• Nuclear Engineering and Technology
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• 제42권6호
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• pp.662-669
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• 2010

To develop the manufacturing methods for the blanket first wall (FW) of the International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) and to verify the integrity of the joint, Be/Cu mockups were fabricated and tested at the KoHLT-1 (Korea Heat Load Test facility), a graphite heater facility located at the Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI). Since Be and Cu joining is the focus of the present study, the fabricated mockups had a CuCrZr heat sink joined with three Be tiles as an armor material, unlike the original ITER blanket FW, which has a stainless steel structure and coolant tubes. Hot isostatic pressing (HIP) was carried out at $580^{\circ}C$ and 100 MPa for 2 hours as the method for Be/Cu joining. Three interlayers, namely, $1{\mu}mCr/10{\mu}mCu$, $1{\mu}mTi/0.5{\mu}mCr/10{\mu}mCu$, and $5{\mu}mTi/10{\mu}mCu$ were applied as a coating to the Be tiles by a physical vapor deposition (PVD) method. A shear test was performed with the specimens, which were fabricated by the same methods as those used to fabricate the mockups. The average values were 125 MPa to 180 MPa, and the samples with the $1{\mu}mCr/10{\mu}mCu$ interlayer showed the lowest value. No defect or delamination was found in the joints of the mockups by the developed ultrasonic test using a flat-type probe with a 10 MHz frequency and a 0.25 inch diameter. High heat flux (HHF) tests were performed at $1.0\;MW/m^2$ heat flux for each mockup using the given conditions, and the results were analyzed by ANSYS-CFX code. For the test criteria, an expected fatigue lifetime about 1,000 cycles was obtained by analysis with ANSYS-mechanical code. Mockups using the interlayers of $1{\mu}mTi/0.5{\mu}mCr/10{\mu}mCu$ and $5{\mu}mTi/10{\mu}mCu$ survived up to 1,100 cycles over the required number of cycles. However, one of the Be tiles in the other two mockups using the $1{\mu}mCr/10{\mu}mCu$ interlayer was detached during the screening test, and others were detached by discharge after 862 cycles. The integrity of the joints using the proposed interlayers was proven by the HHF test, but the other interlayer requires more study before it can be used for the joining of Be to Cu. Moreover, it was confirmed that the measured temperatures agreed well with the analysis temperatures, which were used to estimate the lifetime and that the developed facility showed its capability of the long time operation.

• 멤브레인
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• 제31권2호
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• pp.87-100
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• 2021

최근 오염물질 수위의 급격한 상승세와 더불어 가속화되는 자연환경 파괴로 인해 다양한 환경 속에 쌓이는 오염물질의 검출 및 모니터링은 현대 사회의 중요한 미션 중 하나로 자리 잡았다. 본 논문에는 멤브레인 기반의 광학 센서를 활용한 미량 오염물질 검출에 대한 최근 연구 동향이 요약되어 있다. 본 논문에 포함된 연구들은 섬유소로 이루어진 멤브레인을 검출을 위한 플랫폼으로 사용하였으며, 금속 나노 입자나 형광단을 색 변화 검출을 위해 이용하였다. 제조된 광학 센서들은 모두 적절하거나 특출한 수준의 감도를 보였고, 대부분의 센서에서 타겟 물질이 아닌 이온이나 물질에는 반응하지 않는 정확성 또한 확인되었다. 검출 플랫폼으로 이용된 섬유소 멤브레인의 물리적, 화학적 특성들은 멤브레인 합성 방법이나 색 변화를 위한 광학 물질 등을 바꾸는 방법을 통해 각 연구의 목적에 맞추어 최적화될 수 있었다. 또한, 멤브레인을 기반으로 하여 제조된 센서들은 운반이 편리하고 기계적 성질이 강해 현장에서 바로 오염물질을 검출할 수도 있다는 사실이 제시되었다. 이러한 장점 덕분에 멤브레인 기반 센서들은 식용수에서 검출된 중금속의 정량화와 자연 수질환경에서 발견되는 미량 중금속 및 유독성 항생제의 감지 등 다양한 목적을 위해 활용될 수 있었다. 몇몇의 연구에서 제조된 센서들은 항균성이나 재활용성 또한 나타내었다. 대부분의 센서들이 타겟 물질을 감지한 후 육안으로도 식별 가능한 색 변화를 보였으나, 본 논문에 포함된 많은 연구들은 형광 발산, UV-vis 분광학, RGB 색 강도 차이 등을 비교 분석한 더 상세한 검출 결과를 제시하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.59-67
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• 2019

전남 남해안 지역인 광양항 동측배후단지 연약지반에서 수행한 실내시험, 현장베인시험 및 피에조콘 관입시험 결과를 이용하여 연약지반의 공학적 특성을 규명하고, 피에조콘계수 산정을 위해 최적의 피에조콘 관입시험 심도를 결정하였다. 본 논문에서 이용한 자료는 61개의 실내시험과 226회의 현장베인시험, 피에조콘 관입시험 26개소이다. 실내시험 분석 결과 남해안의 다른 지역에 비해 비중, 함수비, 액성한계 및 소성지수 등의 물리적 특성이 높게 나타나며, 일축압축강도와 비배수전단강도의 역학적 특성은 넓은 범위로 분포하고 비교적 작은 값을 나타냈다. 소성도에 의한 흙 분류 결과 소성이 큰 무기점토(CH)와 소성이 작은 무기점토(CL)로 분류되었으며, Robertson(1990) 분류도표에 의한 흙 분류 결과 대부분 Type 3인 점성토에 해당하였다. 현장베인시험으로 구한 비배수전단강도를 기준으로 경험적 방법에 의해 피에조콘계수를 산정했다. 이를 위해 현장베인시험 측정심도와 비교되는 피에조콘 관입시험의 적정 측정심도 범위를 설정하기 위해 3가지 심도범위로 상관성을 분석한 결과 베인 길이의 5배 범위 측정값의 평균을 사용하는 것이 높은 상관성을 보여준다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권6호
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• pp.901-908
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• 2018

흑연은 리튬이온전지에 사용 되는 대표적인 음극활물질이다. 그러나 최대 이론 용량이 $372mA\;h\;g^{-1}$으로 제한되기 때문에 고용량의 리튬이온전지 개발을 위해서는 새로운 음극 소재 활물질이 필요하다. 실리콘의 최대 이론 용량은 $4200mA\;h\;g^{-1}$으로 흑연보다 높은 값을 나타내지만 부피 팽창이 400%로 크기 때문에 음극 소재 활물질로 바로 적용하기에는 적합하지 않다. 따라서 부피 팽창으로 인한 방전 용량의 감소를 최소화하기 위해 건식 방법으로 실리콘을 분쇄 하여 기계적 응력 및 반응상의 체적 변화를 감소시키고 입도 제어 된 실리콘 입자에 탄소를 코팅하여 체적의 변화를 억제하였다. 그리고 탄소 섬유를 입자 표면에 실타래처럼 성장시켜 2차적으로 부피 팽창을 제어하고 전기전도성을 개선하였다. 실험 변수에 따른 재료들의 물리화학적 특성을 XRD, SEM 및 TEM을 사용하여 측정하였고 전기화학적 특성을 평가 하였다. 본 연구에서는 실리콘의 수명 특성을 향상시켜 음극 소재 활물질로 사용 할 수 있는 합성 방법에 대하여 알아보았다.

• 지질공학
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• 제29권1호
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• pp.23-35
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• 2019

우리나라의 경우 자연사면에서 발생되는 산사태는 대부분 여름철의 집중호우에 기인되며 주로 토층지반에서 발생된다. 집중호우로 인해 자연사면의 토층지반이 포화되고 지반지지력이 약화되어 사면붕괴 가능성이 높아진다. 사면안정성과 토석류 확산성 평가시에는 지반의 토질특성 분석이 필수적이다. 본 연구는 서울지역 주요 산지 관악산, 수락산과 북한산에 분포한 화강암토층지반을 대상으로 총 44개소에서 시료를 채취하여 물리 역학적 특성에 관한 지반공학시험을 통한 토질특성을 분석하였다. 그리고 산사태 발생 유발인자와 관계되는 토질의 물성과 공학특성을 산지별로 구분하여 대비하고 토질물성 간의 상관성을 분석하였다. 시험분석 결과에 따르면, 연구대상지역의 토층은 전반적으로 양호한 입도의 모래 또는 점토질모래로 분류할 수 있다. 특히 조립토와 세립토 함유율이 각각 95%와 5%로 대부분 산지에서 점토함량이 매우 낮으며, 모래를 다량 함유한 토층지반으로 나타났다. 밀도, 액성한계, 그리고 습윤단위중량은 각각 $2.62{\sim}2.67g/cm^3$, 27.93~38.15% 및 $1.092{\sim}1.814g/cm^3$인 것으로 나타났다. 점착력과 내부 마찰각은 각각 4 kPa 및 $35^{\circ}$로서 산지별 큰 차이가 없었으며, 투수계수는 $3.07{\times}10^{-3}{\sim}4.61{\times}10^{-2}cm/sec$로서 보통~빠른 정도의 투수성지반으로 평가되었다. 투수계수는 균등계수와 반비례적 관계이고, 유효입경과는 비례적인 관계로 나타났다. 투수계수와 균등계수 관계식은 산지별로 다소 차이를 보이는 반면, 투수계수와 유효입경은 산지별로 거의 유사한 경향성을 보였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권4호
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• pp.53-58
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• 2018

집적회로 소자의 축소가 물리적 한계에 도달 한 이후 3D 패키징, 임베디드 패키징 및 팬 아웃 웨이퍼 레벨 패키징(FOWLP, fan-out wafer level packaging)과 같은 혁신적인 패키징 기술들이 활발히 연구되고 있다. 본 연구에서는 FOWLP의 다층 재배선(redistribution layer)에 사용하기 위한 유무기 하이브리드 유전체 소재의 공정을 평가하였다. 폴리이미드(PI) 또는 폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸(PBO)과 같은 현 유기 유전체와 비교하여 폴리실세스키옥산(polysilsesquioxane, PSSQ)라고 불리는 유무기 하이브리드 유전체는 기계적, 열적 및 전기적 안정성을 향상시킬 수 있고, UV 노광을 통하여 경화 공정과 패턴 공정을 동시에 할 수 있는 장점이 있다. 폴리실세스키옥산 용액을 6 인치 Si 웨이퍼에 스핀 코팅한 후 pre-baking과 UV 노광 공정을 이용하여 패턴 및 경화를 진행하였다. 10분의 UV 노광 시간으로 경화와 $2{\mu}m$ 라인 패턴 형성이 동시에 진행됨을 확인하였고, 경화된 폴리실세스키옥산 유전체의 유전상수는 2.0에서 2.4 로 측정되었다. 폴리실세스키옥산 소재를 이용하여 고온 경화 공정없이 UV 노광 공정만으로 경화와 패턴을 할 수 있는 공정 가능성을 보였다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.87-94
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• 2019

본 논문에서는 4차 산업혁명시대에 소셜 네트워크 상에서 축적된 소비자들의 비정형 데이터를 서비스디자인과 사회심리학적 측면에서 데이터를 활용해 분석하는 방법을 제안하였다. 먼저 물리적인 공간보다 소셜 네트워크 상의 공간에서 주관적이며 집단적 행위를 보여주는 팬덤 현상을 데이터서비스의 관점에서 정의하였다. 팬덤 모델은 기존의 서비스디자인에서 개인적인 수준으로 분석하였던 고객의 페르소나를 집단적인 수준으로 변환시켰으며, 소비자의 빅데이터를 분석하는 소셜 네트워크 분석은 이를 패턴화하고 시각적으로 분석할 수 있는 효율적인 방법으로 제시하였다. 소셜 리스닝으로 수집한 소비자의 데이터는 연관성, 안정성, 결측정도, 그리고 고유성을 기준으로 Column별 데이터전처리를 진행하였다. 위의 데이터를 기반으로 기업의 브랜드 전략을 적극적 개입형과 소극적 개입형으로 나누고 이러한 전략적 태도가 소비자의 팬덤 커뮤니티의 성장방향성에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해 소비자의 팬덤 모델을 브랜드전략이 가지는 총 4가지 전략인 독립형, 분산형, 통합형, 그리고 중앙집중형으로 나누어서 제안하였고, 소비자의 팬덤 형상을 시간에 따라 변화추이를 분석하는 성장모델분석 기법으로 제안하였다.

• Composites Research
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• 제33권6호
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• pp.371-376
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• 2020

접착강도는 표면처리 기술을 통해 향상시킬 수 있다. 가장 일반적인 방법은 기계적인 결합력을 향상시킬 수 있는 접착 표면의 변화이다. 본 연구는 접착면의 레이저 표면 처리가 기계적 결합력에 미치는 영향과 탄소섬유 강화 복합재료(CFRP)의 접착 결합에 대해 설명한다. 1064 nm의 레이저를 활용하여 표면 조도를 패턴화했다. 레이저 샷의 수, 패턴의 방향, 길이가 CFRP/CFRP 단일 조인트의 접착력에 미치는 영향을 인장 시험을 통해 조사했다. ASTM D5868에 따른 시험을 수행하였으며, 파단 후 손상된 표면을 분석하여 결합 메커니즘을 결정했다. 접착 강도의 증가를 위해서는 CFRP 표면에 최적화된 레이저 샷의 수와 조도 깊이가 구성되어야 한다. 인장방향에서의 전단응력을 고려할 때, 접착층의 파단 경로를 길어지게 하는 45°의 방향의 조도가 접착강도의 증가를 야기했다. 그러나 레이저에 의한 조도의 길이는 접착 강도에 크게 영향을 주지 못했다. 레이저를 이용한 접착면의 표면처리는 기계적 결합 메커니즘을 확보하고 CFRP 접착 조인트의 접착 강도를 향상시키는 적합한 방법이라는 결론을 도출할 수 있다. 레이저 처리를 이용한 이점을 완전히 이용하기 위해서는 최적화된 레이저 공정 변수에 대한 연구가 반드시 필요하다.

• 터널과지하공간
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• 제31권1호
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• pp.10-24
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• 2021

지하 구조물 구축 시 구조물의 안정성을 확보하기 위해서는 주변 암반에 대한 암반 분류가 필수적으로 수행해야 한다. 특히 암반 내에 존재하는 불연속면은 암반의 물리적, 역학적 특성에 지배적인 영향을 미치므로 암반 불연속면에 대한 정확한 정보의 획득을 통해 신뢰도 높은 암반분류값을 제시하는 것은 매우 중요한 요소이다. 이러한 암반 분류는 지금까지 대부분 수작업을 통해 수행되었다. 그러나 대규모 지질조사와 같은 대형 조사면적에 대한 정확도의 부재, 비숙련자에 의한 암반 등급 결정값의 신뢰도 결여 등에 대한 문제점들이 항시 제기되어 왔다. 따라서 최근에 와서는 넓은 범위에 대해서도 신속하고 정확한 암반 분류를 위해 LiDAR를 이용한 암반 분류의 자동화에 대한 연구가 국내·외적으로 널리 이루어지고 있는 추세이다. 그러나 LiDAR 촬영으로 획득되는 point cloud로부터 불연속면의 정보를 분석하는 알고리즘의 특성에 따라 상이한 결과가 도출될 수 있으며, 숙련자에 의한 수작업의 결과를 완벽하게 대체하기에는 미흡한 경우가 종종 발생하고 있다. 따라서 본 연구에서는 LiDAR 촬영으로 획득한 point cloud로부터 불연속면을 추출하는 다양한 알고리즘을 설명하였으며, 이들 알고리즘을 이용하여 실제 암반 사면을 대상으로 불연속면을 추출하는 과정을 분석하였다. 본 연구에서 제시하는 다양한 알고리즘의 적용 과정은 향후 LiDAR 등을 통하여 획득한 디지털 데이터로부터 암반 불연속면을 추출하는 연구에서 참고자료로 활용될 것을 기대한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권12호
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• pp.21-30
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• 2011

산업단지 조성 시 건설폐토석을 활용하기 위해 건설폐기물로부터 선별 처리된 토석에 대하여 물리 역학적 특성과 용출 특성을 분석하였다. 지반 내 알칼리 이온의 확산에 대한 실험은 XRF, ICP방법을 이용하여 분석하였다. 또한, 환경적인 영향을 확인하기 위하여 어류독성시험을 병행하였다. 건설폐토석은 실내실험에서 공학적인 성토기준과 토양오염 기준을 만족하였다. 그러나 건설폐토석과 물이 1:1의 비율로 혼합된 수용액은 알칼리 이온에 의해 높은 농도의 pH를 유지하는 것으로 나타났다. 수도이온농도가 9.0이상으로 상승하는 주요 원인은 CSH계 시멘트 성분에 의한 수산화칼슘용액인 것으로 추정된다. 건설폐토석 내 높은 pH 농도는 어류의 생태에 독성을 유발하게 된다. 조사자료를 바탕으로 Visual Modflow Ver. 2009를 이용하여 지반 내 pH 농도의 확산범위를 분석하였다. 건설폐토석 내 높은 pH 농도는 시멘트 성분으로 인해 장기간 동안 존재할 수 있으므로 성토 초기에 양질의 화강풍화토와 혼합하여 pH를 조절하는 것이 필요하다.