럭스를 사용하지 않는 광학, 디스플레이 분야 등 고부가가치 공정에 사용되고 있으나, 합금가격이 매우 비싸며 가공성이 나빠 대체재료로서는 적합하지 않다. Bi-Ag계 솔더 또한 취성합금으로 와이어 및 박판으로 가공하는데 어려움이 크며, 솔더로서 중요한 특성중 하나인 전기전도도 및 열전도도가 나쁜 편이다. 이에 비해, Zn계 합금은 비교적 낮은 합금가격, 적절한 가공성과 뛰어난 인장강도, 우수한 전기전도도 및 열전도도를 지녀, 고온용솔더 대체재료의 유력한 후보로 생각된다.이전 연구에서, 필자의 연구그룹은 Zn-Sn계 합금을 고온용 무연솔더로서 제안한 바 있다. Zn-Sn계 합금은 충분히 높은 융점과 함께, 금속간화합물이 없는 미세조직, 우수한 기계적 특성, 높은 전기전도도 및 열전도도 등의 장점을 나타내었다. 본 연구에서는 기초합금특성상 고온솔더로서 다양한 장점을 지닌 Zn-30wt%Sn합금을 고온용 솔더의 대표적인 적용의 하나인 다이본딩에 적용하여, 접합부의 강도 및 미세조직, 열피로 신뢰성에 대해 분석을 함으로서 실제 공정에의 적용가능성에 대해 검토하였다. Zn-30wt%Sn을 이용해 Au/TiN(Titanium nitride) 코팅한 Si다이를 AlN-DBC(aluminum nitride-direct bonded copper)기판에 접합한 결과, 양측에 완전히 젖은 기공이 없는 양호한 다이접합부를 얻었으며, 솔더내부에는 금속간화합물을 형성하지 않았다. Si다이와의 계면에는 TiN만이 존재하였으며, Cu와의 계면에는 Cu로부터 $Cu_5Zn_8,\;CuZn_5$의 반응층을 형성하였다. 온도사이클시험을 통한 열피로특성평가에서, Zn-30wt%Sn를 이용한 다이접합부는 1500사이클 지점에서 Cu와 Cu-Zn금속간화합물의 사이에서 피로균열이 형성되며, 접합강도가 크게 감소하였다. 열피로특성 향상을 위해 Cu표면에 TiN코팅을 하여 Zn-30wt%Sn 솔더로 다이접합한 결과, Si다이와 기판 양측에 TiN만으로 구성된 계면을 형성하였으며, TEM관찰을 통해 Zn-30wt%Sn과 극히 미세한 접합계면이 형성하고 있음을 확인하였다. Zn-wt%30Sn솔더와 TiN층의 병용으로 2000사이클까지 미세조직의 변화 및 강도저하가 없는 극히 안정된 고신뢰성의 다이접합부를 얻을 수가 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권4호
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• pp.517-523
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• 2015

금속 배선형성 재료가 구리로 대체됨에 따라 다마신(damascene) 공정이 도입되었고, 과증착된 구리를 화학적 기계적 평탄화(Chemical Mechanical Polishing, CMP) 방식을 통해 제거하는 구리 화학적 기계적 평탄화 공정이 필요하게 되었다. 본 연구에서는 중성영역 구리 화학적 기계적 평탄화 공정용 슬러리의 구성 요소 중 하나인 부식 방지제에 아미노기($-NH_2$)와 카르복실기(-COOH)를 부착시켜 그에 따른 영향성을 확인하고자 하였다. 1H-1,2,4-트리아졸(1H-1,2,4-triazole)을 기준 부식방지제로 선정하여 식각속도, 제거속도 및 화학적 식각력을 측정한 결과 아미노기는 높은 구리 식각 능력을 보여주는 반면, 카르복실기는 부식방지제 효과가 증대되어 기본 부식방지제보다 낮은 식각 능력을 보여주었다. 이는 높은 제거속도가 필요한 1차 구리 화학적 기계적 평탄화 공정에는 아미노기가, 높은 구리 제거속도/식각속도 비를 필요로 하는 2차 구리 화학적 기계적 평탄화 공정에는 카르복실기가 적합하다는 결론을 보여준다.

• 대한안전경영과학회:학술대회논문집
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• 대한안전경영과학회 1999년도 추계학술대회
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• pp.543-563
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• 1999

본 연구에서는 특수 설계된 연면방전(Surface discharge induced Plasma Chemical Process, SPCP) 반응기로부터 발생하는 플라스마에 의하여 일산화질소(NO)와 이산화질소($NO_2$)등 유해 환경오염 가스를 주파수, 유량, 농도, 전극재질 및 감은 횟수 등의 공정변수 변화에 따른 분해율, 소비전력 및 소비전압 등을 측정하여 최적의 공정조건과 최대의 분해효율을 얻고자 하였다. 표준시료로서 일산화질소와 이산화질소를 고전압발생기의 주파수(5~50kHz), 유해가스의 체류시간(1~10.5 초)과 초기농도(100~1000 ppm), 전극의 재질(W, Cu, Al), 전극의 굵기(1, 2, 3 mm)및 감은횟수(7회, 9회, 11회)에 대하여 플라스마 연면방전 반응기를 이용하여 분해효율을 구하였다. 유해가스(NO, $NO_2$)의 분해제거 실험결과, 10 kHz의 주파수와 각각 19.8와 20 W의 소비전력에서 각각 94.3, 84.7 %로 가장 높은 분해제거율을 나타내었고, 20 kHz이상에서는 주파수가 커질수록 분해율이 감소하였다. 또한 연면방전 반응기에서 유해가스의 체류시간이 길수록, 그리고 초기농도가 작을수록 분해율은 증가하였다. 방전전극에 대한 영향은 전극의 굵기가 굵을수록 분해율이 증가하여 본 실험의 경우 3 mm의 전극을 사용하였을 때 가장 높은 분해율을 나타내었고, 전극의 재질은 텅스텐을 사용하여 방전한 경우에 가장 높은 분해율을 보였으며 구리, 알루미늄의 순으로 낮아졌다. 방전전극의 감은 횟수에 대한 영향은 7회, 9회, 11회의 순으로 감은 횟수가 많을수록 분해율이 높아짐을 알 수 있었다.

• 한국조리학회지
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• 제19권5호
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• pp.100-109
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• 2013

본 연구는 성인 311명 탈모 모발의 19가지 미네랄 함량을 평균, 성별, 연령별, 모발의 화학적 시술 여부 등으로 나뉘어 분석하였다. 연구결과 모발 내 미네랄 원소의 평균함량은 모두 권장기준치 범주 안에 있었으므로 탈모에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으며, 남녀간 모발의 미네랄 함량 분석 결과 영양원소 중 나트륨(p<.01), 칼륨(p<.01), 세레륨(p<.001)은 남성이, 칼슘, 마그네슘, 구리, 망간은 여성이 높게 나타났다. 독성원소의 경우 수은(p<.001) 비소(p<.01) 안티몬(p<.001)은 남성에게서 더 많은 함량이 검출되었다. 연령별 미네랄 함량을 분석한 결과 칼륨(p<.05), 철(p<.01), 망간(p<.05), 크롬(p<.01), 수은(p<.01)이 연령이 증가할수록 함량이 통계적으로 유의하였다. 특히 수은의 경우 50대 이상의 연령에서 축적함량(1.2904ppm)이 권장 참고수치(<1.1ppm)보다 초과하여 나타났다. 또 자연 상태 모발과 화학적 시술(펌, 염색) 모발 간의 미네랄 함량 분석 결과 셀레늄(p<.01), 납(p<.05), 알루미늄(p<.05), 비소(p<.01)등이 자연 상태 모발에서 함량이 높았으며, 칼슘(p<.001), 마그네슘(p<.001), 망간(p<.01)등은 염색이나 퍼머넌트를 한 모발에서 함량이 높게 나타났다. 이러한 연구 결과를 토대로 미네랄 함량의 과다 축적 및 미달이 탈모에 직접적인 영향을 미치지 않았으나 일부 중금속 경우는 남성들의 탈모에 다소 영향을 미치는 것을 알 수 있었으며, 이러한 선행 연구를 바탕으로 한 다음 연구에서는 이 자료가 비교분석 기초 자료로 활용될 것으로 사료된다.

• 한국재료학회지
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• 제9권3호
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• pp.288-294
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• 1999

솔더 범프를 사용하는 플립 칩 접속기술에서 범프와 칩 사이에 위치하는 금속 충들의 조합을 UBM(Under Bump Metallurgy)라고 부르며 이 UBM을 어떤 조합으로 사용하는 가에 따라 접속의 안정성이 크게 좌우된다. 본 연구에서는 UBM중에서 솔더 접착 층으로 사용되는 구리 층의 두께를 $1\mu\textrm{m}와 5\mu\textrm{m}$로 하는 한편 barrier 층으로 사용되는 금속 층을 Ti, Ni, Pd으로 변화시키면서 이들 UBM과 공정 납-주석 사이의 계면반응을 살펴보았다. 이를 위해 $100\mu\textrm{m}$ 크기의 솔더 범프를 전해도금법을 사용하여 제작하고 리플로 횟수와 시효시간에 따른 각 UBM에서의 금속간 화합물의 성장을 관찰하였다. $Cu_6Sn_5 \eta'$-상 금속간 화합물이 모든 조건에서 형성되었고 Cu층의 두께가 $5\mu\textrm{m}$로 두꺼운 경우에는 $Cu_3Sn \varepsilon$-상도 관찰되었다. Pd을 사용한 UBM 구조에서는 시효 처리시에 $Cu_6Sn_5$ 상 아래쪽에 $PdSn_4$상이 형성되었다. 또한 이들 계면에서의 금속간 화합물의 성장은 솔더 범프의 접속강도 값과 밀접한 관계를 가진다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.1916-1923
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• 2007

대역통과용 표면 탄성파 필터 제작하기 위하여 Langasite 기판위에 빗살무의 변환기를 형성 시켜 모의실험을 수행하였으며, 전극재료로는 Al-Cu를 사용하였다. 모의실험을 바탕으로 입력단에는 IDT를 직렬형태로 연결시킨 block 형태로 하중을 가하는 전극 방법을 쓰고 출력 단은 withdrawal 형태로 하중을 가하는 방법을 써서 제작하였다. 이를 바탕으로 광대역의 SAW 필터 전극 설계 방식에 대한 적절한 위상조건도 얻고자 시도하였다. Langasite 기판위에 형성시킨 입출력 빗살무의 변환기 전극 수는 50쌍, 두께는 $5000\;{\AA}$으로 하였으며, 반사기 폭은 $3.6{\mu}m$으로 하였다. 그리고 hot전극과 반사기사이의 거리는 각각 $2.0{\mu}m\;2.4{\mu}m$로 제작하였고, hot전극에서부터 접지전극까지 간격은 $1.5{\mu}m$로 하였으며 전극 모양은 좌우 동일한 형상을 채택하였다. 제작한 필터의 주파수 특성은 중심주파수가 대략 190MHz정도, 대역폭은 7.8MHz 이하로 측정되었으며, matching 후 return-loss는 -18dB 이하이고, 리플 특성은 3dB 이하이며, 반사에 의한 잔향은 -25dB 이하로 측정되었다.

• 청정기술
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• 제27권2호
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• pp.139-145
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• 2021

본 연구의 목적은 건식 공정을 통해 폐전지에서 금속을 회수하는 것이다. 특히, 열처리 온도를 변수로 하여 공정 중에 발생되는 액상 및 기상상태의 생성물과 공정 후에 회수되는 고상상태의 생성물에 대하여 정성 및 정량적으로 분석하여 비교하였다. 폐전지의 커버를 제거한 후, NaCl 용액에 존치하여 방전시켰다. 폐전지를 파쇄과정을 통하여 가루형태로 만들어서 산소 분위기의 튜브 전기로에서 폐전지의 용융실험을 수행하였다. 리튬이온 폐전지는 반응온도 850 ℃에서 고체상태 생성물의 회수율은 80.1 wt%이었고, 주성분은 27.2 wt%의 코발트이었으며 그 외 리튬, 구리, 알루미늄 등이 미량 존재하였다. 니켈-수소 폐전지는 반응온도 850 ℃에서 회수율이 99.2 wt%로 건식공정으로부터 손실되는 금속이 거의 없었으며 약 37.6 wt%의 니켈이 주성분이었다. 그 외, 철을 포함하여 여러 금속을 가지고 있다. 니켈-카드뮴 폐전지는 온도가 증가할수록 카드뮴이 기화되면서 회수율이 65.4 wt%까지 낮아진다. 반응온도 1050 ℃에서 회수된 고체상태의 주 금속성분은 41 wt%의 니켈과 12.9 wt%의 카드뮴이었다. 또한 니켈-카드뮴 폐전지는 다른 이차 폐전지로부터 검출되지 않은 벤젠과 톨루엔 성분이 기체상태의 생성물에서 검출되었다. 본 연구 결과는 폐 이차전지의 건식 리사이클링 공정 연구에 기초 자료로서 활용 가능하다.