본 연구에서는 요소를 사용하지 않는 새로운 해석방법인 EFG(Element-Free Galerkin)법을 사용하여 복수의 초기균열을 지닌 강재가 반복피로하중을 받는 경우 균열들이 점진적으로 성장하여 부재가 파단에 이르는 과정을 해석적으로 규명하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 일반적인 피로균열성장법칙을 EFG법을 이용한 균열해석 알고리즘에 적용하여 복수의 균열들이 각각의 응력상태에 따라 차별적으로 성장해 나가는 과정을 해석할 수 있는 알고리즘을 도입하고 이를 바탕으로 다양한 하중상태하에서 복수의 균열들의 성장경로를 추정함과 동시에 이에 따른 잔존수명을 산정할 수 있는 기법을 제시하였다. 본 연구에서 제안된 해석방법을 피로균열 발생빈도가 큰 몇가지의 강부재 형태에 적용해 본 결과 다수균열 함유 부재의 피로균열 성장거동과 균열들의 피로수명을 성공적으로 예측할 수 있었다.

다분야 통합 시스템의 설계문제는 다량의 설계변수와 구속조건으로 구성되며 다수의 공학적 현상으로 연관되어 있다. 다분야 통합 최적설계 문제를 효과적으로 다루기 위해서는 다양한 해석분야의 공학적 설계원리를 동시에 고려하여 균형 있고 유기적인 방법으로 최적의 설계를 결정하는 체계적인 설계자동화기술이 요구된다. 다분야 통합 설계문제를 위한 효율적인 설계방법론으로 분리기반 최적화 기법이 적용되는데 이 방법은 한 단위의 대규모 설계문제를 여러 개의 하부시스템으로 분리하여 독립적으로 최적화를 수행하고 각 하부 시스템으로부터의 설계해 사이의 중재 및 통합화를 거쳐 최종적으로 수렴된 최적설계를 찾는 방법이다. 본 논문에서는 분리기반 최적화기법을 다분야 통합최적 설계문제에 적용하는데 필요한 시스템분리기법을 유전알고리즘 및 다층 역전 파 신경회로망을 이용하여 정립하였다. 시스템분리기법을 검증하기 위해 최근 미국 Boeing사에서 개발중인 고속 민간항공기인 HSCT의 시뮬레이션기반 설계문제를 이용하였다. 대규모 설계시스템의 분리결과는 전체 설계문제의 특성을 파악하기 위한 자료로 활용되며 향후, 분리기반 최적화과정에서 최종적으로 통합된 최적설계를 탐색하는데 필요한 기반구조를 제공한다.

Transparent films were prepared using the sol-gel process by mixing TEOS with PVA solution that was solved in EtOH and distilled water homogeneously. HCl, CH3COOH and NH4OH were used as catalysts of the sol-gel process, and for improving the flexibility of films glycerol was used as plasticizer. In case of each catalyst, transparency and tensile strength were increased, and glass transition temperature (Tg) was shifted to higher temperature with increasing TEOS ratio. Also, in case of adding the plasticizer, the flexibility of films was increased. On the contrary, transparency, thermal stability and tensile strength were decreased with increasing HCl and NH4OH ratio. Also, the range of being made of film type was expanded when CH3COOH was used than HCl and NH4OH.

본 연구에서는 rf PECVD(13.56MHz)법을 이용하여 CH4가스에 소량의 보조가스(O2와 N2)를 혼합하여 a-C:H 박막을 얻었다. 이렇게 얻어진 박막의 증착속도는 rf power 증가에 따라서 증가하다가 200W에서는 다시 감소하였으며, 산소와 질소가스의 유량이 증가함에 따라 감소하였다. FT-IR분석으로 계산된 박막내의 수소함량은 rf power 증가와 산소 및 질소첨가량의 증가에 따라 감소하였다. 산소가스 첨가 시에는 C=O 결합이 생성되며, 질소가스 첨가 시에는 C=N 결합이 생성됨을 FT-IR 분석을 통하여 알 수 있었다. 이와 같이 산소와 질소를 보조가스로 첨가할 경우에 스퍼터링 효과로 박막내의 수소함량 감소와 더불어 a-C:H 박막의 구조 변화를 일으킬 수 있을 것으로 생각된다. Raman 분석결과 산소와 질소를 첨가함에 따라서 I(sub)D/I(sub)G비가 증가하였고, D line과 G line의 위치가 높은 파수 쪽으로 이동하였으며, D line의 폭은 넓어지는 반면에 G line의 폭은 감소됨을 보였다. 이것은 산소와 질소의 첨가로 박막내의 수소함량 감소, 결합각의 disorder 감소 및 micro-crystallite 흑연의 형성에 의한 것이라고 판단된다.

본 연구에서는 요소를 사용하지 않고 절점들만을 이용하여 해석이 가능한 새로운 수치해석기법인 EFG(Element-Free Galerkin)법을 사용하여 임의의 균열의 성장과정을 해석할 수 있는 효율적인 알고리즘을 개발하고, 이를 바탕으로 균열의 성장방향과 경로를 정확히 추정하여 일련의 균열진전해석을 수행할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 균열해석에 있어서는 균열선단의 특이성과 균열면의 분연속성을 수치적으로 반영할 수 있는 기법을 도입하여 균열을 모형화하였으며, 선형탄성파괴역학이론에 근거하여 균열해석과정을 정식화하였다. 또한, EFG 형상함수가 kronecker delta 조건을 만족시키지 못함으로써 발생하는 필수경계조건의 처리문제를 penalty법을 이용하여 해결하였다. 개발된 균열진전해석 알고리즘을 정지상태와 성장하는 상태에 있는 모드 , 모드 Ⅱ 및 혼합모드상태의 대표적인 균열문제들에 적용하여 응력확대계수와 균열성장방향 및 균열의 성장경로를 추정하고 이를 이론적실험적 결과들과 비교함으로써 그 정확성과 효율성을 검증하였다.

Al2O3-SiC 화합물 분말이 SiO2, A1 그리고 C 분말들을 원료분말로 하여 SHS(self-propagating High-temperature Synthesis)법에 의해 제조되었다. 원료 분말에서의 몰비, 성형압력, 반응물의 초기온도의 영향이 생성물과 연소과정에 대해 연구되었다. SiO2/A1/C계의 자전연소합성은 낮은 연소온도 때문에 400˚C 이상으로 예열되어야 한다. 연소반응의 결과로서 최종생성물의 순도는 반응물의 순도보다 높았다. 이 계에서 SiO2:Al:C의 적당한 몰비는 3.0:4.0:6.0이었고, free carbon은 30min 동안 650˚C에서 배소함으로써 제거되었다. 본 연구에서 상압소결은 1700˚C에서 powder bed를 사용한 표본의 분해를 제어하고 치밀한 소결체를 얻는데 매우 효과적이었다. hot-pressing으로 생성된 소결체는 이론비교밀도의 약 98%이었다.

식용유지 중의 산화방지제를 효율적으로 분석하기 위하여 일반적인 용매추출법과 SCD법으로 전처리하여 HPLC법으로 비교 분석하였다. SCD법의 최적조건은 florisil의 활성도와 UNITREX의 온도와 추출시간에 따른 회수율로 분석하였다. 식용유지에 산화방지제를 농도별로 가하여 용매추출법과 SCD법의 회수율을 비교한 결과 용매추출법은 80.4∼102.1%, SCD법은 89.8∼106.4%로 나타났다. Florisil의 활성화에 따르면 2% 수분 첨가시 TBHQ, BHA, BHT는 89.8∼106.4%로 회수율이 가장 높았고, PG는 5% 수분 첨가시 53.9±7.3%의 회수율을 보였다. 회수율은 UNITREX의 210℃에서 20분간 추출하였을 때 가장 높았다.

본 연구에서는 sol-gel법으로 제조된 PbTiO3 (PT) 단층박막내의 실시간 응력과 두께 수축거동, 그리고 다층박막의 미세경도를 온도의 함수로 측정하여 열처리에 따른 PT박막내의 물리화학적 변화를 설명하였다. 단층박막은 상온에서 220˚C까지 급격한 수축을 보였으며 총수축량의 83%가 이 온도구간에서 일어났다. as-spun된 박막 내에는 이미 75MPa의 인장응력이 존재하였으며 130˚C부터 뚜렷이 증가하여 250˚C에서 147MPa의 최대 인장응력을 나타냈다. 인장응력의 급격한 감소가 일어나는 370˚C부터는 본격적으로 치밀화된 PT박막과 Si 기판과의 열팽창계수 차이가 주로 박막내의 응력을 결정하며, 이것은 다층박막의 미세경도가 300˚C 이후에서 급격히 증가하는 사실로도 뒷받침된다. 한편 다층박막에서 단층박막과 달리 550˚C까지 열처리후 Perovskite 상이 많이 생성되었으며 이는 박막 두께의 증가에 따른 homogenous 핵생성 site의 증가 때문이라고 생각된다

Ti-6Al-4V 합금을 타겟트로 사용하여 유리 기판위에 dc reactive magnetron sputtering법으로 N2/(Ar+N2) 비, 기전력 및 시간등의 여러 가지 증착 조건에서 Ti-6Al-4V-N 필름을 증착하였고, 각각의 증착 조건에 따른 결정구조 및 우선방위 거동은 X-선 회절장치를 사용하여 조사하였다. Ti-6Al-4V-N 필름은 본질적으로 fcc 결정구조의 δ-TiN에 Al과 V이 결함으로서 고용된 변형된 형태의 δ-TiN구조이고, TiN의 격자상수(4.240 )보다 작은 값을 나타내었는데, 이는 Ti(1.47 )에 비하여 상대적으로 원자반경이 작은 Al(1.43 )과 V (1.32 )이 Ti의 격자위치에 치환된 결과이다. 그리고 Ti-6Al-4V-N 필름은 N2가스 분압이 감소됨에 따라 (111) 우선방위 성장거동을 하였을 뿐만아니라 증착시간의 증가에 따라 뚜렷한 (111) 우선방위 성장거동을 나타내었다. 그리고 증착속도 및 결정입도의 거동 또한 여러 가지 증착 조건에 크게 의존한다

Fe-Al계 금속간화합물이 FACS (Field-Activated Combustion Synthesis) 법에 의해 제조되었다. 이 계의 반응에 있어서 조성 (Fe:Al=3 : 1,2 : 1, 1 : 1.1 : 2, 1 : 3) , 성형압력 (150, 250, 350MPa), 저항 등이 조사되었는데. Al의 몰비, 성형압력, 전기장의 세가가 증가함에 따라서 연소온도와 연소속도는 증가하였다. 또한 이 계에 있어서 전류적용방식에 따른 반응에 대한 영향이 조사되었다. 전기장이 적용되지 않는 경우, 반응이 일어나기 위해서는 예열이 필요하였고, 예열을 하였을 경우라도 그 반응은 불안정연소파를 나타내어 완전한 반응이 이루어지지 않았다. 생성물은 X-ray, SEM, EDXS를 사용하여 그 구조와 조성을 관찰하였다

The pure Ti, Ni and carbon powders were reaction milled to synthesize the TiC-Ni based cermet powders with ultrafine microstructures. After milling, the ultrafine TiC or amorphous Ti-Ni phase was obtained, respectively, according to the milling condition. The effects of milling variables on the synthesizing behavior of the powders were investigated in detail. The sintered TiC-Ni based cermet of the reaction milled powders consisted of very fine TiC of 0.2~1.5m, as compared with that of a commercial cermet of 3~5m. This demonstrates the potenial of reaction milling as an effective processing route for the preparation of cermet materials.

Pt/SiOz!Si의 기판위에 (Pb,La)TiO3(PLT) 박막을 졸-겔 방법으로 제작하여 La 첨가량 및 후속열처리 온도에 따른 결정학적, 전기적 특성율 조사하였다. 600˚C 이상의 온도에서 열처리된 PLT 박막 시료의 경우 La 도핑량에 관계없이 전형적인 perovskite 결정구조를 보여 주었다. La이 전혀 첨가되지 않은 (Pb,La)TiO3(PT) 시료에 10 mole% La을 첨가할 경우 (PLT-I0 시료) c축 배향도는 약 63%에서 26%로 크게 감소하였다. PLT-1O 박막시료의 깊이에 따른 AES 분석결과 박막내의 각 성분원소 들이 비교척 균일하게 분포되어 았고 하부전극(Pt)과 PLT 박막층 사이에는 상호반응없이 비교적 안정된 막을 형성하고 있음을 알 수 있었다. 600˚C에서 열처리된 PLT-1O 박막의 유전상수(εr) 와 유전정접 (tanδ) 은 약 193과 0.02의 값을 나타내였다. 후속열처리 온도를 600˚C 에서 700˚C로 증가함에 따라 잔류분극(2Pr,Pr+-Pr-)은 약 4μCcm2 에서 약 16μCcm2로 크게 증가하였으며 잔류 분극값의 증가는 후속열처리에 의해 결정성이 개선되었기 때문이라 판단된다. 30˚C 온도부근에셔 초전계수(γ)는 약 4.0nC/cm2·˚C의 값을 냐타내었다.