• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.292-303
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• 2011

본 연구에서는 현재 전 세계적으로 해안선 회복공법의 주류가 된 연성방어 중 하나인 샌드바이패싱을 위한 새로운 시스템을 제안하고자 한다. 검증을 위하여 경제성을 고려한 연구장비를 설계 및 제작하였다. 본 장비의 모래 토출율 예측은 일반적인 하천준설 시스템에 적용시켜 정류상태에서 시간당 토출된 물과 토사 무게를 측정 분석하는 방법으로 수행했다. 자료의 분석 결과, 본 시스템은 이론치에 약 9.6% 차이로 근접한 618 ton/hr의 토출율을 나타냈다. 본 토사류는 고밀도 흐름으로 가정했을 때 비교적 높은 수준으로 예측이 가능함을 알았다. 현장실험에 의한 토출율을 기초로 모래의 토출부피를 예측하였다. 본 시스템과 동일한 400 HP 엔진, 흡입 파이프 300 mm (12 inch), 토출 파이프 250 mm(10 inch)인 미국 플로리다 South Lake Worth Inlet에 설치되어 있는 고정식 샌드바이패싱 장비는 함미비가 20% 수준이며 토사 토출율이 $110\;m^3/hr$이다. 본 연구에서 제안된 장비의 펌핑 능력은 함미비가 동일할 때, 플로리다 설비와 거의 유사한 토사 효율이 $103\;m^3/hr$로 예측된다. 본 장비는 플로리다에 설치된 고정식이 아니며 친수성을 고려한 이동식 형태이다. 플로리다 South Lake Worth Inlet 설비의 샌드바이패싱 단가는 미화 8~9 달러/$m^3$이다(Brunn, 1993). 본 시스템은 모래량이 적은 경우에 적절하며 이동을 위한 별도의 장비가 필요하지 않으므로 경제적이고 운행을 위해 25~30 l/hr의 경유가 소모된다. 많은 양의 모래이동을 위해 다수의 소형장비를 동시에 운영하는 시스템은 추후 연구대상이 될 것으로 기대된다.

• 한국진공학회지
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• 제17권1호
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• pp.16-22
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• 2008

[ $O_2/SF_6$ ], $O_2/N_2$ 그리고 $O_2/CH_4$의 혼합 가스를 이용하여 폴리카보네이트의 플라즈마 식각을 연구하였다. 플라즈마 식각 장비는 축전 결합형 플라즈마 시스템을 사용하였다. 폴리카보네이트 식각은 감광제 도포 후에 UV 조사의 포토리소그래피 방법으로 마스크를 제작하여 실험하였다. 본 식각 실험에서는 $O_2$와 다른 기체와의 혼합비와 RIE 척 파워 증가에 따른 폴리카보네이트의 식각 특성 연구를 중심으로 하였다. 특히 건식 식각 시에 사용한 공정 압력은 100 mTorr로 유지하였으며 공정 압력은 기계적 펌프만을 사용하여 유지하였다. 식각 실험 후에 표면 단차 측정기, 원자력간 현미경 그리고 전자 현미경 등을 이용하여 식각한 샘플을 분석 하였다. 실험 결과에 의하면 폴리카보네이트 식각에서 $O_2/SF_6$의 혼합 가스를 사용하면 순수한 $O_2$나 $SF_6$를 사용한 것보다 각각 약 140 % 와 280 % 정도의 높은 식각 속도를 얻을 수 있었다. 즉, 100 W RIE 척 파워와 100 mTorr 공정 압력을 유지하면서 20 sccm $O_2$의 플라즈마 식각에서는 약 $0.4{\mu}m$/min, 20 sccm의 $SF_6$를 사용하였을 때에는 약 $0.2{\mu}$/min의 식각 속도를 얻었다. 그러나 60 %의 $O_2$와 40 %의 $SF_6$로 혼합된 플라즈마 분위기에서는 20 sccm의 순수한 $O_2$에 비해 상대적으로 낮은 -DC 바이어스가 인가되었음에도 식각 속도가 약 $0.56{\mu}m$/min으로 증가하였다. 그러나 $SF_6$ 양의 추가적인 증가는 폴리카보네이트의 식각 속도를 감소시켰다. $O_2/N_2$와 $O_2/CH_4$의 플라즈마 식각에서는 $N_2$와 $CH_4$의 양이 각각 증가함에 따라 식각 속도가 감소하였다. 즉, $O_2$에 $N_2$와 $CH_4$의 혼합은 폴리카보네이트의 식각 속도를 저하시켰다. 식각된 폴리카보네이트의 표면 거칠기 절대값은 식각 전에 비해 $2{\sim}3$ 배정도 증가하였지만 전자현미경으로 표면을 관찰 하였을 때에는 식각 실험 후의 폴리카보네이트의 표면이 깨끗한 것을 확인할 수 있었다. RIE 척 파워의 증가는 -DC 바이어스와 폴리카보네이트의 식각 속도를 거의 선형적으로 증가시켰으며 이 때 폴리카보네이트의 감광제에 대한 식각 선택비는 약 1:1 정도였다. 본 연구의 의미는 기계적 펌핑 시스템만을 사용한 간단한 플라즈마 식각 시스템으로도 $O_2/SF_6$의 혼합 가스를 사용하면 폴리카보네이트의 미세 구조를 만드는데 사용이 가능하며 $O_2/N_2$와 $O_2/CH_4$의 결과에 비해 상대적으로 우수한 식각 조건을 얻을 수 있었다는 것이다. 이 결과는 다른 폴리머 소재 미세 가공에도 응용이 가능하여 앞으로 많이 사용될 수 있을 것으로 예상한다.