Atom Probe Tomography를 이용한 나노 스케일의 조성분석: I. 이론과 설비

정우영,방찬우,구길호,박찬경,Jung, Woo-Young,Bang, Chan-Woo,Gu, Gil-Ho,Park, Chan-Gyung 한국현미경학회 2011 Applied microscopy Vol.41 No.2

Even though importance of nano-scale structure and compositional analysis have been getting increased, existing analysis tools have been reached to their limitations. Recent development of Atom Probe Tomography (APT), providing 3-dimensional elemental distribution and compositional information with sub-nm scale special resolution and tens of ppm detection limit, is one of key technique which can overcome these limitations. However, due to the fact that APT is not well known yet in the domestic research area, it has been rarely utilized so far. Therefore, in this article, the theoretical background of APT was briefly introduced with sample preparation to help understanding APT analysis. 최근 나노 영역에서의 구조분석과 조성분석의 중요성이 증대되고 있으나, 기존의 분석장비들은 한계에 부딪히고 있다. 최근 개발된 APT는 nm 이하의 공간분해능과 수십 ppm수준의 detection limit으로 원소의 3차원분포와 조성정보를 제공해 주는 분석장비로서, 이러한 기존 분석의 한계를 극복할 수 있는 새로운 분석장비이다. 그러나 국내에는 아직 잘 알려지지 않아 활용이 미비한 실정이다. 따라서, 본 논문에서는 APT에 대한 이해를 돕기 위해 APT분석의 원리와 시편준비에 대해 소개하였다.

상용프로그램용 Subroutine 부착모델을 이용한 동결융해에 의한 FRP-콘크리트 부착-슬립 거동에 대한 해석적 평가

정우영,김남정,Jung. Woo Young,Kim. Nam Jung 한국방재학회 2012 한국방재학회논문집 Vol.12 No.1

본 연구는 FRP 휨 부착 보강공법을 적용한 콘크리트 구조물에 대하여 부착경계면의 동결융해에 의한 장기부착특성과 이들 부착에 따른 전체구조물의 거동을 조사하기 위한 해석적 연구로서 기존 연구에서 제안된 여러 가지 비선형 부착-슬립 거동특성을 바탕으로 수치해석용 비선형 부착-슬립 Subroutine을 제안하였다. 제안된 상용해석용 수치모델의 타당성 검증을 위하여 기존 검증된 역학적 모델식에서 산출된 값들과 그 결과를 비교하였으며 이를 통하여 실제 부착구조물에 휨 보강부착 시 전체구조물의 구조해석 및 거동평가를 수행하였다. 본 연구의 해석결과에서 제시된 동결융해에 따른 부착경계면의 거동의 경우 부착면의 부착력 저하로 인하여 최대부착응력과 FRP 표면응력이 점차적으로 감소함을 알 수 있었고 이로 인한 허용부착하중 또한 감소하는 것으로 예측되었다. 이는 동결융해에 따른 보강효과 감소를 의미하는 것으로서 향후 보다 정확한 거동분석을 위한 실험적 연구와 병행하여 수행될 필요성이 있을 것으로 판단된다. This research presents an analytical evaluation of the long-term bonding behavior at the interface between concrete and FRP under freeze-thaw environments and overall structural performance in the RC structure reinforced by FRP. To predict overall structural performance of the structure, a nonlinear bond-slip subroutine is proposed and verified for its availability with comparison of the previous experimental results. Finally, analytical results indicate that the maximum stress of the interface and the surface stress on the FRP skin plate were reduced gradually under freeze-thaw environments. It is evidence that the bonding capacity at the interface between concrete and FRP may be decreased as the exposure for the freeze-thaw environments is increased. To make more accurate results, more advanced works for analytical subroutine are performed and experimental results will be compared and discussed in the future.

FRP 복합재료의 온도변화 및 제작인자별 비선형 전단거동 조사

정우영,황진섭,Jung, Woo-Young,Hwang, Jin-Seop 대한토목학회 2013 대한토목학회논문집 Vol.33 No.3

복합재료의 경우 다양한 재료에 따라 제작이 가능하며 이들 완성재료의 경우 다양한 재료특성을 나타낸다. 이 연구는 건설용 FRP복합재료의 재료특성 중 선형거동이 뚜렷이 나타나는 인장, 압축과는 달리 비선형 거동이 발생되는 전단거동 특성에 대한 실험적 연구로서 ASTM D4255 규정에 의한 2-Rail 전단시험 방법을 토대로 각각의 시편들을 제작, 실험결과를 분석하였다. 고려된 실험변수로는 함침 수지류의 종류와 섬유 체적비, 섬유배열 방향 및 온도 특성, 공장용 생산제품의 균질성 등을 고려하였다. 섬유배열 방향에 따른 특성조사의 경우 섬유 배열방향을 $0^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$로 각각 시편을 제작하였으며, 온도에 따른 외부환경 변화에 의한 FRP재료의 전단거동을 조사하기 위하여 실험온도를 $25^{\circ}C$, $40^{\circ}C$, $60^{\circ}C$, $80^{\circ}C$로 각각 고려하여 시험을 수행하였다. 이 연구를 통하여 대부분의 복합재료 시편에서 비선형 전단거동이 확인되었으며 비닐에스테르수지를 사용하고, 높은 섬유체적비와 $45^{\circ}$의 섬유배열방향을 가진 시편에서 비선형 전단거동이 가장 두드러지게 나타나는 것으로 조사되었다. 온도변화에 따른 실험결과의 경우, 온도가 증가함에 따라 전단 내 비선형 거동의 감소가 나타났으며 공장용 제작제품의 경우 hand lay-up 제작시편에 비하여 비선형 전단거동이 비교적 동등하게 나타냈다. In the case of composite material, a variety of characteristics were expressed depending on the materials that were composed of. In this study, the materials showing non-linear shear behavior were investigated among FRP composite. Each specimen was designed and analyzed according to ASTM D4255 method: regulations on the 2-rail. The dependent variables included in this experiment were a variety of fiber, fiber volume ratio, fiber array direction, temperature, material homogeneity. For determination of characteristics based on the fiber array, fiber array direction of 0, 30, 45, and 60 degrees were selected for test specimen. Temperature of 25, 40, 60, and $80^{\circ}C$ were considered for investigation of FRP materials'shear behavior based on the external temperature. Nonlinear shear behavior was observed throughout the FRP composite material in this study. Also, using vinyl ester resins, high fiber volume ratio, and fiber array direction of 45 degree appeared to show the most prominent nonlinear shear behavior. As for the findings related to the temperature change, non-linear behavior was decreased as the external temperature increased. For factory manufactured product, non-linear behavior was relatively at parity in comparison to the behavior found in the hand lay-up FRP composite specimen.

수변 보 구조물의 설계 방법

정우영,김재상,Jung, Woo-Young,Kim, Jae-Sang 한국복합신소재구조학회 2013 복합신소재학회논문집 Vol.4 No.4

자연재난 복구비용 산정을 위한 기법 및 실용화 연구

정우영,김성준,최현규,Jung,Woo-Young,Kim,Sung-Jun,Choi,Hyun-Kyu 한국방재학회 2009 한국방재학회논문집 Vol.9 No.3

현행 국내의 자연재난으로 인한 피해 사유시설에 대한 지원은 자연재해대책법 등에 명시된 재난복구비 지원기준에 따라서 이루어지고 있다. 그러나 이러한 현행 복구지원기준의 경우 실제 품목별 단가조사 및 산정이 객관적이고 효율적으로 조사, 산정되었는가에 대한 검토가 필요하나 지금까지 실질적으로 수행된 바는 없다. 따라서 본 연구는 현행 국내 복구비용 단가조사 및 산출근거 기준을 포괄적으로 진단하여 파생되는 문제점을 조사하고 이를 통하여 보다 체계적이고 구체적인 사유시설의 복구비용 조사방법과 산정기법을 제안하고자 한다. 복구지원 단가기준의 문제점 분석을 위하여 본 연구에서는 각 피해조사 품목별 지원기준을 조사, 부처별 실거래 단가의 현실화율을 산정하였고, 활용된 부처별 조사 데이터의 신뢰성을 측정하기 위해서 시험조사지역을 설정, 실제 현장단가를 조사, 비교하였다. 최종적으로 본 연구에서 수행된 분석결과 및 개선방안을 토대로 실제 공공기관에서 활용할 수 있는 사유시설 품목별 단가조사방법 및 산출기법 프로그램을 개발하였다. Financial supports of private facilities which were damaged by natural disaster are currently performed partially by a government and the guideline of corresponding recovery costs be the natural disaster prevention law in South Korea. However, current financial recovery guidelines for the damaged private facilities has not been estimated objectively so far. This research presents advanced recovery cost search and assesment methods for the damaged private facilities under natural disaster. To produce more accurate data, an investigation for practical field markets which are appointed in Kangwon area is conducted and the proposed recovery values per each item are compared to exact field market values. Finally. more realistic and accurate recovery cost guideline including evaluation and more effective market surveying method are suggested here. A theoretical and practical program for systematic recovery cost calculation is proposed and expected to be used at public institution before long.

온도 및 매트릭스 특성 변화에 따른 섬유강화 복합재료의 역학적 특성 및 구조적 거동 변화

정우영,장준호,백민호,Jung. Woo-Young,Jang. Jun-Ho,Back. Min-Ho 한국방재학회 2008 한국방재학회논문집 Vol.8 No.3

섬유강화 복합재료(Fiber Reinforced Polymers, FRP)는 우주, 항공, 국방 분야에서 주로 활용되어져왔고, 현재는 선박, 자동차, 화학공정, 건축자재, 스포츠 용품 등 다양한 분야의 산업 전반까지에 널리 활용되어지고 있다. 이들 복합재료를 기반시설물에 대한 구조적 재료로 사용함에 있어서 가장 유념해야 할 것은 복합재료의 높은 인화성과 낮은 열 저항성이다. 따라서 고온환경 하에 복합재료의 재료적 성질변화에 대한 연구가 필요한데 본 연구에서는 주변온도와 수지(resin)재료 변화에 따른 복합재료 물성치 및 거동변화를 알아보기 위하여 약 30분 동안 상온부터 250까지의 온도조건에서 복합재료의 인장시험 규격인 ASTM D3039/D3039M의 절차에 따라 인장시험을 수행하였다. 본 연구결과 고온인장시험을 통하여 복합재료의 역학적 성질이 온도의 증가에 따라 점진적으로 감소하였는데 이는 주로 매트릭스의 열분해 및 연소과정으로 인한 분해과정에 기인한다. 또한 구조물의 거동변화에 있어서 수지(resin)에 따른 물성치 변화 특성은 구조물의 처짐 거동에 있어 상대적으로 큰 변화를 보여주었다. Fiber Reinforced Polymer (FRP) composites are used extensively in aerospace, marine, automotive, infrastructure, chemical processing and sporting good applications. A concern with using FRP composites in some engineering structures is their high flammability and poor fire resistance In this research, material properties of FRP composites at increasingly high temperatures was measured and verified. The obtained mechanical properties of FRP composites were performed according to ASTM D3039/D3039M and tested to a wide range of heat conditions with temperatures from Room-temp. to 300 for times up to 30 min. It is found that the mechanical properties of FRP composites dropped with increasing heat or temperature. The reduction to the properties was due mainly to thermal degradation and combustion of the polymer matrix.

개선복구계획 수립기준 및 효과측정 연구

정우영,정상만,최현규,이상문,Jung. Woo-Young,Jung. Sang-Man,Choi. Hyun-Kyu,Lee. Sang-Moon 한국방재학회 2009 한국방재학회논문집 Vol.9 No.2

우리나라는 매년 풍수해에 의한 피해가 증가하고 있으며, 대부분의 피해가 하천, 도로시설물을 중심으로 주로 일어나고 있다. 이들 피해에 따른 국가복구지원의 문제점은 매년 많은 금액의 피해 복구비가 투입되었음에도 불구하고, 개선복구 보다는 원상복구 위주의 복구비 지원으로 반복적 피해가 발생하고 있다는 사실이다. 이러한 재난의 비효율적 반복피해를 예방하기 위해서는 자연재난으로 인한 피해의 원인을 보다 정확히 진단하고 항구적인 방어대책의 마련을 위한 보다 구체적인 기준이 필요하다. 본 연구에서는 최근 국내에서 발생하고 있는 풍수해에 대한 전반적인 실태조사를 통하여 피해현상의 유형별 구분과 분석을 각각의 피해에 대한 복구방법이나 대책방법으로 각각 체계적으로 다르게 분류하고 보다 선진화된 예방적 복구 개념을 도입하기 위하여 피해 유형별로 새롭게 정리하였다. 이를 통하여 피해유형에 따른 피해분류 및 피해사례를 보다 체계적으로 수립, 계획할 수 있는 유형화 도감 및 평가방법을 국내외 수많은 기 선행 개선복구 사례를 토대로 분류, 개발하였다. Most damages of civil infrastructures under natural disasters are frequently occurred at surrounding areas of the river or the road. Every year, Recovery for these disaster damages are performed by the government. Recently, the government decide to change current recovery plan system because current recovery plan which doesn`t consider future disaster impacts at a site has been proved to be ineffective. Accordingly, new permanency recovery plan system is needed and its corresponding ideas are presented in this research considering more detailed disaster damage classifications and cause assessments. The proposed permanency recovery plan would also provide more systematic and diverse recovery response strategies including both two concepts, for example Preparedness considered by risk assessment and management, and Mitigation investigated by hazard impact analyses.

복합재료 트러스 교량시스템의 정적거동 및 파괴모드에 관한 해석적 연구

정우영,이형길,Jung, Woo-Young,Lee, Hyung-Kil 한국전산구조공학회 2007 한국전산구조공학회논문집 Vol.20 No.5

본 연구는 복합재료 교량시스템의 규준 정립을 위한 연구로서 실제 설계 시공되어진 복합재료 교량의 정밀해석수행과 이를 통한 복합재료 교량의 파괴거동 및 설계기준 등을 조사하는데 그 목적이 있다. 본 연구의 효율적인 연구를 위하여 실제 미국 NEW YORK주 내에 설계 시공되어있는 Noncomposite-FRP 복합재료 교량을 대상으로 해석적 연구를 수행하였으며 본 연구에서 사용된 해석적 모델을 토대로 실제 미국에서 기 수행되어진 교량 거동에 관한 해석 및 실험하중 평가와 그 결과를 비교하였다. 특히 국내 복합재료 교량의 해석적 설계기준 평가를 위하여 보다 실질적이고 정확한 파괴모드의 조사 및 분석이 요구되어지므로 본 연구에서는 이를 위하여 기존의 해석적 연구에서 가벼운 중량으로 인하여 무시되었던 자중의 영향과 각 적층 layer에 설계된 ply orientation을 고려하여 해석하였다. 그 결과 자중을 고려한 복합재료 패널들의 경우, 제작 결함에 따른 이음부 파괴가 없을 경우 교량 상부 구조 중 횡축 보에서의 국부 좌굴 파괴가 교량의 파괴를 지배할 것으로 본 연구결과에서 예측되었다. 이는 복합재료 교량 제작 시 복합재료 상판 패널과 보의 이음부가 Noncomposite로 제작되는 경우 실제 제작되어진 복합재료 상판의 고 강성에 의하여 재하 하중에 의한 하부 강재 거더 좌굴이 선행되는 것으로 판단된다. There is a concern with worldwide deterioration of highway bridges, particularly reinforced concrete. The advantages of fibre reinforced plastic(FRP) composites over conventional materials motivate their use in highway bridges for replacement of structures. Recently, an FRP deck has been installed on a state highway, located in New York State, as an experimental project. In this paper, a systematic approach for analysis of this FRP deck bridge is presented. Multi-step linear numerical analyses have been performed using the finite element method to study the structural behavior and the possible failure mechanism of the FRP deck-superstructure system. Deck's self-weight and ply orientations at the interface between steel girders and FRP deck are considered in this study. From this research, the results of the numerical analyses were corroborated with field test results. Analytical results reveal several potential failure mechanism for the FRP deck and truss bridge system. The results presented in this study may be used to propose engineering design guideline for new and replacement FRP bridge deck structure.

철근부식 및 부착성능 변화에 따른 압축 및 휨 부재의 거동

정우영,권민호,안미경,Jung. Woo-Young,Kwon. Min-Ho,Ahn. Mi-Kyoung 한국방재학회 2011 한국방재학회논문집 Vol.11 No.5

본 연구는 염해의 영향을 받은 철근콘크리트 구조물의 성능평가에 관한 연구로서 철근부식에 따른 압축, 휨 부재의 거동을 실험적으로 평가하였다. 철근부식에 따른 유효단면적 변화에 의한 성능평가를 고려한 시험체의 경우 본 연구에서는 전위차 촉진법을 이용하였으며 장기간 발생된 과도한 부식작용으로 인하여 야기되는 철근-콘크리트 경계면 내 부착성능 저하 시험체의 경우 얇은두께의 압축고무 수축튜브를 이용하여 철근길이 대비 비부착 비율을 토대로 경계면 국부 비부착 시험체를 제작, 실험하였다. 두 조건의 시험체들에 대한 실험 결과, 압축부재의 경우 거동메커니즘의 특성을 고려할 때 철근부식에 경계면 부착성능 저하에 따른 큰 성능변화는 발생하지 않았으나 과도한 부식이 진행된 경우 철근유효단면적 변화 및 철근 이형부의 마찰력 저하에 의하여 구조물의 압축성능이 다소 감소하였다. 반면, 휨 부재의 경우 철근부식에 따른 거동결과 차이가 상대적으로 크게 발생하였는데 철근-콘크리트 부착성능 변화에 따른 휨 부재의 거동은 초기철근부식(2%)상태를 제외하고 부식이 진행됨에 따라 구조물 내 극심한 균열 및 초기 취성파괴를 나타내었다. This research presents an experimental study on the load capacity of reinforced concrete(RC) compression and flexural members induced by chloride corrosion. The parameters considered in this study are both the increased corrosion ratios of reinforcing bar and the variation of partial corroded length. Some test specimens are corroded by using Accelerated Potentiometeric Corrosion Method and the others which are fabricated by using compressive rubber tubes at the contact surface between concrete and steel bar are tested in order to investigate the load capacity of the structure in the events of the degradation of bonding strength at the interface between concrete and steel bar. It is finally shown that the overall load capacity of compression member with corroded reinforcing bars is decreased because it is mainly influenced by not the bonding strength at the concrete-steel contact surface but the reduction of the effective section area at the corroded reinforcing bar; while for the flexural members, compared to the compression member, the degradation of load capacity is remarkable. It is evident that the flexural member is influenced by both two parameters like the effective area and bonding strength at the contact surface except initial corrosion ratio 2%. The reduction of the load capacity of this member leads to occur severe crack and prematured failure after yielding the member.

핵의학 영상 검사의 중장기 추세 분석 - 서울 소재 일개 상급 종합병원을 중심으로 -

정우영,심동오,최재민,Jung, Woo-Young,Shim, Dong-Oh,Choi, Jae-Min 대한핵의학기술학회 2019 핵의학 기술 Vol.23 No.1

핵의학은 1959년에 국내 도입되어 갑상선 기능 항진증의 치료를 위해 $^{131}I$을 경구 투여한 것으로 시작되었고, 감마카메라는 1969년에 국내 도입되어 핵의학 영상 검사를 시작한 후 지속적인 성장을 하고 있다. 서울 소재 일개 상급종합병원을 대상으로 1998년부터 2017년까지의 핵의학 영상 검사 및 치료 실적에 대해 중장기 추세를 분석하였다. 분석 도구로는 해당병원의 통계 프로그램을 이용하여 감마, PET, 골밀도, 치료로 구분하여 검사 실적 추세 및 상세 분석을 하였다. 이와 같은 실적을 바탕으로 미래 핵의학 발전에 대한 예측을 하고, 핵의학 발전 방향 및 발전 계획의 준거 틀을 마련하는데 그 목적이 있었다. 지난 20년 동안에 Bone scan, MUGA scan, Renal scan(99mTc-DTPA), $^{18}F$-FPCIT PET, 골밀도 검사 등이 상승 추세였고, Myocardium perfusion SPECT, Thyroid scan, Lung scan 등은 하락 추세였으며, Hepatobiliary scan, Renal scan(99mTc-DMSA), $^{18}F$-FDG PET 등은 정체되어 있었다. 그리고 핵의학 치료 실적은 2011년까지 상승 추세였으나 갑상선 과잉진료 논란이후에 급락한 후 회복하지 못하고 있었다. 또한 핵의학 영상 검사와 경쟁 검사 간의 건수를 분석한 결과, 반비례 관계이거나 역치 현상이 있었다. 핵의학 영상 검사 및 치료 실적은 의약 분업 도입과정에서 발생한 의사 파업(2000년), 갑상선 과잉 진료 논란(2011년, 2014년), 무증상 추적 검사를 제한한 PET 요양 급여 개정(2014년), 중동호흡기증후군 확산(2015년), 그리고 수시로 발생하는 요양 급여 삭감 등의 변수에 큰 영향을 받았다. 핵의학 영상 검사는 중장기 상승 추세에 있었으나 2012년 이후로 정체되어 있었다. 핵의학 영상검사 및 치료의 중장기 성장과 발전 방향을 위해서는 시시각각 변하는 의료 환경의 변화에 대한 적극적인 대응은 물론이고, 핵의학 영상 검사 및 치료가 타 경쟁 검사 및 치료에 대한 경쟁 우위 확보를 위한 노력, 신규 검사 및 치료의 개발, 임상적인 정량지표의 개발 및 안정적 유지에 대한 노력이 필요할 것으로 판단된다. Purpose Nuclear medicine was initially introduced in Korea in 1969 and widely applied to treat hyperthyroidism with $^{131}I$. Also, gamma camera was adopted in 1969 in the first place and its application has been growing continually in many ways. We analyzed long-term trend in nuclear medicine examinations for the last 2 decades. The purpose of this paper is to make predictions and to set both plans and directions on the development of nuclear medicine. Materials and Methods We analyzed the performance of nuclear medicine examinations and therapies performed in Asan Medical Center from 1998 to 2017. Results Results from the last 20 years regarding Bone scan, Renal scan, MUGA scan and $^{18}F$-FPCIT, Bone Mineral Density were on a increase. And Myocardium perfusion SPECT, Thyroid scan, Lung scan were on a decrease while $^{18}F-FDG$ PET maintained on a steady course. Until 2010 there was a positive performance with the therapy but after the excessive medical care in thyroid examination performance is at status quo. Key events such as a medical strike(2000), Middle-East Respiratory Syndrome (2015) influenced the overall performance of the therapy. Conclusion In order to promote a long-term growth in nuclear medicine examination and therapy, it is inevitable to respond to the changes in current medical environment. Furthermore, it is strongly suggested to put efforts to maintain and develop new examinations and clinical indicators.