H形鋼보의 橫挫屈에 관한 實驗的 硏究

박상균 江原大學校 大學院 1987 국내석사

아동실종 예방을 위한 안전교육 실태조사

박상균 용인대학교 2009 국내석사

본 연구는 아동실종예방을 위한 시큐리티 분야의 교육적 역할증진에 대하여 교육적 중요성을 인식하고 올바르게 실천 해 나아갈 방향을 제공하고자 수행되었다. 구체적으로 예방교육의 교육담당자의 올바른 선택과 가정에서의 실종예방 교육의 참여도는 어떠한지를 알아보고, 얼마나 자주, 어떠한 방법으로 이루어지고 있는지를 조사하여 아동실종예방교육에 대한 요구 및 참여도는 어떠한지 부모의 성별, 자녀의 성별에 따라 차이가 있는지를 조사하였다. 그러므로 연구대상은 수도권 지역의 유치원 및 초등학교 6, 7, 8세 아동전기의 부모 363명을 대상으로 본 연구자가 제작한 “아동실종예방교육의 참여도와 실태에 관한 조사”설문지를 사용하여 수행되었다. 자료처리는 SPSS/WIN 12.0을 사용하여 전사적 통계처리를 실시하였고 연구가설에 따라 빈도분석과 t-검증 및 나아가 집단 간 인식의 독립성과 동질성을 검증하기 위해 교차분석(-test)을 실시하여 다음과 같은 결론을 도출하였다. 첫째, 아동실종 예방교육의 교육 담당자로서의 직업군의 차이로서는 자녀의 성별에 구분 없이 부모교육이 가장 높은 것으로 나타났다. 둘째, 성별의 구분 없이 자녀의 안전 수칙에 대한 관심이 높은 것으로 나타났으며, 특히 “남”자녀를 둔 부모 보다 “여”자녀를 둔 부모의 교육에 대한 관심도가 높은 것으로 나타났다. 하지만 이에 반하여 응답자의 성별에 따른 부모교육이나 체험교실 참여 여부를 살펴보면 대부분의 가정에서 부모교육이나 체험교실 참여경험이 없는 것으로 나타났다. 셋째, 부모의 요구 수준을 살펴보면 적당한 교육 장소로는 학교 기관을 42.1%가 선호 하였으며, 다음으로 지역사회 체험 학습 시설이 33.5%로 나타났다. 교육 실시여부로서는 자녀 성별과 부모의 성별의 구분 없이 대부분의 가정에서 월 1회 이상 아동실종예방교육 방법 중 대화를 통하여 교육을 실시하는 것으로 나타났다. 넷째, 교육을 실시하는데 있어 어려움으로 교육방법의 부재와 자료부족, 어른 공경에 대한 교육적 역효과로 인한 어려움을 겪고 있는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 가정 내에서 예방교육을 실시하고 있다고 대답한 대다수의 부모들의 응답결과와 대조적인 결과를 보여주었다. This study aims to provide future direction recognizing the educational importance and to present the way ahead that practices correctly for improving an educational role on security sector to prevent child missing. It investigated correct selection of an education specialist on preventive education and participation grade of education to prevent missing on home, how often, how it is conducted, then what requirement for education to prevent child missing and participation grade is, whether difference is in accordance with gender of parents and gender of child. Therefore, it was conducted with questionnaire that is "Research on participation grade of education to prevent child missing and the actual condition" made by researcher of this study which is on 363of parents of pre-children of 6,7 and 8years old in a kindergarten and an elementary school where is located in metropolitan area. it operated to take processing enterprise statistics using SPSS/WIN 12.0 for getting data, and analyzed frequency and t-verification, further more, operated cross analysis(-test) for verification independence and homogeneity between groups, derived the conclusion as follows: First, it studied that parents education is the highest without dividing gender on a difference of occupational group as a education specialist for preventing child missing. Second, it presented that concerning on safety plans of children without dividing gender, in particular, interest is higher on the parents who has a daughter than sons. However, in contrast, it presented that there was no experience on the most of home if it searches whether participating parents education or classroom experience in accordance with gender of a respondent. Third, considering required level of parents, 42.1%of them preferred school organization for suitable educational facilities, 33.5%of them were experience learning facilities. In the most of home, they are educating with conversation among the method that prevents child missing one more time for a month without dividing both gender of children and parents. Fourth, as difficulty for making education, it presented that is how the lack of education, lack of data and adverse educational to respect for adults. It was the result in sharp contrast to the response result of the most of parents who answered to conduct prevention education in their home.

ECR plasma ALD 에 의해 형성된 란타늄 하프늄 고유전율 게이트 절연막의 특성에 관한 연구

박상균 한양대학교 대학원 2009 국내박사

High-k dielectric films are of interest as replacements for SiO₂ for use beyond 45 nm CMOS devices. Negative attributes such as leakage current and direct electron tunneling to the device occurred with SiO₂ as the thickness of the SiO₂ layer approached 1~1.2 nm. To address these problems, many high-k materials such as Al₂O₃, Ta₂O_(5), TiO₂, ZrO₂, HfO₂, La₂O₃, and their related silicates and aluminates have been considered as SiO₂ replacements. Suitable high-k dielectric materials must be of an amorphous phase to prevent leakage current. In dielectric films, grain boundaries create the leakage current path so that dielectric films resist crystallization during the deposition process and thermal processing. Lanthanum oxide is well suited as a gate oxide and can be an alternative to SiO₂ due to its high dielectric constant with a band gap of ~6 eV and its thermal stability with silicon. Atomic Layer Deposition (ALD) has a number of advantages such as good film uniformity, excellent step coverage, atomic level composition control, and minimal contamination. In this work, ECR plasma ALD was used to deposit La₂O₃ thin films on Si substrates using La(iPrCp)₃as a lanthanum precursor and O₂ as a reactant gas. The Electron Cyclotron Resonance (ECR) ion source was used high density remote plasma because of high ion density. Characteristics of lanthanum oxide and LHO (Lanthanum Hafnium Oxide) thin films were investigated in terms of their growth rate, chemical composition, and electrical properties. The characteristics of lanthanum oxide (La-oxide) films, with and without plasma nitridation, were investigated. After La-oxide deposition, a plasma nitridation process was performed. NH₃ plasma nitridation treatment of the La-oxide film can effectively suppress the reaction of the La-oxide film with moisture. Therefore, the treated films possessed improved leakage current properties when exposed to air. From the I-V and C-V measurements, it was found that the leakage current density of the La-oxide film treated with NH₃ plasma was 9.80 × 10^(-)8 A/cm²at -1 V with an equivalent oxide thickness of 2.2 nm. The LHO film with alternatively deposited La₂O₃ and HfO₂ was deposited repeatedly. The growth rates of the La₂O₃, HfO₂, and LHO film were 0.6, 0.65, and 0.5Å/cycle. The dielectric constants and leakage current density of the 49.1% La content [La/(La+Hf)] LHO films were 16.3, 4.3× 10^(-9) A/cm²at -1 V, respectively. Characteristics of LHO films with various La/(La+Hf) content from 12.5% to 70.6% were investigated. To control the La content in LHO films, La-oxide and Hf-oxide layers were alternatively deposited by varying ALD cycle of La- and Hf- layer as 1:5, 1:3, 1:1, 3:1 and 5:1. We found that the dielectric constant and leakage current of LHO films were varied with increasing of La content. The formation of a La-hydrate phase in the LHO films were confirmed by XPS measurements, and found that, as the amount of La-hydrate increases or decreases with La content. Also, as the annealing temperature increased, the formation of the La-hydrate phase decreased, while that of La₂O₃ increased. RTA of LHO films induced dramatic changes in the physical and electrical properties. LHO film has higher crystalization temperature compare to single HfO₂. 13.8% La content of LHO film starts to crystallize at 700℃. The V_(FB) for the LHO film shifted toward the ideal V_(FB) and the amount of positive fixed charge disappeared in the LHO films. The leakage characteristic of the LHO films was improved with annealing at temperatures above 900℃ due to densification of interfacial silicate layer. 20 nm 급 이하의 소자를 위해서는 두께 10Å 이하의 게이트 산화막이 요구되는데, 현재 게이트 산화막으로 채택되어 사용되고 있는 SiO₂ 는 이러한 두께 범위에서 게이트 누설전류, boron 침투에 의한 threshold voltage 이동, 다결정 실리콘 게이트의 공핍 효과, 양자 역학 효과 때문에 반전상태에서의 MOS 소자에 대한 최소 유효 산화막 두께는 ~7 Å 증가되는 효과가 발생되는 등의 문제점을 나타낸다. 특히 누설 전류가 클수록 소자의 소비 전력이 커지고, transistor 의 수명이 짧아지는 등의 많은 문제가 발생하게 된다. 결국 SiO₂ 막의 두께가 감소할수록 direct tunneling에 의한 누설전류가 크게 증가하여 실제적으로 10~12 Å 두께의 SiO₂ 절연막이 두께 감소의 한계로 보고 되고 있다. 이에 동일 Equivalent Oxide Thickness(EOT)에 대한 물리적 두께가 두꺼워 direct tunneling 을 효과적으로 방지하기 위한 고유전율 절연막이 도입되었다. 그 중에서도 La₂O₃ 는 유전상수가 크고, Si 과 열적으로 안정하여 차세대 게이트 산화막으로의 적용을 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 대기중의 수분이나 이산화 탄소를 흡수하여 유전체 특성이 열화되거나 상대적으로 낮은 온도에서 결정화되는 La₂O₃ 막의 문제점을 극복하기 위하여 플라즈마 표면처리나 유전상수의 손실없이 각각의 단점을 보완해줄 수 있는 절연막끼리의 적층 또는 혼합된 박막에 대한 특성을 Atomic Layer Deposition (ALD) 기술을 이용하여 연구하였다. 고집적소자에 이러한 혼합물 박막을 적용하기 위해서는 정확한 두께 조절과 함량조절, 그리고 막 전체에 함량의 균일성과 재현성이 필수조건이다. 단원자층 증착 방식인 ALD 기술은 정확한 두께조절과 함량 조절이 가능하고, 뛰어난 균일성과 재현성을 가진 박막의 증착이 가능하다. 뿐만 아니라, 기존의 증착 방식보다 낮은 온도에서 증착이 가능하고 물리적, 화학적으로 우수한 박막을 얻을 수 있다. 본 실험에서는 차세대 반도체용 고유전율 절연막으로써 lanthanum oxide 및 lanthanum hafnium oxide (LHO) 박막을 형성하고 그 물리적, 전기적 특성을 연구하였다. 이를 위해 150-350 ℃의 온도에서 Tris (isopropyl-cyclopentadienyl) lanthanum (La(iPrCp)₃) 소스와 oxygen 반응가스를 사용하여 ECR-plasma ALD 방법에 의해 La-oxide박막을 형성하였다. 또한 lanthanum oxide 와 hafnium oxide 박막의 교대 증착방법으로 LHO nanocomposite 박막을 형성하였으며, 각각의 교대 증착비 조절에 의해 LHO 박막내 La 함량을 변화시켰다. 이렇게 증착된 La-oxide 및 LHO 박막에 13.56 MHz 의 plasma를 인가하여 N₂ 및 NH₃ plasma nitridation 실시에 따른 박막 특성 변화를 연구 하였다. 또한, LHO 박막의 열처리 온도 변화에 따른 특성 조사를 위하여 500~1000℃ 범위의 RTA 처리에 따른 미세 결정구조, 계면형상 및 전기적 특성 변화를 조사 하였다. 이와 같은 La-oxide 및 LHO 박막의 특성 분석을 위하여, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), ellipsometry, Rutherford Backscattering Spectroscopy (RBS), Cross-sectional Transmission Electron Micoscopy(XTEM), current-voltage (I-V), capacitance-voltage (C-V) 분석을 실시하였다. ECR plasma ALD방법으로 상대적으로 낮은 Equivalent Oxide Thickness (EOT) 1.73 nm 에서 1.12 × 10^(-5) A/cm²의 양호한 누설전류를 가지는 lanthanum oxide 박막을 얻을 수 있었으며, NH₃ plasma 처리가 흡습성 개선에 의한 누설 전류 특성 개선에 매우 효과적임을 알 수 있다. La-oxide 와 Hf-oxide 막의 1:1 교대 증착을 통해 약 16.3 의 비교적 높은 유전상수값을 나타내며, 4.3 x 10^(-9) A/cm² 의 매우 낮은 누설전류값을 가지는 La 농도[La/(La+Hf)] 49.1 % 의 양호한 LHO 박막을 얻을 수 있었다. LHO 박막 증착시 ALD 교대증착 cycle의 횟수를 조절하여 원하는 La 농도의 composite LHO 박막을 얻을 수 있었다. LHO 박막내 La 농도가 12.5% 에서 70.6% 증가에 따라 유전상수 값은 26에서 15로 감소하며, 누설전류는 La 농도가 49.1% 로 증가함에 따라 감소한 후 다시 증가하였으며, 이것은 LHO박막내 La 함량 증가에 따른 흡습성 증가에 기인한 것이라는 것을 알았다. 13.8% La 농도를 가지는 LHO 박막의 경우 700℃ 에서 결정화가 시작되어 La-oxide 및 Hf-oxide 단일막에 비해 높은 결정화 온도를 가지는 것을 알 수 있다. 또한 열처리 온도 증가에 따른 치밀화 및 국부적 결정화에 따라 유전상수 값은 증가한후 900℃ 이상에서 다시 감소하는 것을 볼 수 있으며, 반면에 누설 전류특성은 열처리 온도 증가에 따라 증가한 후 900℃ 이상에서 다시 감소하는 것을 알 수 있다. 이것은 열처리 온도에 따른 LHO 박막의 결정화와 silicate계면층의 치밀화에 기인하며, 열처리 온도 증가에 따른 계면층의 성장이나 silicide 형성은 일어나지 않음을 알았다. 이와 같이 ECR Plasma ALD 법에 의해 형성된 lanthanum oxide 박막과 LHO nanocomposite 박막은 양호한 유전상수, 낮은 고정전하, 낮은 누설전류, 높은 결정화 온도 및 안정한 계면층 유지등의 우수한 특성으로 차세대 게이트 산화막으로서 매우 유망한 고유전율 산화막임을 알 수 있다.

흰쥐의 Formalin 유발 痛症에 대한 電鍼의 效果

박상균 圓光大學校 2000 국내박사

고체산화물 연료전지의 세리아 코팅을 통한 공기극 개선

박상균 광운대학교 2010 국내석사

본 연구에서는 700 ℃ 이하의 저온형 고체산화물 연료전지의 공기극 개선을 위하여 전자전도체 La0.8Sr0.2MnO3(LSM)와 혼합전도체 La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3(LSCF) 및 La0.6Sr0.4Co0.2 Fe0.8O3/Gd0.8Ce0.2O2(LSCF/GDC)을 이용하여 전극의 미세구조제어를 수행하였다. 공기극 물질에서, 각 층으로의 확산을 막는 SDC(Sm0.8Ce0.2O2)와 GDC(Gd0.8Ce0.2O2) 중간층(buffer layer)는 이온 전도도를 방해하는 SrZrO3, La2Zr2O7와 같은 물질이 계면에서의 형성을 억제함으로써 전해질에서의 전극 반응에 대한 활성 감소와 내부 저항의 증가를 완화시킨다. 이러한 계면에서 만들어지는 반응물질들은 고온에서 소결된 SDC(Sm0.8Ce0.2O2)와 GDC(Gd0.8Ce0.2O2)의 중간층(buffer layer)을 통하여 공기극/전해질 계면에 거의 형성되지 않음을 확인 할 수 있었고 공기극 내부저항도 감소하였다. 또한, La0.8Sr0.2MnO3(LSM)과 La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3(LSCF) 그리고 La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3/Gd0.8Ce0.2O2(LSCF/GDC) 공기극에서의 삼상계면을 확장하기 위하여 Ceria를 Sol-gel 침지 방법으로 공기극 기공벽에 코팅하였다. 그 결과 700 ℃의 공기분위기에서 0.11 Ωcm2정도의 최소 전극 분극을 나타내었고, 공기극 제어를 통한 최대 전력은 LSCF의 경우 369 mW/cm2, LSM의 경우 271 mW/cm2의 전력향상을 나타내었다. 각 입자들에서 Ceria코팅을 통한 저온에서의 전극 성능 향상을 확인하였다. To increase the performance of solid oxide fuel cell at intermediate temperature below 700 ℃, cathode modifications have been performed in electrode microstructure control with an electronic conductor, La0.8Sr0.2MnO3(LSM), a mixed conductor, La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3(LSCF) and La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3/Gd0.8 Ce0.2O2 (LSCF/GDC). For all cathode materials, Sm0.8Ce0.2O2(SDC) and Gd0.8Ce0.2O2 (GDC) buffer layer as a diffusion barrier layer was prepared on the yttria-stabilized zirconia (YSZ) electrolyte to prevent the interlayer formation of SrZrO3 and La2Zr2O7 which has a poor ionic conductivity. The interfacial reaction products were hardly formed in electrolyte/cathode interlayer by applying SDC and GDC layer sintering at high temperature and the cathode polarization also decreased. For extension of the triple phase boundary, SDC and GDC layer was coated on the cathode pore wall in sol-gel method to improve cell performance at intermediate temperature. Cathode resistance for LSCF cathode cell with Ceria modification was as low as 0.11 Ωcm2 in air atmosphere, measured at 700 ℃. The maximum power densities by cell modifications were 369 mW/cm2 for LSCF cathode cell, and 271 mW/cm2 for LSM cathode cell at oxygen as an oxidant and hydrogen as a fuel. Finally, it was confirmed that the cell performance increased by ceria coating at intermediate temperature.

재가장기요양서비스 이용자 만족도에 영향을 미치는 요인

박상균 대구대학교 2011 국내석사

본 연구는 재가장기요양서비스 이용자를 대상으로 서비스 만족도에 영향을 미치는 요인을 연구하여 안정적인 제도의 정착과 양질의 서비스 제공을 위한 방안을 모색하는데 그 목적이 있다. 이러한 연구 목적을 달성하기 위해 대구·경북 지역의 재가장기요양서비스 이용자 206명을 대상으로 조사·분석하고 고찰하여 얻은 결론은 다음과 같다. 첫째, 재가장기요양서비스 이용은 비용의 부담형태에 따라서 일반대상자, 무료대상자, 경감대상자 순으로 나타났다. 서비스를 이용하게 된 경로는 본인, 제3자, 공급자 순으로 나타났으며 장기요양등급은 3등급, 2등급, 1등급 순으로 나타났다. ADL·IADL 평가에서는 도움이 필요한 상태가 대다수였다. 월이용한도 충족여부는 충족한 이용자가 미충족 이용자 보다 많았으며 기관과의 연계정도는 월 2회 이상이 가장 많았고 거의 오지 않음이 가장 적었다. 요양보호사의 질은 4점 척도에서 평균 3.10점으로 나타났다. 둘째, 인구사회적 특성에 따른 만족도는 여자가 남자의 비해 다소 높았고 연령이 높을수록 만족도가 높게 나타났으나 통계적인 차이는 없는 것으로 나타났다. 동거형태는 자녀와 함께 사는 경우와 혼자 사는 경우가 높았고 손자(녀)와 같이 사는 경우가 가장 낮았다. 월 평균소득의 경우 소득이 높을수록 만족도가 높게 나타났으며 재산정도에서는 재산이 많을수록 만족도가 높게 나타났다. 셋째, 재가장기요양서비스 이용요인에 따른 서비스 만족도를 보면 요양보호사의 질 만이 이용자의 서비스 만족도에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 넷째, 이용자의 서비스 만족도에 영향을 미치는 요인을 살펴보면 요양보호사의 질이 만족도에 밀접한 영향을 미치는 요인으로 나타났다. 다섯째, 서비스 이용자 만족도 향상 방안에 대하여 살펴보면 요양보호사의 역량을 강화시켜야 한다. 또한, 우수한 전문 인력이 근무할 수 있도록 처우를 향상 시켜야 한다. 대부분의 비상근직 근무형태를 상근직으로 전환한다거나 직원 급여의 가이드라인을 제시하여 평가에 반영하는 등의 노력으로 서비스 제공 인력의 처우를 향상시킨다면 서비스의 질이 높아져 재가장기요양서비스 만족도는 향상될 것이다. This study aims at groping for a plan to establish a stable long-term home treatment service system and provide good quality services by researching the factors in the service satisfaction of the users. Toward this end, the study surveyed, and analyzed the result of the survey, with 206 service users located in Daegu and Gyeongsangbuk-do, resulting in the following conclusions: First, by the types of cost payment, the number of the users of the long-term home treatment services was the highest in order of the normal users, free users and the users with reduced fees. Most users requested the services for their own needs, followed by the needs for the third party person, or as a service supplier, and the service grade required was Grade-3, Grade-2 and Grade-1. Most users needed help as shown in the ADL·IADL evaluation. There were more users who met the limit of the monthly usage than those who did not, and most of them received the services linked to external organizations two or more times per month, while the number of the users who said “they rarely visited” was the smallest. The quality of home nurses was average 3.10 out of 4. Second, woman users’ satisfaction level was a bit higher than men, and while the more aged they were, the more they were satisfied with the service, there was no statistical difference. Most of the users lived either with their children or by alone, and only a small number of the users lived with grandchildren. The higher the monthly income, the more they were satisfied, and the richer they were, the more they were satisfied. Third, the study also showed that among the factors in the use of long-term home treatment services, only the quality of home nurses affected the users’ satisfaction level. Fourth, the factors in the users’ satisfaction level showed the quality of home nurses was closely related to the satisfaction level. Fifth, the study result showed that to improve the users’ satisfaction level, the capacity of the home nurses should be improved. Also, the treatment for the excellent caretakers should be improved. Most of the temporary employment should be changed to permanent employment, or the guidelines for the staff wage should be presented and their performance is considered in the promotion evaluation. In such a way, the quality of services provided by home nurses will be improved, which in turn improves the users’ satisfaction with long-term home treatment services.

편두통성 어지럼증 중년 여성 환자의 약물치료와 전정재활운동이 통증과 어지럼증 및 균형능력에 미치는 영향

박상균 忠南大學校 大學院 2017 국내석사

One of the most common complaints of dizzy patients is vertigo and imbalance. The prevalence of migraine related vertigo is 1% for year. Prevalence rate of migraines and vertigo in lifetime are 16 % and 7%, respectively. Especially, the prevalence rate of women between 40 to 54 years is 5% for a year and the mean prevalence age of women was reported to 37.7 years old. Also women are 1.5 to five times higher than men in the rate of migraine related vertigo. In addition, patients with dizziness are increasing every year in Korea. The purpose of this study aims to provide basic data for relieving pains, dizziness and improving balancing capability of middle-aged women with migraine related vertigo by drug treatment and vestibular rehabilitation. Thirty patients were randomly assigned to exercise group or control group. Exercise group had vestibular rehabilitation with drug treatment. Control group had drug treatment without exercise. Exercise group did vestibular rehabilitation for 30 minutes, everyday for 8 weeks. And pains, dizziness and balancing capabilities are measured by VAS, DHI, step test, tandem walk and center of pressure. The result of this study were as follows. Pains of exercise group and control group showed significantly decreased. Dizziness of exercise group and control group showed significantly decreased. Balancing Capabilities of exercise group and control group showed no difference. In conclusion, vestibular rehabilitation can reduce pains and dizziness of middle-aged women with migraine related vertigo.

PVA직물과 Phosphonitrilic Chloride의 반응성 고찰

박상균 경일대학교 대학원 2007 국내석사

Ⅰ. 서론 1924년 독일의 Hermann과 Haehnel이 Poly-vinylacetate(PVAc)의 비누화 실험 중 처음 합성된 PVA는 Poly Vinyl Alcohol의 약어로써 대표적인 수용성 고분자이다. 한국인 이승기 박사(1905-1966)가 1939년 일본 경도대학에서 유학중 개발한 동양 최초의 합성섬유로서 이승기 박사의 월북과 함께 북한에서 많은 연구가 이루어졌지만 현재 한국에서도 산·학·연에 의한 상업화가 매우 활발하게 진행되고 있다. PVA는 Poyl(vinyl alcohol)의 약어로써 대표적인 수용성 고분자이다. PVA의 용도와 그 응용분야는 다양하며 그의 대표적인 응용분야는 우선 생물학적 산소요구량(BOD)가 아주 작기 때문에 경사용 섬유호제로 널리 이용되거나(1)~(4) 방사시 내수성을 부여하여 직물 혹은 부직포(5), urea-formaldehyde 혹은 N-methylol 화합물로 변형시켜 stiffness를 부여하기 위한 수지가공에도 이용되어 왔다.(6) 또한 PVA는 수용성이면서 접착성이 양호할 뿐만 아니라 감광성(light-sencitivity)이 우수하며 rotary screen printing(7)이나 photo-resistance(8)에도 응용되고 있다. 제지 공업(paper industry)에서도 PVA는 pigment-binder(9)~(10)뿐만 아니라 접착제로써의 응용이 다양한 것으로 알려져 있으며 생명공학에서는 외과수술용 섬유(surgical fiber)나 제약이동(drug-delivery)매체로 응용이 확대 되고 있다.(11)~(12) PVA가 섬유로써의 개발은 1924년 독일 과학자인 Herrmamm, Baum, 및 Haehnel박사에 의해 poly(vinyl acetate)를 검화하여 처음으로 섬유화가 시도 되었으며(13)~(14) Wacker-Chemie Co.(독일)에서 Synthofil이라는 상품명으로 외과수술용 섬유로 이용 되었다. PVA가 내수성 섬유로써의 개발은 1939년 京都大學의 Sakurada, Lee 및 Kawakami 공동연구에 의해 처음 시도되었고(15) 같은 시기의 Kanegafuchi Co.(Japan)의 Yazawa 및 Meguro의 공동연구자가 PVA를 acetal화 반응에 의한 내수성 섬유방사를 성취시켰다.(16) 그 후 PVA의 섬유의 상품명으로 Vanylon(일본), Vinal(미국), Vinol(소련) 등으로 상업화 되었으며 한국에서는 아직 내수성 PVA 의류용 섬유는 개발되지 않았지만 수용성 부직포 및 직물은 제지공업의 Binder나 고급 자수(lace)직물의 분리형 보조 섬유(auxiliary fiber) 또는 pile직물의 보강섬유로 수요가 이루어지고 있으며 중국과 북한에서는 한때 주로 의류용으로 이용되었고, 일본은 대부분이 산업용 소재로 이용되고 있다.

ロボット用自然給氣型燃料電池の基本構造と性能特性に關する硏究

박상균 北海道大學大學院 2005 해외박사

고체고분자형 연료전지(PEMFC)는 자동차용(50kW이상), 정치용(1kW~50kW), 이동휴대용(수백W이하)의 용도로서 많은 연구 개발이 진행되어지고 있다. 자동차용 및 정치용에서는 고압수소 또는 탄화수소에 의한 개질가스를 이용하는 것이 주류이고, 이동용 및 소형연료전지에서는 간단하고 안전한 공급연료가 요구됨에 따라 메탄올을 직접 셀에 공급하는 직접 메탄올 연료전지(DMFC)에 대한 연구가 100W이하의 용도로 활발히 연구가 진행되어지고 있다. 하지만, 수백W에서 1kW사이에 위치하는 소형 휴대용 연료전지에 관해서는 그다지 많은 연구개발이 진행되어지고 있지 않다. 여기에 상당하는 로봇용 전원을 고려할 경우, DMFC는 출력 및 효율이 낮고, 대형화됨에 따라서 소형 수소탱크를 탑재한 PEMFC를 고려 할 수 있다. 본 연구에서는 수백W에서 수kW급의 수소연료에 의한 로봇용 연료전지를 대상으로, 공기 공급 장치 및 가습기등의 보조기기를 가지지 않는 자연급기형 연료전지에 관한 최적 기본구조와 성능특성에 관한 연구를 하였다. 우선, 기본구조로서 캐소드 개방형(오픈형)과 적층이 가능한 채널형의 성능을 비교, 각각의 특징의 파악 및 로봇용으로서의 평가를 하였다. 또한, 가습기를 가지지 않기 때문에 발생하는 드라이 아웃현상에 관해서, 송풍량 및 온도조건에 의한 드라이 아웃 상태의 변화를 해석 하여, 팬의 유효성 및 송풍량에 대한 제한조건을 파악하였다. 1. 전지성능에 대한 주요 영향인자와 최적 전지구조 오픈형 자연급기형 전지는 면압분포를 균일하게 하는 것이 어렵고, 접촉저항이 크게 됨을 알 수 있었다. 이것으로부터 오픈형에서는 자연대류의 영향보다는 접촉저항의 영향이 전지성능에 중요한 인자가 됨을 알 수 있었다. 채널형 자연급기형전지는 접촉저항을 작게 하는 것이 가능하고 채널내부의 자연대류에 의한 산소공급이 전지성능에 지배적인 것을 알 수 있었다. 또한, 자연대류에 의해서 공기가 공급되기 때문에 확산과전압에 관해서도 채널형의 유로깊이가 깊은 경우에는 오픈형과 큰 차이가 없음을 알 수 있었다. 가스 확산층(GDL)은 저항 과전압을 저하시켜 면압 균일화의 작용과 확산 과전압을 증대 시키는 물질 확산 장해 작용이 있고, 본 연구에서는 0.54mm가 최적 두께였다. 본 실험의 범위에서는 채널형 자연급기형전지에서 유로 폭 2mm, 유로 깊이 10mm에서 최대 출력 밀도 105mW/cm2이었다. 수치계산결과, 채널형 자연급기형전지의 최대 전류밀도 한계는 캐소드측의 농도 과전압의 상승에 의해서 발생함을 알 수 있었다. 이때 유로 폭이 2mm, 유로 깊이가 2mm의 경우는 유로 하류부에서의 산소부족이 지배적이고, 유로 깊이가 10mm의 경우에는 유로 하류부에서의 채널내부의 산소량은 충분하고 확산층내부 및 확산층 외표면 근방의 물질전달이 지배인자인 것을 알 수 있었다. 2. 무가습 운전에서의 드라이 아웃 특성 드라이 가스 조건에서는 전지온도가 낮을수록 드라이 아웃이 발생하기 어렵기 때문에 전지성능이 양호함을 알 수 있었다. 전지온도가 50℃이상에서는 드라이 아웃이 현저하게 발생해서 운전이 곤란함을 알 수 있었다. 50℃이하의 온도 조건에서는 생성수에 의해 연속운전이 가능하고, 공기유랑이 많을 경우에는 드라이 아웃현상과 산소 확산속도의 향상이 상호 영향을 미쳐 공기유량과 전류밀도에 관계없이 전지전압이 일정하게 됨을 알 수 있었다. 반면, 공기유량이 적을 경우에는 생성수에 의해서 플러딩이 발생하지만, 그 경계영역에 있어서 플러딩이 없이 전해질막이 가장 양호하게 유지되는 영역이 있음을 알 수 있었다. 따라서, 무가습 운전에서의 전지성능에서는 팬 등으로 공급공기량을 증대하면 좋은 것이 아니고, 플러딩이 발생하기 어려운 셀 구조가 설계가능하다면 오히려 적은 송풍량으로 하는 것이 좋음을 알 수 있었다. 3. 로봇용 연료전지의 구조 400W급 로봇용 전원을 대상으로 스택사이즈 및 중량에 대하여 해석을 하였다. 그 결과, 8W정도의 송풍팬을 설치하고 캐소드 세퍼레이터 유로 깊이 2mm의 채널형 셀 구조가 소형화에 가장 유리하고 그때의 정격 전류밀도는 222mA/cm2이 됨을 알 수 있었다. 또한 수소탱크를 포함한 총 중량 및 총 체적은, 1시간 연속 운전할 경우에는 리튬이온 이차전지와 비교하면 대형화 되지만, 장시간 사용할수록 유리성이 증대하고, DOE의 목표 수소 저장밀도를 가진 탱크를 사용할 경우, 5시간 연속 운전시 중량적으로 2차전지의 1/5, 체적적으로 3/4정도로 계산 되어졌다. 數百Wから1kW間に位置する小型携帯用電池についてはそれほど多くの硏究開發が行われていない. このクラスに相当するロボット用電源を考えた場合, DMFCでは出力ならびに效率が低く, しかも大型となるために, 小型の水素ボンベを搭載したPEMFCがむしろ適しているように思われる. そこで本硏究では, 數百Wから數kWクラスの水素燃料によるロボット用燃料電池を對象とし, コンプレッサーや加濕器等の補機を持たない自然給氣型燃料電池に関する最適基本構造とその際の性能特性について硏究を行った. まず, 基本構造として小型携帯電池で多用されている開放型(オープン型) よ積層化可能なチャネルタイプの比較を行い, それぞれの特徴を明らかにしたほか, ロボット用としての評價を行った. 次に, 加濕器を持たないために生じるドライアウト現象に的を絞り, 送風量や溫度條件によるドライアウト状態の變化を解析した. これにより, ファンの有效性と送風量に對する制限條件を明らかにした. 1. 電池性能に對する主要影響因子と最適電池構造 オープン型自然給氣型電池は面壓分布を十分に高く, かつ均一にすることが難しく, 接觸抵抗が大きくなっていることが明らかとなった. これより, オープン型では自然對流の影響に比べ接觸抵抗の影響が電池性能に重要な因子となることが分かった. 反應面の押し付け方の違いから, チャネル型自然給氣型電池は接觸抵抗を小さくすることができ, チャネル內の自然對流による酸素供給が電池性能において支配的となっていることが明らかとなった. また自然對流によって空氣が供給されるために, 擴散過電壓に関してもチャネル型の流路が深い場合にはオープン型との大きな差は見られなかった. ガス擴散層(GDL) には抵抗過電壓を低下させる面壓均一化の作用と, 擴散過電壓を增大させる物質擴散阻害作用があり, 最適な厚さがある. 本硏究では 0.54mmが最適な厚さである. 本實驗の範囲ではチャネル型自然給氣型電池で流路幅 2mm, 流路深さ10mmで, 最大出力密度 105mW/㎠が達成できた. 數値シミュレーション結果, チャネル型自然給氣型電池の最大電流密度限界はカソード側の濃度過電壓の上昇によって生じることが明らかとなった. この場合, 流路幅が 2mm, 流路深さが 2mmの場合は流路下流部での酸素不足が支配的となっていたのに對して, 流路深さが 10mmの場合には下流部においてもチャネル內酸素量は十分にあり, 擴散層內および擴散層外表面近傍の物質傳達支配因子となることを明らかにした. 2. 無加濕運轉におけるドライアウト特性 ドライガス條件では電池溫度が低いほどドライアウトしにくくなるために, 電池性能が良好となることが明らかとなった. 逆に電池溫度が 50℃以上ではドライアウトが顕著に生じるために運轉が困難であることが分かった. 50℃以下の溫度條件では生成水によって運轉の繼續が可能であり, 空氣流量が多い場合にはドライアウト現象と酸素擴散速度の向上がお互いにバランスし合って, 空氣流量や電流密度にかかわらず電池電壓が槪ね一定となることが分かった. これに對して空氣流量を少なくした場合には生成水によってフラッディングが生じ始めるが, その境界領域においてフラッディングなしに電解質膜が最も良好に濕潤化される領域があることが明らかとなった. したがって, 無加濕運轉による燃料電池では, ファン等によって単に供給空氣量を增大すれば良いと言うわけではなく, フラッディングの生じにくいセル構造が設計可能であれば, むしろ送風量は僅かでよいことが明らかとなった. 3. ロボット用燃料電池の構造 400W級のロボット用電源を對象としてスタックサイズおよび重量について試算を行った. その結果, 8W程度の送風ファンを設置してカソードセパレータ流路深さ2mmのチャネル型セルとするのが最もコンパクト化でき, その際の定格電流密度は222mA/㎠となることが分かった. また水素タンクを含めた總重量および總體積は, リチウムイオン二次電池と比べてむしろ大型化してしまうが, 長時間使用となるほど有利性が增大し, DOEの目標水素貯蔵密度を持ってタンクを用いた場合には, 5時間用仕樣で重量的に二次電池の1/5, 體積的に3/4程度になると試算された.

철골 보와 철근콘크리트 기둥으로 이루어진 복합구조 접합부의 역학적 거동에 관한 실험적 연구

박상균 한양대대학원 2000 국내석사

국내의 건설환경은 개방화의 물결을 타고 선진외국의 기술이 유입되면서 안팎으로 어려움에 직면하고 있는 것이 현실이다. 또한, 도심지의 효율적 개발과 함께 건축물의 고층화, 대형화 등과 같은 사회적 변화 요인에 대한 능동적인 대처의 필요성도 대두되고 있다. 따라서 이들 급변하는 사회적, 시대적 요구에 부응하기 위해서는 합리적이고 효율적인 기술 및 공법의 개발이 필요하다고 할 수 있다. 최근 미국, 일본을 중심으로 강재와 콘크리트의 장점을 최대한 발휘할 수 있는 복합구조를 개발하고 있으며, 이를 선진 외국에서는 ‘RCS’라 부르고 있다. RCS 구조는 기존의 철근콘크리트구조나 강구조 단독으로는 얻기 어려운 성능을 적절히 혼합함으로써 우수한 구조물을 구축할 수 있다는 점에서 주목받고 있다. 이러한 RCS공법은 압축력에 대하여 우수한 성능을 가진 철근콘크리트를 기둥에 사용하고, 휨 및 전단력에 대한 저항성이 우수한 강재를 보에 적용함으로서 우수한 구조시스템을 구성하도록 한 공법이다. 특히, RCS공법은 공기단축, 구조물의 고품질화, 인력절감 등의 효과와 함께 현장의 단순화가 가능하다는 특징을 가지고 있다. 그러나 국내․외적으로 철근콘크리트와 강재의 복합공법(RCS)에 대한 구조적 거동 및 이들 부재의 접합부에서의 응력전달 기구가 아직 명확히 밝혀지지 않은 실정이다. 또한 이들 RCS 복합구조에 대한 설계규준도 정립되어 있지 않고 있기 때문에 미국, 일본 등을 중심으로 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 따라서 본 연구는 RCS공법의 본격적인 현장적용에 앞서 1차 연구에서 얻은 기초자료를 바탕으로 보-기둥 접합부에 대한 실험 및 이론적인 검토를 통하여 내력 및 구조성능을 평가한후, 향후 실제 적용시 구조설계 방법에 대한 기초자료를 제시하는 것을 목적으로 하였다. 본 연구에서는 총 5개의 실험체를 계획하였으며, 실험체 설계시에는 접합부의 거동 및 내력을 평가하기 위하여 철근비, 배근방법, 정착길이 등을 적절히 고려하여 보에서 휨파괴가 발생하지 않고, 접합부에서 파괴가 발생하도록 강재보의 단면을 보강하였다. 이는 접합부의 거동을 연구의 대상으로 하였기 때문이다. 그러나 실제 현장에 적용될 RCS의 횡력에 대한 거동을 파악하기 위하여 각 실험체 주요 변수별로 강재보의 단면을 보강하지 않은 실험체를 1개씩 제작하여 실험을 실시하였다. 주요 실험변수로는 철골보 웨브의 단면결손, 콘크리트 압축강도등이 사용되었으며, 가력은 부재각에 따른 변위제어방식으로 2싸이클씩 반복가력하였다. 이러한 방식으로 실험을 하여 부재의 내력, 철골 및 철근의 변형량, 하중-변위 이력곡선, 균열상황 및 파괴상황 등의 자료를 획득, 이를 비교분석하고 변수별 효과를 검증하였다. 이러한 실험연구를 통해 RCS 복합구조 접합부에 대한 구조적인 검토를 하여 그 성능을 평가하였으며, 기존에 외국에서 제안되었던 여러 설계식과 서로 비교 분석을 실시하였다. 이상의 모든 내용을 본 논문에 총 7개의 장으로 나누었으며, 제 1장은 서론, 제 2장은 복합구조 공법, 제 3장은 기존연구, 제 4장은 고리후프형 RCS 공법의 개발, 제 5장은 실험, 제 6장은 실험 결과 및 분석, 제 7장은 결론등으로 나누어 기술하였으며 각 장에 기록된 내용을 간략히 요약하면 다음과 같다. 제 1장에서는 연구의 배경 및 목적과 그에 따른 연구내용 및 범위를 명시하여 연구의 방향을 제시하였다. 제 2장에서는 RCS 공법의 종류 및 특성을 설명하고 기존에 국내외에서 개발되었던 많은 접합부의 상세를 소개하였다. 제 3장에서는 기존에 외국에서 시행되었던 연구내용과 제안되었던 내력계산식을 소개하였다. 제 4장에서는 기존공법의 문제점과 고리후프형 공법의 개발 배경 및 개발 과정을 소개하였다. 제 5장에서는 실험체의 계획, Pull-out 실험, 실험체의 제작, 실험기기와 장치, 가력방법, 측정방법을 기술하였다. 제 6장에서는 실험 결과를 실험체의 각 변수별로 비교하여 그 구조적인 성능을 평가하였고, 성능을 확인, 분석하였다. 제 7장에서는 이상과 같은 실험을 통하여 얻은 결과를 다음과 같이 기술하였다. 1. 콘크리트 기둥과 강재보로 이루어진 RCS 구조의 보-기둥 접합부에서 접합부 상세는 접합부 강도 및 연성능력 등의 거동에 직접적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 2. 기존 웨브관통형 후프를 사용한 RCS 복합구조에 비하여 고리후프형의 RCS도 우수한 성능을 가지고 있는 것으로 나타났다. 3. 고리후프형 실험체에서 후프연결용 고리는 최종 파괴시까지 충분한 역할을 하는 것으로 나타났다. 4. 연성비면에서 연성비 1.0까지는 모든 실험체가 동일한 강도비대 연성비의 양상을 보였다. 최종적으로도 고리후프형이 기존형과 동일한 강도비대 연성비의 성능을 보였다. 5. 에너지 소산량을 비교해 보면 고리후프형은 기존형 실험체와 동일한 양상을 보였다. 6. 실험체의 내력은 ASCE식이 전반적인 내력흐름을 잘 예측할 수 있었으나, 실험체의 내력을 다소 과소평가 하는 것으로 나타났다. 이는 ASCE식이 1%의 패널존 전단변형의 강도를 공칭강도로 규정하고 있기 때문인 것으로 판단된다.