본 연구에서는 가로수로 식재 한 메타세쿼이아 214본을 대상으로 시각적 활력 평가와 형성층전기저항계(JunsMeter) 측정 결과를 비교하였다. 시각적 활력 평가로 경북 예천군에서는 모든 활력 단계를 관찰하였고, 상주시에서는 ‘매우 양호’와 ‘양호’ 단계만 나타났다. JunsMeter의 측정 평균값은 예천(75.48)보다 상주(86.99)에서 높았다(P=0.01). 방위별 JunsMeter 측정에서는 예천군의 서쪽(71.29)에서 가장 낮았다. 예천과 상주에서 시각적 활력 평가로 구분한 3개 그룹과 JunsMeter 측정값과 일관되게 나타났다.

In the manufacturing of bulk graphite, pores produced by vaporization and discharge of volatile materials in binders during carbonization reduce the density of bulk graphite, which adversely affects the electrical conductivity, strength and mechanical properties. Therefore, an impregnation process is introduced to fill the pores and increase the density of bulk graphite. In this study, bulk graphite is prepared by varying the viscosity of the impregnant. The microstructure of bulk graphite is observed. The flexural strength and electrical resistivity are measured. As the viscosity of the impregnants decreases and the number of impregnations increases, it is shown that the number of pores decreases. The density before impregnation is 1.62 g/cm3. The density increases to 1.67 g/cm3 and porosity decreases by 18.6 % after three impregnations using 5.1 cP impregnant, resulting in the best pore-filling effect. After three times of impregnation with a viscosity of 5.1 cP, the flexural strength increases by 55.2 % and the electrical resistivity decreases by 86.76 %. This shows that a slight increase in density due to the pore-filling effect improves the properties of bulk graphite.

Conductive polymer composites with high electrical and mechanical properties are in demand for bipolar plates of phosphoric acid fuel cells (PAFC). In this study, composites based on natural graphite/fluorinated ethylene propylene (FEP) and different ratios of carbon black are mixed and hot formed into bars. The overall content of natural graphite is replaced by carbon black (0.2 wt% to 3.0 wt%). It is found that the addition of carbon black reduces electrical resistivity and density. The density of composite materials added with carbon black 3.0 wt% is 2.168 g/cm3, which is 0.017 g/cm3 less than that of non-additive composites. In-plane electrical resistivity is 7.68 μΩm and through-plane electrical resistivity is 27.66 μΩm. Compared with non-additive composites, in-plane electrical resistivity decreases by 95.7 % and through-plane decreases by 95.9 %. Also, the bending strength is about 30 % improved when carbon black is added at 2.0 wt% compared to non-additive cases. The decrease of electrical resistivity of composites is estimated to stem from the carbon black, which is a conductive material located between melted FEP and acts a path for electrons; the increasing mechanical properties are estimated to result from carbon black filling up pores in the composites.

백두산에서는 밀레니엄 대분화 이후로도 수차례의 화산활동이 계속되어 마그마 거동 감시 연구의 필요성이 지속적으로 제기되고 있다. 마그마방의 깊이 및 규모를 파악하기 위해서는 다양한 지구물리학적 접근이 필요하며, 본 연구에서는 전기비저항 탐사의 적용성을 검토하고자 한다. 국경으로 인해 공간적 제한이 있는 백두산에서 심부에 위치한 마그마를 탐사하기 위해서는 측선의 길이가 수십 킬로미터 이상이 되는 대규모 전기탐사가 이루어져야 하며, 이를 위해 서는 분산계측 시스템의 도입과 이에 최적화된 탐사 설계가 필수적으로 요구된다. 따라서 자체 개발된 분산계측 시스템을 활용하는 탐사설계안을 제시하고 전산실험을 통해 적용 가능성을 분석하였다. 단일 측선과 비동일선상 송신원 배열을 사용한 탐사설계안을 이용하여 다수의 측선 설치가 필요한 일반적인 3차원 탐사에 준하는 역산 해석 결과를 얻을 수 있음을 확인하였으며, 이 탐사설계안이 백두산 심부 물리탐사에 유용하게 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

노거수는 사람으로 따지면 노년기에 해당하여 다른 나무에 비해 기후변화 등 환경변화에 취약하며, 강한 바람과 눈 피해로 가지 부러짐, 쓰러짐 등 큰 피해를 받을 수 있다. 이러한 위험요인으로부터 노거수를 건강하게 보존하기 위해서는 체계적인 진단과 정기적인 모니터링이 이루어져야 한다. 다행히 천연기념물로 지정한 노거수를 대상으로는 ｢문화 재보호법｣에 따라 5년마다 정기조사를 실시하고 ｢천연기념물(식물) 상시관리 지침｣에 따라 예방적 모니터링을 하고 있다. 모니터링 항목으로는 나무 생육상태 진단을 위해 수세, 수형, 신초, 잎 크기, 가지고사, 병해충, 토양 건습도 등을 조사하고 있으나 항목은 정성적으로 평가되며, 육안조사 위주의 주관적 판단에 따라 생육진단이 이루어지고 있어 조사자에 따라 평가에 차이가 발생할 수 있다. 객관적인 생육상태 평가를 위해 생장추, 천공저항, 사이고미터(Shigometer), X-ray 등의 방법이 사용되고 있으나 생장추와 천공은 나무에 구멍을 내기 때문에 나무에 물리적 영향을 미치거나 직접적인 부후 확산의 가능성이 있고, 사이고미터는 조사자와 측정 환경에 따른 값의 변화폭이 크고 수목에 따라 정확도에 차이가 있을 수 있다. 천연기념물 노거수나 보호수의 경우 물리적으로 구멍을 뚫는 천공 방식을 적용하는데 한계가 있기 때문에 비파괴적으로 나무 내부를 진단하고 정량적으로 생육상태를 평가할 수 있는 단층촬영방법을 적용할 수 있다. 국내에 관련 연구는 거의 없는 실정으로 본 연구는 내부 단층촬영법을 이용해 노거수 생육상태 평가 연구의 기초자료 구축을 목적으로 한다. 조사는 2018년 3월 ~ 2018년 7월 동안 천연기념물 노거수 및 보호수로 지정된 느티나무, 매실나무, 소나무 10주를 대상으로 PiCUS 장비를 이용해 음파 단층촬영(sonic tomography) 및 전기저항 단층촬영(electric resistance tomography)을 실시하였다. 두 단층촬영 결과를 종합하여 나무 내부의 생육상태를 진단하고 대상 나무의 부후(decay)와 공동(cavity) 유무, 위치, 부후수준, 훼손된 목재 면적(damaged areas) 등을 도출하였다. 음파 및 전기저항 단층촬영법은 노거수 생육현황 조사시 육안조사를 보완하여 생육진단의 정확성을 높이고 측정 결과를 정량화하며 생육상태 모니터링 DB 구축에 도움이 될 수 있을 것이다. 나무 내부단층촬영법은 2000대 초부터 국외를 중심으로 연구가 이루어졌으나 국내 자생 수종을 대상으로 진행된 바가 거의 없으며 노거수 등 직경 1m 이상의 나무를 대상으로 한 연구도 미흡한 실정이다. 본 연구는 나무 내부단층촬영법을 시범 적용한 연구로 후속적으로는 주요 자생 수종에 본 방법을 적용하여 장비의 정확성을 검증하는 기초 연구를 실시하고, 다음 단계로 이를 활용해 노거수 생육상태를 객관적으로 진단할 수 있는 평가기준을 마련하여 천연기념물 노거수와 보호수를 효율적으로 관리해야 할 것이다.

Underground cavities are frequently taking place in urban areas due to soil loss caused by structural defects of underground buried pipes. In this study, a field experimental program was conducted to detect ground condition using the electrical resistivity survey and the pneumatic cone penetration test. In addition, we proposed a method to estimate the weighted mean resistivity value by quantifying the electrical resistivity measurements through image analysis in order to compare the results of pneumatic cone penetration test. Consequently, it was found that as the weighted average resistivity value decreased, the smaller the N-value (penetration depth per blow number) from the pneumatic cone penetration test results. Based on the limited number of field experimental measurements, the correlation between weighted average resistivity value and the N-value of pneumatic cone penetration test is deemed promising in assessment of ground conditions associated with developing underground cavitation.

Saline water electrolysis is a representative electrochemical conversion to produce chlorine gas and sodium hydroxide as major products by applying electric power. Perfluorinated sulfonic acid (PFSA) ionomers have been usually used as polymer electrolyte membrane materials owing to high sodium ion selectivity and strong resistance to acidic compounds (e.g., Cl2, HCl and so on) produced in anode. However, PFSA ionomers have been suffering from chemical degradation occurring when exposed under harsh basic condition in cathode. In this study, double layered chlor-alkali membranes were prepared by anchoring crosslinked hydrocarbon ionomer via radical polymerization technique in water channels located in a surface layer of PFSA ionomer membranes and electrochemically evaluated.

A composite material was prepared for the bipolar plates of phosphoric acid fuel cells(PAFC) by hot pressing a flake type natural graphite powder as a filler material and a fluorine resin as a binder. Average particle sizes of the powders were 610.3, 401.6, 99.5, and 37.7 μm. The density of the composite increased from 2.25 to 2.72 g/cm3 as the graphite size increased from 37.7 to 610.3 μm. The anisotropy ratio of the composite increased from 1.8 to 490.9 as the graphite size increased. The flexural strength of the composite decreased from 15.60 to 8.94MPa as the graphite size increased. The porosity and the resistivity of the composite showed the same tendencies, and decreased as the graphite size increased. The lowest resistivity and porosity of the composite were 1.99 × 10−3 Ωcm and 2.02 %, respectively, when the graphite size was 401.6 μm. The flexural strength of the composite was 10.3MPa when the graphite size was 401.6 μm. The lowest resistance to electron mobility was well correlated with the composite with lowest porosity. It was possible the flaky large graphite particles survive after the hot pressing process.

A metallic oxide layer of a heat-resistant element contributes to the high-temperature oxidation resistance by delaying the oxidation and has a positive effect on the increase in electrical resistivity. In this study, green compacts of Fecralloy powder mixed with amorphous and crystalline silica are oxidized at 950oC for up to 210 h in order to evaluate the effect of metal oxide on the oxidation and electrical resistivity. The weight change ratio increases as per a parabolic law, and the increase is larger than that observed for Fecralloy owing to the formation of Fe-Si, Fe-Cr composite oxide, and Al2O3 upon the addition of Si oxide. Si oxides promote the formation of Al2O3 and Cr oxide at the grain boundary, and obstruct neck formation and the growth of Fecralloy particles to ensure stable electrical resistivity.

PURPOSES : The pole electrode method damaged the concrete pavement on inserting the electrode into the pavement surface. This study examined the feasibility of the flat electrode method to observe the concrete pavement instead of the pole electrode method and analyzed the resistivity characteristics of the concrete by performing laboratory tests. METHODS : The resistivity of the concrete specimens manufactured with three different mixing ratios (38.50%, 39.50%, and 40.50%) were measured using the pole and flat electrode methods according to the concrete age (7 and 28 days) and electrode spacing (20 mm, 30 mm, and 40 mm). RESULTS : In both pole and flat electrode methods, the resistivity increased with increasing fine aggregate proportion regardless of the concrete age. The resistivity measured at a concrete age of 28 days was slightly larger than that measured at 7 days. In the case of a concrete age of 7 days, the resistivity measured by the flat electrode method was larger than that measured by the pole electrode method. The difference disappeared at 28 days. CONCLUSIONS: The results suggest that the flat electrode method can replace the pole electrode method because the resistivity measured by both methods was similar. Hence, the development of a technology to apply the flat electrode method to actual concrete pavement is necessary.

최근 도심지에서 지중매설관의 구조적 결함에 의한 토사 유실로 인해 지하 공동이 빈번하게 발생하고 있다. 본 연구에서는 이러한 지하 공동을 파악하는데 있어 현장 실험 수행 결과 전기비저항 탐사와 공압콘관입시험이 지반 조건의 이상 징후를 탐지하는데 효율적임을 확인하였다. 또한, 이미지 분석을 통한 전기비저항 실험 측정값을 정량화 하여 평균 비저항 값을 산정하는 방법을 제안하였다. 실대형 실험 결과, 평균 비저항 값이 감소할수록 위험도가 증가하였고, 공압콘관입시험 결과, N치가 작을수록 위험도가 높다는 것을 확인하였으며, 제한적인 측정 데이터 수를 토대로 평균 비저항 값과 공압콘관입시험의 결과를 토대로 상관관계를 나타내었을 때, 지반의 지하공동 발생과 관련된 위험 수준을 제한적으로 평가할 수 있을 것으로 판단된다.

In this study, electric propulsion leisure boat with 9 meters length is designed and the performances are investigated by CFD analysis and model test. Maximum speed of the developed boat is 15knots(7.7 m/s) using 80Kw electric motor. Catamanan type hull form with slender body is adopted considering high Froude number and large deck area. Two kinds of hull forms are designed and the performances are compared in resistance point of view. Wave patterns are observed to make clear the relationship between resistance performance and wave characteristics. The results show that not only wave interaction due to shoulder waves but also stern waves have a strong influence on resistance performance and CFD analysis including free surface can give useful informations at initial ship design stage for high Froude number catamaran boat.

The Fe-Cr-Al alloy system shows an excellent heat resistance because of the formation of an Al2O3 film on the metal surface in an oxidizing atmosphere at high temperatures up to 1400oC. The Fecralloy needs an additive that can act as a binder because of its bad compactability. In this study, the green compacts of STS434L and Al powder added to Fecralloy are oxidized at 950oC for up to 210 h. Fecralloy and Al is mixed by two types of ball milling. One is vented to air and the other was performed in a sealed jar. In the case of Al addition, there are no significant changes in the electrical resistance. Before the oxidation test, Al oxides are present in the Fecralloy surface, as determined from the energy dispersive spectroscopy results. The addition of Al improves the compactability because of an increased density, and the addition of STS434L increases the electrical resistivity by forming a composite oxide.

In order to improve the high-temperature oxidation stability, sintered 434L stainless steel is studied, focusing on the effect of the addition of metallic oxides to form stable oxide films on the inner particle surface. The green compacts of Fecralloy powder or amorphous silica are added on STS434L and oxidized at 950oC up to 210 h. The weight change ratio of 434L with amorphous silica is higher than that of 434L mixed with Fecralloy, and the weight increase follows a parabolic law, which implies that the oxide film grows according to oxide diffusion through the densely formed oxide film. In the case of 434L mixed with Fecralloy, the elements in the matrix diffuse through the grain boundaries and form Al2O3 and Fe-Cr oxides. Stable high temperature corrosion resistance and electrical resistivity are obtained for STS434L mixed with Fecralloy.

일반적으로 도로포장 하부층의 다짐상태는 시간이 경과함에 따라 배수불량, 관로의 노후화 등으로 인 하여 품질이 저하되어 지지력이 약해지거나 공동(Cavity)이 발생하게 된다. 이러한 공동으로 인해 지반 사이에 이격이 발생하여 설계 당시의 하중보다 더 큰 하중이 가해지게 되며 이로 인해 포장에 침하 및 균 열이 발생하게 된다. 이를 방지하기 위해서는 포장 하부층의 상태를 사전에 파악하고 조치를 취해야한다. 하부층의 상태파악을 위해서는 코어링(Coring)을 통해 직접 육안으로 확인하는 것이 가장 확실한 방법이 다. 하지만, 포장체에 파손을 발생시키고, 천공 중 교란이 발생할 수 있으며 깊은 곳에 존재하는 공동까지 천공이 불가능하다는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해서는 다양한 비파괴 검사를 통한 포장 하 부층의 상태조사가 필요하다. 그 중 전기비저항 탐사(Electrical Resistivity Survey)는 전자기기 및 컴퓨 터 발달에 힘입어 짧은 시간에 많은 양의 데이터를 획득할 수 있을 뿐 아니라 해석 결과의 신뢰성도 높아 져서 현재 국내에서 많이 이용되고 있는 방법 중 하나이다. 일반적으로 전기비저항 탐사는 전극봉(Pole) 을 지면에 설치하여 탐사를 진행하는데 포장표면에서는 전극봉 설치가 용이하지 않으며 설치과정에서 파 손을 발생시킬 수 있다. 본 연구의 목적은 평판접지전극방법(Flat Electrode Method)과 전극봉전극방법(Pole Electrode Method)의 비교를 통해 각 포장층별 재료들의 전기비저항 특성(Resistivity Characteristic)을 분석하고 평판접지전극방법을 이용한 전기비저항 탐사를 포장 하부 공동탐사에 적용할 수 있는지에 대한 여부를 파 악하는 것이다. 포장층별 재료들의 공시체를 이용한 실내실험(Laboratory Test)을 통해 전기비저항 특성 을 분석하고, 공동 및 포장을 모사한 현장실험(Field Test)을 통해 평판접지전극방법을 이용한 전기비저 항 탐사의 적용 가능성을 파악한다.

최근 국내외 많은 지역에서 발생하는 싱크홀은 그 발생의 규모와 시기를 예측하기가 어렵다. 현재의 기 술로는 싱크홀이 발생할 가능성이 있는 위험지역에 Coring을 이용하여 도로하부 공동의 유무를 파악하는 방법이 최선이다. 하지만 포장된 도로에 Coring을 실시하면 그 후 보수하더라도 보수한 부분이 취약해져 추가 파손이 발생하기 쉽다. 따라서 도로하부에 존재 가능한 싱크홀을 찾기 위해 무작위로 Coring을 실시 하는 것은 상당히 비효율적인 방법이다. 이러한 단점을 보완하기 위해 도로포장면의 파손 없이 도로하부 에 싱크홀이나 공동 혹은 이상대의 유무를 파악하기 위해 전기비저항 탐사(Resistivity Survey)방법을 이 용하였다. 하지만 현재 실시되고 있는 전기비저항 탐사는 지면과 접촉하는 전극부가 말뚝형태를 하고 있 어 도로 천공이 불가피하다. 본 연구의 목적은 기존의 전기비저항 탐사의 단점을 보완하여 도로의 파손 없이 하부에 존재하는 싱크 홀 등을 파악하는 것이다. 전기비저항 탐사의 전극부를 기존의 천공방법에서 접지방법으로 변형하여 전기 비저항 탐사를 실시할 수 있음을 파악하고 싱크홀과 지반연화를 모사한 실내실험을 통해 접지전극방식의 전기비저항 탐사기법을 검증한다.

To fabricate porous SiC-Si composites for heating element applications, both SiC powders and Si powders were mixed and sintered together. The properties of the sintered SiC-Si body were investigated as a function of SiC particle size and/or Si particle contents from 10 wt% to 40 wt%, respectively. Porous SiC-Si composites were fabricated by Si bonded reaction at a sintering temperature of 1650 oC for 80 min. The microstructure and phase analysis of SiC-Si composites that depend on Si particle contents were characterized using scanning electron microscope and X-ray diffraction. The electrical resistivity of SiC-Si composites was also evaluated using a 4-point probe resistivity method. The electrical resistivity of the sintered SiC-Si body sharply decreased as the amount of Si addition increased. We found that the electrical resistivity of porous SiC-Si composites is closely related to the amount of Si added and at least 20 wt% Si are needed in order to apply the SiCSi composites to the heating element.

전기비저항탐사는 제방 등의 수리시설물 안전 관리를 위해 널리 사용되는 방법이다. 본 연구에서는 서해안에 위치한 제방에서 해수측 조석 변화가 전기비저항 모니터링 자료의 해석에 어떤 영향을 미치는지 분석하고자 하였다. 이러한 연구를 위해 조석 변화가 많이 발생하는 제방에서 3일 동안 3시간 간격으로 전기비저항 변화를 모니터링 하였다. 전기비저항 모니터링 자료는 시간에 따라 특정 구간에서 비저항 분포 변화를 나타냈으며, 이러한 결과는 조석 변화와 상관성이 있는 것으로 파악하였다. 따라서 조석 변화가 큰 제방에서의 전기비저항 탐사는 이에 따른 고려를 필히 해줘야 한다. 향후 연구를 위해 보다 장기간에 걸친 전기비저항 모니터링 및 조석 변화의 분석이 필요할 것으로 사료된다.

연약지반의 평가를 위한 물리탐사기법의 적용성을 알아보기 위해 총 6개월간의 전기비저항 모니터링자료를 취득하였다. 추가적으로 다중채널 표면파 탐사(Multichannel Analysis Surface Wave; MASW)를 실시하여 전단파 속도와 연약지반의 강도분포를 파악하고자 하였다. 또한, 콘 관입시험(Cone Penetration Test; CPT)과 시추 시료의 실내시험을 이용하여 물리탐사 자료와의 상관성을 확인하고 탐사 자료의 신뢰성을 높이고자 하였다. 그 결과 장기간의 모니터링 자료로부터 연약지반의 거동양상을 파악할 수 있었고, 추가 탐사를 통해 얻은 전단파 속도와 실내 시험간의 유의미한 상관관계가 확인되어 연구 지역 연약지반의 강도를 평가하는데 있어 표면파 탐사의 유용성을 확인 할 수 있었다. 최종적으로 지구통계학적 방법을 이용하여 물리탐사 자료와 이종 자료에 대한 3차원적인 지반 분포 영상을 획득하였다. 본 연구를 통해 넓은 영역에서의 연약지반 평가를 위해서는 장기간의 전기비저항 모니터링으로 영역 전체의 특성을 파악해야 함을 알 수 있었다. 이를 보강할 수 있는 추가적인 탐사 자료와 시추 자료를 이용한다면 경제적이고, 신뢰성 있는 평가가 이루어 질 수 있을 것으로 판단된다.