In order to broaden the range of application of light weight aluminum alloys, it is necessary to enhance the mechanical properties of the alloys and combine them with other materials, such as cast iron. In this study, the effects of adding small amounts of Cu and Zr to the Al-Si-Mg based alloy on tensile properties and corrosion characteristics were investigated, and the effect of the addition on the interfacial compounds layer with the cast iron was also analyzed. Although the tensile strength of the Al-Si-Mg alloy was not significantly affected by the additions of Cu and Zr, the corrosion resistance in 3.5 %NaCl solution was found to be somewhat lowered in this research. The influence of Cu and Zr addition on the type and thickness of the interfacial compounds layer formed during compound casting with cast iron was not significant, and the main interfacial compounds were identified to be Al5FeSi and Al8Fe2Si phases, as in the case of the Al-Si-Mg alloys.

PURPOSES : This study was conducted to evaluate the physical properties of micro-foamed asphalt binders. Surfactants and water-soluble anti-stripping agent were used to improve the performance of the foamed asphalt binder, and a domestically developed foamed asphalt generator was used for the micro-foamed asphalt binder. The results of this study can be used as technical data for the domestic application of foamed asphalt technology. METHODS : To evaluate the physical properties of the micro-foamed asphalt binder, basic properties such as penetration, viscosity, softening point, and ductility were evaluated. Additionally, DSR and BBR tests were performed to confirm the change in the performance grade of the micro-formed asphalt binder when using surfactants, water-soluble anti-stripping agent, and water. RESULTS : Of the results of evaluating the physical properties of the micro-foamed asphalt binder containing surfactant confirmed that the kinematic viscosity was reduced by 12.5% compared with the straight asphalt binder, which indirectly confirmed that compaction is possible even at low temperatures when producing the asphalt mixture. In addition, the PG grade of straight asphalt and micro-foamed asphalt binder was PG 64-22. This result indicates that surfactants, water-soluble anti-stripping agent, and water did not significantly affect the PG grade of the asphalt binder. CONCLUSIONS : The properties of the micro-foamed asphalt binder were confirmed through the evaluation of the physical and rheological properties of the foamed asphalt binder to which the surfactant and water-soluble anti-stripping agent were applied, and we determined that it can be used as a technical material for the revitalization of Korean foamed asphalt technology.

연구에서는 새로 설계한 고분자 절연체 위에 전자 주개(Donor)-받개(Acceptor) 기반의 반도체성 공중합체인 Cyclopentadithiophene-alt-benzothiadiazole (CDT-BTZ)를 활성 반도체층으로 형성하여 제작한 고분자 반도체 전계효과 트랜지스터의 전기적 특성을 살펴보았다. 이 연구에서 제시하는 고분자 절연체 박막은 내열성과 전기절연성이 우수한 포스파젠과 멜리민 구조가 가교된 형태를 가지기 때문에 0.006 nm의 매우 평탄한 RMS 표면 거칠기를 가졌으며, 4.5 MV/cm 이상의 매우 우수한 절연강도와 1.55의 다소 낮은 유전 상수를 가진 것으로 측정되었다. 그리고, 고분자 절연 막과 계면을 이루는 CDT-BTZ D-A 타입 반도체성 공중합체 박막은 2.0 x 10-3 cm2/Vs의 선형영역 이동도와 1.0 x 10-3 cm2/Vs의 포화영역 이동도를 갖는 것으로 측정되었다. 이를 통해, 고분자 절연체 위에 형성된 CDT-BTZ 고분자 반도체 박막은 유연 전자회로의 스위칭 소자로 쓰이기에 충분한 잠재성이 있다고 여겨진다.

본 연구에서는 친유성기의 크기는 같으면서 친수성기의 크기가 다른 계면활성제를 이용한 베타카로틴이 탑재된 에멀션을 제조하여, 에멀션의 계면특성과 산화방지제의 물리적 위치가 베타카로틴의 화학적 안정성에 미치는 영향 을 평가하였다. 계면활성제의 혼합은 에멀션에 탑재된 베타카로틴의 분해속도에 영향을 주었다. 에멀션을 Brij™ 계 면활성제 중 친수성기가 가장 작은 계면활성제(Brij™ S10)와 가장 큰 계면활성제(Brij™ S100)를 몰 비율 1:1로 각 각 3.17 mM의 농도와 1.00 mM의 농도로 제조하였을 때, 에멀션에 탑재된 베타카로틴은 계면활성제를 3.17 mM 농 도로 제조된 에멀션에서 1.00 mM 농도로 제조된 에멀션에 비해 더 급격하게 감소하였다. 친유성 산화방지제 (tert-butylhydroquinone (TBHQ))와 양친매성(lauryl gallate) 산화방지제 모두 에멀션에 포집된 베타카로틴의 화학적 안 정성을 향상시켰으며, 에멀션의 계면활성제의 농도와 계면 조성과는 무관하게 TBHQ가 lauryl gallate 보다 베타카로 틴의 분해를 지연시키는데 더 효과적이었다.

Since the directly bonded interface between TiAl alloy and SCM440 includes lots of cracks and generated intermetallic compounds(IMCs) such as TiC, FeTi, and Fe2Ti, the interfacial strength can be significantly reduced. Therefore, in this study, Cu is selected as an insert metal to improve the lower tensile strength of the joint between TiAl alloy and SCM440 during friction welding. As a result, newly formed IMCs, such as Cu2TiAl, CuTiAl, and TiCu2, are found at the interface between TiAl alloy and Cu layer and the thickness of IMCs layers is found to vary with friction time. In addition, to determine the relationship between the thickness of the IMCs and the strength of the welded interfaces, a tensile test was performed using sub-size specimens obtained from the center to the peripheral region of the friction-welded interface. The results are discussed in terms of changes in the IMCs and the underlying deformation mechanism. Finally, it is found that the friction welding process needs to be idealized because IMCs generated between TiAl alloy and Cu act to not only increase the bonding strength but also form an easy path of fracture propagation.

계면동전위 특성평가는 분리막의 막오염 개선연구와 분리막의 표면전하 분석을 통한 고분자의 개질 확인 및 치환기 확인에 대한 연구로 활발히 진행되고 있다. 제타전위 (zeta potential)란 전기역학적 현상으로 발생하는 전위차를 정량화 한 값을 측정하는 것을 말한다. 이러한 제타전위를 측정하기 위해서는 전기영동 (electrophoresis), 전기삼투 (eletrosmosis), 유동전위 (streaming potential)를 측정하는 예가 있다. 그 중 평막은 유동전위 측정을 하는 것에 있어 가장 높은 재현성을 보인다. 따라서, 본 연구에서는 SEBS (polystyrene-ethylenebutylene-styrene) 고분자 개질을 통해 아민화된 SEBS 평막형 분리막을 제막하고, 제막한 아민화된 SEBS 고분자 분리막의 계면동전위 측정을 통해 계면 유동전위를 측정하여 결과를 분석하였다.

The coupling of two semiconducting materials is an efficient method to improve photocatalytic activity via the suppression of recombination of electron-hole pairs. In particular, the coupling between two different phases of TiO2, i.e., anatase and rutile, is particularly attractive for photocatalytic activity improvement of rutile TiO2 because these coupled TiO2 powders can retain the benefits of TiO2, one of the best photocatalysts. In this study, anatase TiO2 nanoparticles are synthesized and coupled on the surface of rutile TiO2 powders using a microemulsion method and heat treatment. Triton X-100, as a surfactant, is used to suppress the aggregation of anatase TiO2 nanoparticles and disperse anatase TiO2 nanoparticles uniformly on the surface of rutile TiO2 powders. Rutile TiO2 powders coupled with anatase TiO2 nanoparticles are successfully prepared. Additionally, we compare the photocatalytic activity of these rutile-anatase coupled TiO2 powders under ultraviolet (UV) light and demonstrate that the reason for the improvement of photocatalytic activity is microstructural.

제타전위를 이용한 분리막의 막오염 개선연구와 분리막의 표면전하 분석을 통한 고분자의 개질 확인 및 치환기 확인에 대한 연구는 활발히 진행되고 있다. 제타전위(zeta potential)란 전기역학적 현상으로 발생하는 전위차를 정량화 한값을 측정하는 것을 말한다. 이러한 제타전위를 측정하기 위해서는 전기영동(electrophoresis), 전기삼투(eletrosmosis), 유동전위(streaming potential)를 측정하는 예가 있고 그중 평막은 유동전위 측정이 적합하다. 따라서, 본 연구에서는 SEBS(polystyrene-ethylene-butylene-styrene) 고분자를 개질하여 아민화된 SEBS 평막형택의 분리막을 제조하고, 제조한 아민화된 SEBS 고분자 분리막을 계면동전위 측정기 이용으로 유동전위를 측정하여 결과를 분석하였다.

PURPOSES: A composite pavement utilizes both an asphalt surface and a concrete base. Typically, a concrete base layer provides structural capacity, while an asphalt surface layer provides smoothness and riding quality. This pavement type can be used in conjunction with rollercompacted concrete (RCC) pavement as a base layer due to its fast construction, economic efficiency, and structural performance. However, the service life and functionality of composite pavement may be reduced due to interfacial bond failure. Therefore, adequate interfacial bonding between the asphalt surface and the concrete base is essential to achieving monolithic behavior. The purpose of this study is to investigate the bond characteristics at the interface between asphalt (HMA; hot-mixed asphalt) and the RCC baseMETHODS: This study was performed to determine the optimal type and application rate of tack coat material for RCC-base composite pavement. In addition, the core size effect, temperature condition, and bonding failure shape were analyzed to investigate the bonding characteristics at the interface between the RCC base and HMA surface. To evaluate the bond strength, a pull-off test was performed using different diameters of specimens such as 50 mm and 100 mm. Tack coat materials such as RSC-4 and BD-Coat were applied in amounts of 0.3, 0.5, 0.7, 0.9, and 1.1ℓ/m2 to determine the optimal application rate. In order to evaluate the bond strength characteristics with temperature changes, a pull-off test was carried out at -15, 0, 20, and 40 °C. In addition, the bond failure shapes were analyzed using an image analysis program after the pull-off tests were completed.RESULTS: The test results indicated that the optimal application rate of RSC-4 and BD-Coat were 0.8ℓ/m2, 0.9 ℓ/m2, respectively. The core size effect was determined to be negligible because the bond strengths were similar in specimens with diameters of 50 mm and 100 mm. The bond strengths of RSC-4 and BD-Coat were found to decrease significantly when the temperature increased. As a result of the bonding failure shape in low-temperature conditions such as -15, 0, and 20 °C, it was found that most of the debonding occurred at the interface between the tack coat and RCC surface. On the other hand, the interface between the HMA and tack coat was weaker than that between the tack coat and RCC at a high temperature of 40 °C.CONCLUSIONS: This study suggested an optimal application rate of tack coat materials to apply to RCC-base composite pavement. The bond strengths at high temperatures were significantly lower than the required bond (tensile) strength of 0.4 MPa. It was known that the temperature was a critical factor affecting the bond strength at the interface of the RCC-base composite pavement.

계면동전위라 불리는 제타전위(zeta potential)란 표면 전하적 특성을 정량화 한 값으로 전기동역학적 현상으로 발 생하는 전위차를 말한다. 제타전위는 막오염(fouling)과 표면전하 분석을 통한 개질 확인 및 치환기 확인에 대한 연구가 활발 히 진행되어 왔다. 그리고 제타전위를 측정하는 방법으로는 전기영동(electrophoresis), 전기삼투(eletrosmosis), 유동전위 (streaming potential)를 기초로 개발되었고, 그중에서도 평막은 유동전위 측정이 적합하다고 알려졌다. 따라서, 본 연구에서는 poly(styrene-ethylene-butylene-styrene) 고분자에 암모늄을 도입하여 아민화된 SEBS 평막 형택의 분리막을 제조하고, 계면동 전위 측정기를 이용하여 제조된 분리막들의 유동전위를 측정하여 결과를 분석하였다.

아스팔트 표층과 콘크리트 기층으로 구성된 복합포장은 강성기층의 높은 지지력과 아스팔트 표층의 소음저감, 평탄성, 미끄럼저항성 등을 확보할 수 있는 장점을 가진 포장이다. 롤러다짐콘크리트(RCC)는 빠른 시공속도와 경제성을 가져 복합포장의 기층으로 활용된다. 그러나 이러한 복합포장의 공용수명 및 성능은 포장 계면의 부착파괴로 인해 저하된다. 그러므로 아스팔트 표층과 콘크리트 기층사이의 적절한 부착은 복합포장의 단일거동(monolithic behavior)을 통한 포장성능 및 공용수명 확보를 위해 필수적이다. 복합포장에 적용되는 아스팔트와 택코트 재료는 역청혼합물을 포함하고 있는 재료로 시간-온도에 의존적인 점탄성 특성을 나타내며 콘크리트는 환경적 조건(온도 등)에 따라 컬링 및 수축·팽창 등이 발생하는 재료적 특성을 가진 재료이다. 복합포장의 역학적 거동은 이러한 각 재료 및 포장계면의 특성에 기반 한다. 그러므로 부착 성능을 평가함에 있어 국내의 계절별 기후에 따른 복합포장 내 온도특성을 반영하여 부착성능이 평가되어야 하며 겨울철 반복적 동결-융해가 발생하는 국내의 기후특성상 이를 고려한 부착내구성 평가 등이 수행되어야 한다. 그러나 국내의 경우 20 ℃의 표준온도만을 적용한 부착성능 평가를 통해 품질관리가 수행되고 있으며 이와 관련된 연구가 미흡한 실정이다. 또한, 복합포장의 경제적 강성기층으로 본 연구에 적용된 롤러다짐콘크리트(RCC)는 적은 단위수량 및 단위시멘트량을 사용하여 시멘트 페이트의 양이 일반콘크리트 포장에 비해 적으며 포설 후 롤러전압다짐이 적용되기 때문에 불규칙한 거친 표면을 형성한다. 그러므로 이러한 특성을 고려한 적정 택코트 재료 및 살포량 선정이 요구된다. 따라서, 본 연구에서는 롤러다짐콘크리트-기층 복합포장에 대한 부착특성을 분석하고자 하였다. RSC-4와 BD-Coat 두 종류의 택코트 재료가 실험되었으며 각 재료의 최적살포량을 선정하고자 0.3, 0.5, 0.7, 0.9, 1.1 ℓ/m2의 살포량이 적용되었다. 추가적으로 100 mm, 50 mm에 대한 core size effect가 고려되었다. 온도 조건에 따른 인장부착특성은 -15, 0, 20 40 ℃의 각 온도 조건에서 실험되었으며 반복적 동결-융해가 발생하는 국내의 기후 특성을 고려하고자 0, 50, 100 Cycle에 대한 부착내구성 실험이 수행되었다. 실험의 각 부착파괴단면은 이미지분석프로그램을 통해 검토 되었으며 검토 내용을 바탕으로 부착특성과 부착파괴단면과의 상관관계가 분석되었다.

내열성이 우수하며, 태양광 모듈의 유리 표면에 방담성(antifogging) 및 방오성(antifouling) 을 동시에 부여하여 효율을 향상시키기 위한 친수성 코팅액을 제조하기 위해 초친수성과 우수한 방담효 과를 나타내는 Tween 20과 데카플루오로부탄과 폴리에틸렌글리콜 성분으로 구성된 불소계면활성제 수 용액에 방오성 부여를 위하여 나노실리카를 분산하였다. 고온 처리에서 나노실리카의 함량에 따른 방담 효과는 모든 코팅액이 우수하였으나, 방오 효과는 나노실리카의 함량이 6 wt%일 때부터 나타났다. 불소 계면활성제의 함량이 증가할수록 초기 접촉각이 증가하며 방담 효과도 500회 wiping까지 잘 유지되었 다. 방오 효과 역시 불소계면활성제의 함량에 상관없이 우수하여 불소계면활성제의 적절한 첨가량은 0.1 wt%이상 이면 충분하였다. AFM 결과로부터 불소계면활성제가 0.1 wt%에서 0.3 wt%가 첨가된 경우 코팅 표면의 프랙탈구조가 확실히 나타나 방오성 향상에 기여하였다. 코팅된 유리의 투과도는 불소계면 활성제가 0.1 wt% 첨가된 TL-1의 경우가 가장 높았으며 더 많은 양의 불소계면활성제를 첨가할 경우 오히려 투과도 향상은 미미하였다. 이러한 결과는 앞의 AFM 결과에서 나타난 표면 조도가 높으며 프랙 탈구조 형성도 잘 일어난 TL-1 코팅액의 결과와 잘 일치하는 것이다.

금속산화물 반도체 중 하나인 산화아연은 인체에 무해하고 친환경적이며, 우수한 화학적, 열 적 안정성의 특성을 지니며 3.37 eV의 넓은 밴드갭 에너지와 60 meV의 높은 엑시톤 바인딩 에너지로 인해 태양전지, 염료페기물의 분해, 가스센서 등 다양한 분야에 응용이 가능한 물질이다. 산화아연은 입 자 형상 및 결정성의 변화에 따라 광촉매 활성이 변하게 된다. 따라서, 다양한 실험변수와 첨가제를 사 용하여 입자를 합성하는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 마이크로파 수열합성법을 사용하여 산화아연을 합성하였다. 전구체로는 질산아연을 사 용하였고, 수산화나트륨을 사용하여 용액의 pH를 11로 조정하였다. 첨가제로는 계면활성제인 에탄올아 민, 세틸트리메틸암모늄브로마이드, 소듐도데실설페이트, 솔비탄모노올레이트를 첨가하였다. 합성된 입자 는 별모양, 원추형, 씨드형태, 박막형태의 구형의 형상을 보였다. 합성된 산화아연의 물리・화학적 특성 은 XRD, SEM, TGA을 통하여 확인하였고, 광학적 특성은 UV-vis spectroscopy, PL spectroscopy, Raman spectroscopy으로 확인하였다.

본 연구에서는 오염된 점토 내 Cs을 제거하기 위하여, 계면활성제의 소수성 알킬사슬의 길이에 따른 Cs의 탈착특성을 연구 하였다. 양이온성 계면활성제로 Alkyl trimethyl ammonium bromide를 사용하였고, 소수성 알킬사슬은 octyl-, dodecyl-, cetyl- 으로 변화시켰다. 소수성 알킬사슬이 길어질수록 montmorillonite 내 계면활성제의 흡착량이 증가하였고, 계면활성제의 층간 흡착으로 층간거리가 증가하는 것으로 나타났다. Cs의 탈착률도 알킬사슬의 길이가 증가함에 따라 향상되었고 cetyl 그룹을 갖는 양이온성 계면활성제는 최대 99±2.9%의 Cs 제거율을 나타냈다.