R.F. Magnetron Sputtering 법으로 Co를 base로 MnSbPt 합금박막의 최적 열처리 조건은 300˚C-4시간 이었으나, 종래의 MnSbPt 합금박막의 경우와 같이 수직자화막은 얻을 수 없었다. 보자력은 Co의 두께가 250Å에서 최대를 나타냈으나 약 500 Oe이하로 실용적 측면에서 불충분 하였다. 진공중에서 300˚C 4시간 열처리한 합금박막의 경우, 700nm의 입사파장에서 약 0.78˚에 이르는 Kerr 회전각을 보이므로 고보자력을 지닌 수직자화막을 제조할 수 있다면 우수한 차세대 고밀도 자기 기록매체로서 유망하다.

비정질 금속 Co66F e4Ni B14S i15 의 표면층 제거에 대한 자기임피턴스 효과는 시료의 길이방향에 평행한 일축자기장에 대하여 측정하였다. MIR(Magnetoimpedance Ratios)은 비정질 금속의 두께가 얇아짐에 따라 감소하고, 전류에 비례하여 증가하는 경향을 나타내었다. 인가전류 주파수에 대한 MIR과 자기장의 감도는 모든 시료에서 주파수에 비례하여 증가하며 수 MHz 부근에서 최대값을 가지고 점차 감소하는 경향을 나타내었다. 시료의 표면층제거에 기인한 이방성자기장의 변화는 MI RMax을 나타내는 외부 자기장을 감소시키지만, MIR은 표면층 제거에 따른 부피효과에 기인하여 감소하였다....

증착법을 이용하여 Sm(Co1-xFex) 및 Sm2(Co1-xFex)17(X=0, 0.3,0.5,0.7)박막을 제작하여 조성변화 및 열처리 온도 변화에 따른 자기적 성질의 변화에 대해 검토 하였다. Fe의 양이 증가 할 수록 포화자화 값은 증가 하지만 각형비는 감소하였고 보자력도 약간 감소하는 경향을 보였다. Sm(Co0.5Fe0.5)5 조성박막의 경우, 800˚C, 20분 열처리에 의해 약 6.1MGOe의 (BH)max을 보였다. 본 박막자석의 자기적 성질의 증대를 위해서는 시료제작 방법의 개선이 필요하다고 사료 된다.

SiO2/CoNiCr/Cr 합금 박막을 RF magnetron sputtering 법으로 Cr의 두께를 변화시키면서 제조하였다. 제조된 박막을 진공 열처리하여 열처리 온도에 따른 포화자화, 보자력, 각형비를 조사하였다. SiO2/CoNiCr/Cr 합금 박막에서 포화자화 값은 Cr 하지층의 두께가 증가함에 따라 감소하고 보자력은Cr 하지층의 두께가 증가함에 따라 증가하였다. 이러한 박막의 포화자화 값은 600 emu/cc, 최대 보자력은 550 Oe를 나타내었다. SiO2/CoNiCr/Cr(1700Å) 합금 박막에서는 열처리 온도가 증가함에 따라 포화자화 값은 급격히 감소하고 보자력은 증가하였다. 열처리 온도가 650˚C에서 포화자화 값은 as-deposited상태보다도 1/10로 감소하였고 보자력은 1600 Oe로 최대값ㅇ르 나타내었다. Cr 하지층의 두께와 열처리 온도의 증가에 따른 포화자화의 감소는 하지층에서 자성층으로 Cr이 확산하므로써 자기 모멘트의 감소에 의한 것으로 판단된다. 또한 보자력의 증가는 박막 면에 수직한 방향으로 급격한 결정 성장에 기인한 것이다.

RF magnetron reactive sputtering법으로 Fe75.5Zr8.3N16.2/SiO2(250Å) 다층 박막을 FeZrN의 두께를 변화시키면서 제조하고, 제조된 박막을 진공 열처리하여 열처리 온도에 따른 포화자화, 보자력, 고주파에서의 투자율 그리고 열적 안정성을 조사하였다. Fe75.5Zr8.3N16.2/SiO2(250Å) 다층박막은 FeZrN의 두께가 800Å이상일 때 좋은 연자성을 나타내었다. Fe75.5Zr8.3N16.2/SiO2(250Å)다층 박막을 450˚C로 열처리 했을 때 포화자속밀도(1.08 T), 보자력 0.41 Oe, 1 MHz에서의 실효 투자율은 3000이상의 연자성을 나타내었다. 그 이유는 X-선 회절 분석 결과 열처리에 의해서 ZrN 미결정이 석출하여 α-Fe 결정 성장이 억제되어 우수한 연자기적 성질이 나타난다고 판단된다. 이때 α-Fe 입자 크기는 40-50Å, ZrN의 입자 크기는 10-15Å이다. 그리고 실효 투자율의 주파수 의존성에서 단층막에서는 5 MHz 이상에서 실효 투자율이 급격히 감소하는 경향을 보였으나, 다층막에서는 40MHz까지 실효 투자율이 1600이 되어 고주파에서의 연자성이 개선되었다.

자기기록의 고밀도화로 인해 보자력(Hc)이 큰 자기기록매체가 필요하게 되었다. 고보자력매체에 신호를 충분히 기록하기 위해서는 보다 강한 자장이 필요하다. 이 때문에 포화자화(Ms)가 큰 재료가 필요하며 고주파 영역에서 실효투자율(μeff)이 높아야 한다. Fe계 합금박막은 이에 적합한 재료이다. 본 연구에서는 Fe의 결정자기이방성에 영향을 미치는 Si과 Fe의 격자 변형을 유도할 수 있는 B를 첨가하였다. Fe-B-Si 계 박막을 질소분위기 중에서 RF Matnetron Sputter로 제작하여 연자기적 특성에 관하여 고찰하였다. Fe91.49B4.01Si4.50at% 박막은 350˚C에서 1시간 열처리를 행함으로써 약 900(10MHz) 정도의 투자율과 7.6Oe의 보자력을 나타냈으며 포화자화는 1300emu/㎤를 얻었다.

증착법을 이용해 증착시 기판의 온도를 변화시키면서 MnSbPt 합금 박막을 만들고 이를 열처리 한 후 나타나는 자기 및 자기광학적 성질을 조사하였다. Mn45Sb45Pt10조성의 박막에서 0.85˚의 높은 Kerr Rotation Angle값을 나타내고, 또한 광원의 입사파장이 단파장으로 이동하여도 우수한 Kerr Rotation Angle 값을 유지함으로써 자기광 재료로서의 기록밀도 향상가능성이 기대된다. 이 재료가 갖고 있는 열악한 자기적성질도 열처리를 통하여 포화자화값과 보자력의 향상 효과를 얻었지만, 자기광 재료가 갖추어야할 수직자화를 얻기에는 미흡하여 이에 대한 보완이 필요하다.

YIG 전구체 분말은 요소의 열분해반응을 이용한 균일침전법에 의해서 질산염으로부터 제조하였다. 침전은 철이온이 먼저 침전한 후 이트륨이온이 침전하는 과정으로 이루어졌다. YGI전구체 분말은 철산화물과 비정질로 구성되어 있으며 그 분말의 대략적인 화학식은 2.5Fe2O3.Y3(OH)9-2x(CO3)x.nH2O로 되어있다. YIG 전구체 분말의 열분해과정은 dehydration, 철산화물의 recrystallization, yttrium carbonate 및 yttrium oxide의 형성과 고상반응등 여러단계로 구성되어 있다. 열처리온도가 증가함에 따라 Y2O3와 Fe2O3의 고상반응에 의해 YFeO3 intermediate을 경유해서 YIG상이 형성됨을 확인하였다. 단일상의 YIG는 1200˚C에서 6시간 공기중에서 소성함에 의해서 얻을 수 있었다.

Sm의 농도가 각각 0.3, 0.4, 0.6인 세종류인(YSmLuCa)3(FeGe)5 O12 가넷트 박막을 LPE법으로 비자성재료인 Gd3Ga5 O12(GGG)기판상에 성장시켜, 버블 자성재료의 자기적 성질을 조사하였다. 공명폭 ΔH는 4πMs의 증가에 따라 증가하였고 Sm 농도의 감소에 따라 감소한다. 수직 자기 이방성에너지 Ku는 Sm증가에 따라 증가하며 같은 Sm농도에서는 4πMs의 증가에 따라 증가한다. 자벽 이동도는 4πMs의 증가에 따라 증가하며 Sm의 증가에 따라 감소한다. Ms.ΔH의 곱이 일정한 사실로 부터 새로운 자기손실인자 Eι을 구할 수 있으며 이는 Sm의 농도에 의존한다.ι을 구할 수 있으며 이는 Sm의 농도에 의존한다.

RF & DC magnetron sputtering장치를 이용하여 Ar과 Ar+N2혼합가스분위기에서 Fe/Co및 Fe-N/Co-N다층막을 각각 제조하였다. 제작된 다층막을 100˚C ~ 500˚C로 각각 1시간씩 열처리하였다. Fe막의 두께와 열처리 온도에 따른 Fe/Co다층막의 포화자화와 보자력을 측정하고, 투자율을 조사하였다. Fe/Co(70Å/15Å)다층막에서 포화자화는 1.8Oe이다. 보자력은 열처리 온도 250˚C까지는 일정한 값(1.8Oe)을 가지나. 250˚C ~ 300˚C에서는 약간 증가하고, 300˚C이상에서는 갑자기 증가한다. 질소 유량비(N2/Ar+N2)가 4%인 조건에서 제작한 Fe-N/Co-N 다층박막의 보자력은 5Oe이고, 열처리 온도가 증가함에 따라 감소하다가 250˚C에서 최소값, 2Oe를 나타내고 그 이상의 온도에서 급격히 증가한다.

마이크로웨이브 Mg-Mn훼라이트에서 비자성 이온인 알루미늄으로 Fe 이온을 치환하여 포화자화를 낮출 수 있다. 이것은 마이크로웨이브 훼라이트의 사용 주파수 영역의 확장을 위해 필요하다. 이때 다른 특성의 변화가 수반되는 것은 검토해 봐야 할 점중의 하나이다. 본 연구에서는 MgO: MnO : Fe2O3를 1.0:0.1:0.95몰비로 제조한 마이크로 웨이브 훼라이트[화학식:(MgO)1.0(MnO)0.1(AlxFe1.9-xO2.85]에서 AI을 0.1에서 0.4까지 첨가한 경우의 전기적.자기적 특성을 미세조직과 아울러 조사하였다. 포화자화 값은 첨가량에 따라 감소하였으며 강자성공명 선폭도 마찬가지였다. Hc 값은 첨가량 0.2이상에서 103.48A/m(1.3Oe)이하로 나타났으며 각형비는 모두 우수하였다. 공명자기장은 첨가량에 따라 거의 변화가 없었다. 이상고 같은 실험결과로부터 적절한 조성범위에서 각각의 물성을 조합하여 넓은 범위의 마이크로웨이브 소자에 응용할 수 있는 제반 물성을 얻을 수 있었다.

미국 환경청(US EPA)에서는 발암성을 기준으로 다환방향족탄화수소(Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)중에서 Benzo(a)pyrene(BaP)와 Dibenz(a,h)anthracene(DahA)를 가장 독성이 강한 것으로 간주하여 독성계수를 1.0으로 부여하였다. 본 연구에서는 기존에 발표된 PAHs 데이터를 이용하여 BaP, DahA와 총 PAH(ΣPAH)의 예측을 위하여 새롭게 선형회귀 분석을 시행하였다. 이는 연소기원 과정에서 발생되는 PAH 화합물간의 연관성과 예측 가능성을 알아보려는데 목적이 있다. 개발된 회귀식을 사용하여 PAH 농도 예측에 적합한지 검증과 적용 연구를 동시에 수행하였다. 첫째, 이미 발표된 42개 지역 개별 PAH를 이용하여 토양내 Pyrene(Pyr) 농도에 따른 BaP와 ΣPAH의 예측을 위한 선형회귀분석을 시행하였다. 모든 데이터가 이용된 Pyr<400 ug/kg 조건의 경우, Pyr과 BaP 사이에 아주 높은 상관관계(R2=0.96, p<0.0001)를 보였다. 둘째, 토양내 BaA 농도에 따라 BaP, DahA와 ΣPAH의 예측을 위하여 회귀분석을 시도한 결과, BaA와 BaP(R2=0.94, p<0.001), BaA와 ΣPAH(R2 = 0.98, p<0.001)사이에 높은 상관성을 보였고, 상대적으로 DahA와는 낮았다. 앞에서 언급하였듯이, 연료연소에서 배출되는 PAH 농도는 서로 연관성이 있어 개별 PAH 농도가 유사하게 토양에 흡착되어 검출되는 것으로 여겨진다. 본 연구에서 개발된 회귀식은 PAH중에서 가장 독성이 높은 것으로 알려진 BaP와 DahA 농도 예측을 대략적으로 빠르게 할 수 있는 식이 될 것이다. 본 연구에서 개발된 회귀식을 이용하여 이미 발표된 PAH에 검증과정을 시도하였다. 고농도 Pyr 조건(Pyr<400 ㎍/㎏)이 사용된 중국 결과의 경우, 실제 측정된 BaP와 계산된 BaP는 각각 105 ㎍/㎏, 108 ㎍/㎏으로 상대오차는 3%로 매우 유사한 결과를 얻었다. 실제 측정된 ΣPAH와 산출된 ΣPAH는 각각 1,636 ㎍/㎏과 1,363 ㎍/㎏이었다. 회귀식을 이용할 경우 전체적 상대오차는 –16.7~6.7%이었다. 비록 BaP나 ΣPAH 예측에 어느 정도가 한계가 있을 수 있으나 대부분 상대오차는 20%이하로 개발된 회귀식을 이용 할 경우 추가적인 측정 없이 PAH를 빠르게 대략적인 값을 계산 할 수 있는 장점이 있을 것으로 여겨진다.

The objective of this study was to investigate the 16 priority polycyclic aromatic hydrocarbon (PAHs) concentrations and emission sources from the soils of three regions (north, mid-south, and east) in Jeollanamdo. Overall PAH concentrations in the east region were higher than in north and mid-south regions and 9.1 times higher for polluted areas. The results of the emission source study indicated that average Ant/(Ant+Phe) and InP/(InP+BghiP) ratios were 0.15-0.22 and 0.36-0.46, respectively, which indicated dominant pyrogenic sources in the three regions. For the InP/(InP+BghiP) ratio, various emission sources were shown in the east region where petrochemical facilities and oil storage tanks have been operated.

많은 연구에서 기후변화에 따른 화석연료의 문제점을 제시하고 있는 상황에서 신재생 에너지나 대체 에너지 필요성이 요구되고 있다. 바이오 에너지는 대체에너지로서 직접 사용 보다는 다른 공정을 거쳐 자원의 효율화를 높이는 게 중요하다. Torrefaction (반탄화)는 이러한 자원 효율성을 높이는데 효과적으로 하는 공정이다. 반탄화는 주로 200 to 300℃에서 무산소 조건에서 일어나는 공정으로서 열적화학적 전처리 과정이다. 이 공정을 통하여 수분 및 휘발성 유기물 중량을 감소시켜 에너지 밀도를 높일 수 있다. Bergman 등 (2005)은 반탄화 공정에서 온도를 높이면 C/O와 C/H 비율 증가로 인하여 에너지 밀도가 증가 한다고 하였으며 Basu 등 (2014)은 목재의 반탄화를 거친 후 고정 탄화가 증가한다는 연구 결과를 발표하였다. 본 연구의 목적은 왕겨와 커피껍질의 반탄화 과정을 온도변화는 200∼300℃, 체류시간은 20, 40, 60 min을 적용하여 조사하였다. 이를 위하여 반탄화 전 후 물리화학적 특성과 differential thermal analyses (DTA)을 분석하였다. 연구결과, 온도변화가 체류시간보다 더 반탄화에 더 영향을 주었다. 그리고 체류시간 40 min이 농업 부산물인 왕겨와 커피껍질의 재활용으로 적합한 반탄화 조건이었으며 화석연로로 대체하는데 효과적인 실험 결과를 보여 주었다. 물리화학적 특성에서는 휘발성 물질은 왕겨가 70.9%, 커피껍질이 72.2% 이었다. 왕겨와 커피껍질 원료의 발열량은 각각 21.3과 22.5 MJ/kg이었으며 60 min와 300℃에서 반탄화 후 발열량은 29.6과 27.5 MJ/kg이었다. 반탄화에 의한 질량증가는 온도변화와 체류시간, 바이오매스의 특성에 의한 고형물에 의해 결정되었다. Fig. 1은 체류시간 60 min에서 질량증가를 나타내는 그림이며 60 min와 300℃에서 왕겨와 커피껍질의 질량증가는 각각 39.7 wt.%, 32 wt.%이었다. 에너지 밀도는 반탄화 후 잔류탄소함량만으로 추정하였으며 질량증가와 같은 현상인 왕겨가 커피껍질에 비해 높았다. 왕겨와 커피껍질은 농업 부산물로서 커피껍질의 경우 60% 이상 감량화가 일어났음에도 불구하고 에너지밀도의 증가는 큰 차이는 없으나 커피껍질이 왕겨에 비해 상대적으로 에너지 밀도나 고발열량 증가율이 낮은 것은 mass yield와 고발열량 증가율이 적은 영향으로 사료된다. 커피껍질은 왕겨와 비교했을 때 상대적으로 에너지밀도의 증가가 적어 효과가 더 적은 것으로 생각된다.

밸러스트수 처리를 위한 Plasma Gun의 전기적 특성과 오존 생성에 미치는 주요 운전변수들의 영향에 관해 실험실 규모 연구를 수행하였다. 방전개시전압보다 높은 전압이 인가되면 방전이 시작되고 오존이 생성되었으며 전압이 증가함에 따라 기체로 전달되는 에너지 및 오존 농도가 거의 선형적으로 증가하였다. 오존 생성 측면에서 최적의 에너지 효율성을 얻을 수 있는 전극간 거리가 존재하였으며 실험된 장치에서는 1.95 mm의 전극간 거리에서 최적 효율이 얻어졌다. 전기에너지 특성에 미치는 내부전극 재질의 영향은 무시할만한 수준이었으나 내부전극의 전기전도도와 열전도도 차이가 오존 생성에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 일정한 Plasma Gun 구조에서 오존 생성은 기체로 전달되는 에너지밀도에 의해 중요한 영향을 받는 것으로 나타났으며 유입되는 기체의 산소함량이 증가할수록 오존 생성이 증가하는 것으로 나타났다.