Self-diffusion coefficients of colloidal ass9Ciation structures in the aqueous solutions of anionic ammonium dodecyl sulfate (ADS) and cationic octadecyltrimethylammonium chloride (OTAC) surfactants were measured by pulsed-gradient spin echo NMR. The results were interpreted on the basis of the ADS/OTAC/water phase diagram. Crossing the phase boundaries, significant changes in self diffusion coefficients were observed and well correlated to the phase diagram. For the micelles their apparent radii were obtained from Stokes-Einstein equation. Their values were 15 for the ADS micelles and 54 a for the OTAC micelles, respectively. For vesicles which were formed spontaneously at different relative amounts of the surfactants and total surfactant concentrations, the radius was measured as 50 to 200 nm. This result is in fair agreement with those by TEM and light scattering.

한정된 미세공간에서의 제한확산(hindered diffusion)은 멤브레인 기공(pore)에서 입자들의 운동에 의해 결정되는 여과 메카니즘을 매우 미세한 수준에서 이해하는데 중요한 현상이다. 구형(spherical) 콜로이드 입자에 비해 보다 복잡한 형태(conformation)인 고분자사슬 구조를 갖는 다가전해질(polyelectrolyte)의 제한확산 거동에는 다양한 인자들이 관련되어 있기 때문에, 이론 접근은 물론 실험적 접근도 한층 어려운 것이 사실이다. 본 연구에서는, 슬릿형 미세기공에 한정되어 있는 단일한 다가전해질(single polyelectrolyte)에 coarse-grained bead spring model과 먼거리(long-range) 정전상호작용(electrostatic interaction)인 Debye-Huckel potential을 적용하여 분자시뮬레이션 기법인 브라운 동력학 모사를 수행하였다. 기공과 다가전해질 사슬(Polyelectrolyte chain)의 주어진 크기에서, 용액의 전해질 이온농도가 감소함에 따른 사슬의 신장(extension)효과는 제한확산계수를 감소시켰고, 기공 벽면의 하전성은 제한확산계수를 더욱 감소시켰다. 이는, 다가전해질 사슬(polyelectrolyte chain)의 입체적 장애(steric hindrance)와 함께 정전반발력이 미세기공에서의 확산이동을 억제함을 의미한다.

TiC core/(Ti,Mo)C rim structure in TiC--Ni base cermet which is generally prepared by sintering below 145 had been believed to be generated by the solid diffusion of Mo atoms 1 into TiC grains (D. Moskowitz and M.Humenik, 1r.:1966). Afterward, it was clarified that the c core/rim structure is generated by solution/re-precipitation mechanism : (1) grains and s small TiC grains dissolve into the Ni liquid, (2) the dissolved Mo, Ti and C atoms migrate to the s surface of TiC coarse grains, (3) the Mo, Ti and C precipitate on the surface of TiC coarse g grains and form (Ti,Mo)C solid solution rim, and (4) the Ostwald ripening (grain growth by s solution/re-precipitation mechanism) of TiC-core/(Ti,Mo)-rim grains continues, and thus the w width of (Ti,Mo)C rim (at the same time, the grain size) increases with sintering time, etc. ( (H.Suzuki, K.Hayashi and O.Terada: 1973). The TiC-core was found not to disappear even by s sintering at 190 (ibid.: 1974) Recently, FeSi core/-rim structure in Fe-66.7at%Si thermoelectric aIloy was found to also h hardly shrink and disappear by long heating at an appropriate temperature (1999: M.Tajima and K K.hayashD. Then, the authors considered its cause, and clarified experimentaIly that the disappearance of FeSi-core/-rim structure could be attributed to the exhaustion of diffusion-contributable vacancies in core/rim structure (N.Taniguchi and K.Hayashi:2001). At p present, the authors and my coworker are investigating whether the non-disappearance of TiC c core can be explained also from the new hypothesis "Exhaustion of diffusion-contributable v vacancies in corelrim structure".ure".uot;.

멤브레인 여과 실험에서 얻어진 데이터 처리에 간단한 수치해석을 적용하여 삼투압(osmotic pressure) 과 구배확산계수(gradient diffusion coefficient)를 도출하는 새로운 방법론을 제시하였다. 삼투압과 구배확산계수는 이론 및 실험적으로 쉽게 구할 수 없는 물리적 특성치로서 멤브레인 여과의 특성 규명에 중요하다. 모델 라텍스 콜로이드의 여과시간에 따른 투과플럭스(permeate flux) 값과 이에 대한 수치적분과 수치미분 데이터로부터 분산된 입자농도의 함수인 삼투압 관계식을 구했다. 이로부터 계산된 열역학적 계수(thermodynamic coefficient)는 입자농도가 증가할수록 감소하는 거동을 보였고, 여기에 기존에 제시되어 있는 수력학적 계수(hydrodynamic coefficient)를 도입하여 구배확산계수를 산출하였다. 아울러, 본 연구에서 계산된 입자농도에 따른 구배확산계수의 결과와 동일한 멤브레인과 라텍스 콜로이드의 여과에 대해서 기존에 통계역학적 시뮬레이션으로 예측한 결과를 비교하였다.

본 실험에서는 반응성 스퍼터링법으로 N2/Ar 유속비를 달리하여 약 200 과 650 두께의 비정질 Ti-Si-N막을 증착한 후 Cu (750 )와 Si사이의 barrier 특성을 면저항측정, XRD, SEM, RBS 그리고 Ti-Si-N막에서 질소 함량의 영향에 초점을 둔 ABS depth profiling 등의 분석방법을 통해 조사되었다. 질소 함량이 증가함에 따라 처음에는 불량 온도가 46%까지 증가하다가 그 이상에서는 감소하는 경향을 보였다. 650 의 Ti-Si-N barrier막을 800˚C에서 열처리 후에는 Cu3Si 피크만 관찰될 뿐 Cu피크는 거의 완전히 사라졌으므로 Barrier 불량기구는 Cu3Si상을 형성하기 위해 Si 기판내로의 Cu의 확산에 의해 일어난 것으로 보인다. 본 실험에서 Ti-Si-N의 최적 조성은 Ti29Si25N46이었다. 200 과 650 두께의 Ti29Si25N46 barrier 층의 불량온도는 각각 650˚C와 700˚C이었다.이었다.

약 90 nm 두께의 비정질 TaSiN박막을 poly-Si and SiO2/Si 기판 위에 rf magnetron sputtering법으로 증착하였다. TaSiN박막은 산소부위기에서 열처리 시 900˚C까지 결정화되지 않는 비정질 상을 보였다. 산소의 확산 깊이는 산소분위기 열처리 온도가 증가함에 따라 증가하였으며 650˚C, 30분 열처리시 Ta23Si29N48의 경우 약 20 nm의 깊이까지 확산되었다. Ta23Si29N48 박막의 증착 후 비저항은 약 1,300μΩ-cm의 값을 보였지만 산소분위기 열처리시 700˚C 이상에서 급격히 증가하였다.

A conductimetric study of foam formed from mixture of the protein, β-lactoglobulin, and the nonioinc surfactant, SML, revealed that their stability was reduced at concentrations of SML in the range 3~10mM. The interaction of SML with β-lactoglobulin was investigated by fluorimetry and a dissociation constant of 0.2μM was calculated for the complex. Surface tension studies confirmed the presence of interaction between the two components and provided evidence for the progressive displacement of β-lactogloblin from the air/water interface with increasing SML concentration. Experiments using air-suspended microscopic thin liquid films revealed transitions in the chainage characteristics and thickness of the film at SML concentrations below that which resulted in destabilization of the foam. However, measurements of surface mobility of fluorescent-labeled β-lactoglobulin by a photobleaching method identified that a transition to a mobile system occurred at a SML concentration which correlated with the onset of instability in the disperse phase. The results would indicate that maintenance of the viscoelastic properties of the surface is paramount importance in determining the stability of interfaces comprising mixtures of protein and surfactant.

불소고분자(ETFE, ECTFE, PVDF)내로 방향족 유기용매(벤젠, 톨루엔, 클로로벤젠)의 비정상 흡수실험에서 non-Fickian (혹은 비이상적인) 확산이 관측되었다. 본 연구에서는 Fick's 법칙에 바탕을 둔 확산모델식(Crank, Long ＆ Richman, Berens ＆ Hopfenberg, Neogi, Li)을 이용하여 방향족 유기용매의 흡수실험에서 관측된 비이상적 흡수데이터론 분석하였다. 모델식의 매개변수 값은 실험데이터와 모델 예측 값의 차이를 최소화하는 least square 법을 이용하여 결정하였다. Fickian 확산으로부터 약간 벗어나는 ETFE 흡수데이터는 앞에서 언급한 모델식들을 이용하여 모두 만족할 만한 결과를 얻었다. 특히 Neogi 모델식은 ETFE-용매계의 고유확산계수(0.4~0.8times10-5cm2/day) 및 평형 확산계수(0.13~0.31times10-4cm2/day), 고분자구조의 이완 속도상수 값을 예측해주었다. PVDF의 전형적인 sigmoidal 흡수데이터에 대해서는 Crank 모델이 비교적 잘 적용되었으며, 초기 확산계수와 평형 확산계수간의 비(Dinfty/Di)는 80~200의 값을 나타내주었다. 가속적인 흡수데이터를 나타내주는 ECTFE의 경우에는 모든 모델식들의 예측 결과가 상당히 벗어났다. Fickian 확산으로부터 많이 벗어나는 비이상적인 흡수데이터로부터 확산 이동성질과 고분자구조의 이완현상에 대한 정보를 얻기 위해서는 열역학이나 continuum mechanics에 바탕을 둔 새로운 모델식을 적용해야 할 것으로 사료된다. 사료된다

In order to analyze the densification behaviour of stainless steel powder compacts during hot isostatic pressing (HIP) at elevated temperatures, a power-law creep constitutive model based on the plastic deformation theory for porous materials was applied to the densification. Various densification mechanisms including interparticle boundary diffusion, grain boundary diffusion and lattice diffusion mechanisms were incorporated in the constitutive model, as well. The power-law creep model in conjunction with various diffusion models was applied to the HIP process of 316L stainless steel powder compacts under 50 and 100 MPa at . The results of the calculations were verified using literature data. It could be found that the contribution of the diffusional mechanisms is not significant under the current process conditions.

Performance of direct methanol fuel cell using high porous active carbon as an uncatalysed diffusion layer in anode (composite electrode) has been evaluated. Effects of porous active carbon in anode were investigated by galvanostatic method and Fourier Transform Infrared spectroscopy. The single cell was operated with 2.5 M methanol at temperature of 80-120℃ and showed performance of 210-510 mA/cm2 at 0.4V. By replacing conventional electrode with composite electrode, the increment of 290 mA/cm2 in current density was obtained at 90℃and 0.4V. The potential decay of the single cell was about 14.5% for 20 days operation.

고분자/용매계에서 물질전달현상에 이용되는 용매의 상호확산계수를 예측하기 위하여 기존의 UNFACFV을 적용한 확산식을 유도하였으며, 상호확산계수를 계산하였다. 또한, 새로운 모델식에 의하여 계산한 값을 실험치 및 Vrentas-Duda의 이론치와 비교하였다. 상화확산계수를 구하는데 필요한 자기확산계수는 Vrentas-Duda의 이론을 이용하고, 용매의 화학포텐셜의 농도 미분항은 original UNIFAC-FA와 modified UNIFAC-FV를 사용하였다. Flory-Hugginstlr을 이용한 Vrentas-Duda의 상호확산식은 용매의 화학포텐셜의 농도 미분항을 표현하기 위하여 매개변수 x를 온도와 농도에 무관한 상수로 가정한 단점을 가지고 있으나, 본 연구에서 제시한 방법에서는 이러한 가정이 없으며, 여러 가지 고분자/용매계(polyisobutylene homopolymer 및 polyisobutylene-poly(pmethylstyrene) copolymer와 cyclohexane, n-hexane, n-pentane, chloroform, toluene)에서의 상호확산계수를 잘예측하였다. 특히 PIB/toluene계의 경우, 본 논문에서 사용된 방법이 Vrentas-Duda 이론에 의한 것보다 실험치에 더 가까웠다. 또한, 아무런 가정이나 제약없이, 넓은 온도 및 농도 영역에서 고분자/용매계의 상호확산계수를 예측할 수 있는 좋은 방법임을 알 수 있었다.

Sputter Cu(1-4.5at.%Mg) alloy를 100mTorr이하의 산소압력에서 온도를 증가시키며 열처리하였을 때 표연과 계면에서 형성된 MgO의 확산방지막 특성을 살펴보았다 먼저, Cu(Mg)/SiO2/Si 구조의 샘플을 열처리했을 때 계면에서는 2Mg+SiO2→2MgO+Si의 화학반응에 의해 MgO가 형성되는데 이 MgO충에 의해 Cu가 SiO2로 확산되는 것이 현저하게 감소하였다. TiN/Si 기판 위에서도 Cu(Mg)과 TiN 계면에 MgO가 형성되어 Cu(4.5at.%Mg)의 경우 800˚C까지 Cu와 Si의 확산을 방지할 수 있었다. 표면에 형성된 MgO위에 Si을 증착하여 Si/MgO(150 Å)/Cu(Mg)/SiO2/Si구조로 만든 후 열처리했을 때 150 Å의 MgO는 700˚C까지 Si과 Cu의 확산을 방지할 수 있었다. 표면에 형성된 MgO(150 Å)의 누설전류특성은 break down 5V, 누설전류 10-7A/cm2의 값을 나타냈다. 또한 Si3N4/MgO 이중구조에서는 매우 낮은 누설전류밀도를 나타냈으며 MgO에 의해 Si3N4 증착시 안정적인 계면이 형성됨을 확인하였다.

A three-dimensional digital image processing technique is proposed to quantitatively predict the dispersion phenomena of oil droplet onto the surface of the water. This technique is able to get the dispersion rate of an oil droplet three-dimensionally just below the surface of the water over time. The obtained dispersion rate obtained through this technique is informative to the investigation into the relationship among the gravity, surface tensions between oil, water, and air. This technique is based upon the three-dimensional PIV(Particle Imaging Velocimetry) technique and its system mainly consists of a three CCD(Charge Coupled Device) cameras, an image grabber, and a host computer in which an image processing algorithm is adopted for the acquisition of dispersion rate oil an oil droplet.