Timber structures are susceptible to moisture, contamination, and pest infestation, which can compromise their integrity and pose a significant fire hazard. Despite these drawbacks, timber's lightweight properties, eco-friendliness, and alignment with current architectural trends emphasizing sustainability make it an attractive option for construction. Moreover, timber structures offer economic benefits and provide a natural aesthetic that regulates building temperature and humidity. In recent years, timber domes have gained popularity due to their high recyclability, lightness, and improved fire resistance. Researchers are exploring hybrid timber and steel domes to enhance stability and rigidity. However, shallow dome structures still face challenges related to structural instability. This study investigates stability problems associated with timber domes, the behavior of timber and steel hybrid domes, and the impact of timber member positioning on dome stability and critical load levels. The paper analyzes unstable buckling in single-layer lattice domes using an incremental analysis method. The critical buckling load of the domes is examined based on the arrangement of timber members in the inclined and horizontal directions. The analysis shows that nodal snapping is observed in the case of a concentrated load, whereas snap-back is also observed in the case of a uniform load. Furthermore, the use of inclined timber and horizontal steel members in the lattice dome design provides adequate stability.

Liquid metal extraction (LME), a pyrometallurgical recycling method, is popular owing to its negligible environmental impact. LME mainly targets rare-earth permanent magnets having several rare-earth elements. Mg is used as a solvent metal for LME because of its selective and eminent reactivity with rare-earth elements in magnets. Several studies concerning the formation of Dy-Fe intermetallic compounds and their effects on LME using Mg exist. However, methods for reducing these compounds are unavailable. Fe reacts more strongly with B than with Dy; B addition can be a reducing method for Dy-Fe intermetallic compounds owing to the formation of Fe2B, which takes Fe from Dy-Fe intermetallic compounds. The FeB alloy is an adequate additive for the decomposition of Fe2B. To accomplish the former process, Mg must convey B to a permanent magnet during the decomposition of the FeB alloy. Here, the effect of Mg on the transfer of B from FeB to permanent magnet is observed through microstructural and phase analyses. Through microstructural and phase analysis, it is confirmed that FeB is converted to Fe2B upon B transfer, owing to Mg. Finally, the transfer effect of Mg is confirmed, and the possibility of reducing Dy-Fe intermetallic compounds during LME is suggested.

High-temperature oxidation of a Ni-based superalloy was analyzed with samples taken from gas turbine blades, where the samples were heat-treated and thermally exposed. The effect of Cr/Ti/Al elements in the alloy on high temperature oxidation was investigated using an optical microscope, SEM/EDS, and TEM. A high-Cr/high-Ti oxide layer was formed on the blade surface under the heat-treated state considered to be the initial stage of high-temperature oxidation. In addition, a PFZ (γ’ precipitate free zone) accompanied by Cr carbide of Cr23C6 and high Cr-Co phase as a kind of TCP precipitation was formed under the surface layer. Pits of several μm depth containing high-Al content oxide was observed at the boundary between the oxide layer and PFZ. However, high temperature oxidation formed on the thermally exposed blade surface consisted of the following steps: ① Ti-oxide formation in the center of the oxide layer, ② Cr-oxide formation surrounding the inner oxide layer, and ③ Al-oxide formation in the pits directly under the Cr oxide layer. It is estimated that the Cr content of Ni-based superalloys improves the oxidation resistance of the alloy by forming dense oxide layer, but produced the σ or μ phase of TCP precipitation with the high-Cr component resulting in material brittleness.

희토류(Rare Earth) 함량이 높은 TRU 생성물 중의 RE 원소를 감소시키기 위하여 RE 원소와 UCl3의 산화반응을 이용한 RE 제거 공정의 타당성을 HSC Chemistry 코드를 이용하여 검토하였다. 사용후핵연료에 포함된 TRU 원소 및 RE 원소의 조성 및 열역학적 자료를 검토하였으며, UCl3와의 산화 반응에 따른 평형 자료를 계산하여 공정 가능성을 검토하였다. 실제 파이로 프로세싱 처리를 가정한 물질수지로부터 TRU 생성물의 RE 함량이 다른 두 가지 경우에 대하여 RE 원소 제거율과 TRU 회수율을 평가하였다. TRU 생성물을 산화제인 UCl3와 반응시켰을 때 각 원소의 Gibbs free energy의 차이에 의한 선택적 산화 반응이 일어났다. 투입된 UCl3 양을 조절하여 TRU 회수율을 최대로 유지하면서도 RE 원소를 제거하여 최종생성물의 TRU/ RE 비를 증가시킬 수 있는 가능성을 계산 결과로 확인하였다. 본 연구의 결과들은 열역학적 평형 자료에 기반한 결과이므로 실제 공정에 적용하기에는 많은 차이점이 존재한다. 그러나 TRU 물질을 취급하기 어려운 환경에서 파이로프로세싱의 TRU 생성물을 고속로의 핵연료로 공급하기 위한 공정 설계에 중요한 자료로 활용될 것으로 기대된다.

본 연구는 대학도서관 옥상정원을 회복환경으로서의 치유정원으로 리모델링하기 위한 기초자료를 도출하기 위해 설계요소에 대한 중요도 분석을 실시한 것이다. 연구대상은 국방대학교 도서관 이용자로 한정하였다. 설문지는 배포 후 회수하는 방법으로 수집하였으며, 설문기간은 2019년 7월 10일부터 9월 18일까지였다. 수집된 자료 중 하자가 없는 77매의 설문지를 분석한 연구결과는 다음과 같다. 도서관 주 이용목적은 자료수집이 많았고, 대부분 주 1회 이상 방문하였으며, 머무는 시간은 2시간 이내였다. 휴식패턴은 거의 쉬지 않는 경우가 절반 이상이었고, 나머지 인원도 대부분 20분 이내로 휴식을 취하였다. 옥내 휴게활동은 주로 단순휴식, 커피/차 마시기였고, 공간선택 이유는 접근성, 쾌적성 및 기능성이었다. 옥외 휴게활동은 주로 단순휴식이며, 공간선택은 접근성, 경관성 및 휴식기능성이 주요 요인이었다. 회복환경으로서 옥상정원은 입지특성상 직접이용자 집단과 실내에서의 시각적 감상자 집단 등 두 집단을 고려한 공간설계가 필요하다. 치유정원의 직접이용 시 원하는 활동은 단순휴식, 정원감상 및 산책이 주를 이루었다. 치유정원의 주요 네가지 기능에 대한 빈도분석결과, 자연감상을 통한 기분전환을 위한 공간과 대화/소통을 위한 공간이 대부분을 차지하였다. 공간별 설계요소의 중요도는 대화/소통 공간에는 그늘막이나 퍼골라, 대화하기 편리한 벤치의 중요도가 높았으며, 프라이버시 확보 공간은 개인만을 위한 벤치가, 자연감상 공간은 녹음수, 상록수 및 화목이, 운동/산책공간은 산책로가 상대적으로 중요하게 평가되었다.

The present study deals with the effects of micro-alloying elements such as Ni, V, and Ti on the recrystallization behavior of carbon steels at different strain rates. Eight steel specimens were fabricated by varying the chemical composition and reheating temperature; then, a high-temperature compressive deformation test was conducted in order to investigate the relationship of the microstructure and the recrystallization behavior. The specimens containing micro-alloying elements had smaller prior austenite grain sizes than those of the other specimens, presumably due to the pinning effect of the formation of carbonitrides and AlN precipitates at the austenite grain boundaries. The high-temperature compressive deformation test results indicate that dynamic recrystallization behavior was suppressed in the specimens with micro-alloying elements, particularly at increased strain rate, because of the pinning effect of precipitates, grain boundary dragging and lattice misfit effects of solute atoms, although the strength increased with increasing strain rate.

The effect of interstitial elements on the ductile-brittle transition behavior of austenitic Fe-18Cr-10Mn-2Ni alloys with different nitrogen and carbon contents was investigated in this study. All the alloys exhibited ductile-brittle transition behavior because of unusual low-temperature brittle fracture, even though they have a faced-centered cubic structure. With the same interstitial content, the combined addition of nitrogen and carbon, compared to the sole addition of nitrogen, improved the low-temperature toughness and thus decreased the ductile-brittle transition temperature (DBTT) because this combined addition effectively enhances the metallic component of the interatomic bonds and is accompanied by good plasticity and toughness due to the increased free electron concentration. The increase in carbon content or of the carbon-to-nitrogen ratio, however, could increase the DBTT since either of these causes the occurrence of intergranular fracture that lead to the deterioration of the toughness at low temperatures. The secondary ion mass spectroscopy analysis results for the observation of carbon and nitrogen distributions confirms that the carbon and nitrogen atoms were significantly segregated to the austenite grain boundaries and then caused grain boundary embrittlement. In order to successfully develop austenitic Fe-Cr-Mn alloys for low-temperature application, therefore, more systematic study is required to determine the optimum content and ratio of carbon and nitrogen in terms of free electron concentration and grain boundary embrittlement.

본 연구에서는 시간종속요소를 이용하여 상부벽식-하부골조구조가 고려된 중 저층 철근콘크리트 구조물의 동적응답을 조사하였다. 시간종속요소란 사용자가 원하는 시간간격에서 부재를 활성화할 수 있는 진보된 요소로써 기존의 수행되었던 실험을 통해 가장 우수한 성능을 보인 채널형 비좌굴가새가 해석에서 보강요소로 고려되었다. 시간종속요소로 고려된 비좌굴가새는 1차 지진하중에 의해 구조물이 손상된 후에 2차 지진하중이 발생하기 전에 모멘트골조에 설치, 보강된 것으로 가정되었다. 이러한 가정을 바탕으로 내진설계가 고려되지 않은 5층 콘크리트 건물에 연속지진하중의 적용을 통하여 시간종속요소의 영향에 따라 구조물의 동적응답을 비교하였다. 2차 지진파가 발생했을 때 비좌굴가새를 활성화시키는 것은 1차 지진하중에 의해 손상이 집중된 모멘트골조의 변형을 크게 감소시키는 것으로 조사되었다. 그러나 전단벽시스템은 BRB시스템이 활성화된 이후에도 손상이 증가하는 것으로 나타났다. 모멘트골조의 보강효과에 비해 전단벽시스템의 누적손상이 매우 미세하기 때문에 연속지진하중에 대한 BRB시스템은 효과적인 보강방법으로 조사되었다.

지진하중을 받는 철근콘크리트 패널의 이력거동을 힘의 평형조건, 변형의 적합조건 및 재료의 구성법칙을 이용한 재료메카니즘을 이용하여 예측하였다. 해석에서는 7단계의 압축응력-변형률곡선과 6단계의 인장응력-변형률곡선으로 구성된 콘크리트의 응력-변형률 모델을 이용하였다. 콘크리트의 응력-변형률 모델에는 균열이 발생한 콘크리트의 연화효과에 의한 압축강도 저감효과가 고려되었다. 해석에 적용된 반복하중을 받는 철근의 평균 응력-변형률관계에는 바우싱거효과 및 철근과 콘크리트의 부착작용을 고려한 인장경화효과가 고려되었다. 해석에 의하여 예측된 패널의 이력거동은 철근비가 다른 3개의 철근콘크리트 패널시험에 의하여 검증되었다. 해석법은 패널의 이력곡선을 추적하여 철근비가 점차 증가하는 시험체의 최대전단응력을 매우 정확히 예측하였다. 또한, 해석에 의하여 예측된 수직 및 수평변형률은 실험에서 관찰된 변형률과 잘 일치하였다.

0.5%C-25.0%Cr-1.0%Si(합금1), 0.5%C-5.0%Cr-1.0%Si(합금2) 및 2.0%C-5.0%Cr-1.0%Si(합금3)의 3종류 크롬백주철에 있어서 기지조직 및 탄화물에 분푀도는 Cr 및 Si의 거동을 연구하였다. 15kg 용량의 고주파 유도용해로에 선철, 고철, Fe-Cr, Fe-Si 등을 장입시켜 용해시킨후 슬래그를 제거시키고 1550˚C에서 펩 주형에 주입시킨후 실온까지 냉각시켜 SEM으로 응고조직을 관찰하였으며 EPMA분석을 통하여 Cr 및 Si 의 분포거동을 관찰하였다. 합금1의 경우 초정으로 δ페라이트가 정출후 δ페라이트와 용액의 입계에서 δ페라이트와 M7C3탄화물이 공정으로 정출하였으며 합금2의 경우 용액에서 초정으로 거의 δ페라이트가 정출된 수 극히 일부분만이 δ페라이트와 M7C3탄화물의 공정으로 정출하였다. 반면 합금 3의 경우 오스테나이트가 초정으로 정출된 후 오스테나이트와 M3C탄화물이 공정으로 정출하였다. Cr은 주로 M7C3 및 M3C탄화물에 , 그리고 Si는 기지조직에 선택적으로 분배되었으며 Cr의 기지조직에 대한 분배계수는 0.56-0.68, 그리고 Si는 1.12-1.28의 범위에 걸쳐있었다. 또한 Cr의 기지조직에 대한 분배계수는 C 함량이 2.0%일때가 0.5%의 경우보다 낮았으며 M7C3탄화물내의 Cr 함량은 Cr함량이 25.0% 일때가 5.0%의 경우보다 높은값을 나타내었다. 나타내었다.

Incoloy 800H, KSA (Kaeri Superalloy)-6, Inconel 600 및 Hastelloy C-276 합금의 용융염에서의 부식거동을 650~850˚C 온도범위에서 조사하였다. LiCl-Li2O혼합용융염에서의 부식은 Li2O에 의한 염기성 용해 기구에 의해 진행되며, 부식속도가 LiCl에서보다 훨씬 빠르게 나타났다. 혼합용융염 LiCl-Li2O에서는 Ni기 합금의 부식속도가 Fe기 합금보다 빠르고, Mo와 W의 함량이 높은 Hastelloy C-276이 가장 빠른 부식속도를 나타내었다. 용융염 LiCl에서는 LiCrO2의 단일 부식층이 형성되고, LiCl-Li2O 혼합용융염에서는 산화물과 Ni의 2상구조의 다공성 부식층이 형성되었다.

오원계 AI-합금의 용융산화에 의한 AI2O3 복합재료의 형성속도와 미세구조에 대하여 연구하였다. AI-1Mg-3Si-3Zn 합금과 AI-1Mg-3Si-5Zn합금에 Cu, Ni 각각을 1% 무게비로 첨가하였다. 각 오원계 합금은 1373K, 1473K에서 최대 20시간 동안 산화시켰으며, 산화속도는 무게증가 측정을 통하여 조사하였다. 산화층의거시적 형상과 미세구조를 광학현미경으로 관찰하였다. AI-1Mg-3Si-5Zn-1Cu 합금이 가장 우수한 산화거동을 보였으나, 산화층이 불균일하였다. 합금위에 SiO2를 도포하였더니 산화속도가 증진되었으며, 균일하고 조직이 친밀한 산화층이 얻어졌다.

이성분 희토류 원소로 치환된 4종류의 합성불화인회석(synthetic fluorapatite) (Ap49: La+Gd, Ap50:Ce+Dy, Ap51: Pr+Er, Ap54: Eu+Lu; Ca10-x-2y Nay REEx+y(P1-x //Six 4)6 F2, x=0.13~0.12, y=0.26~0.42)을 대상으로 X-선 회절분석을 통해 얻어진 자료를 이용하여 리트벨트 구조분석을 실시하고 치환된 희토류원소의 거동을 단결정법으로 구해진 결과와 비교.분석하였다. 리트벨트 구조분석결과 합성불화인회석은 공간군 P63/m, 단위포는 평균하여 a=9.3906(1) a, c=6.8924(1) a, V=527.36 a3의 값을 갖는다. 구조의 정밀도를 나타내는 R 지수를 보면 RB / 값은 17.29~18.80이고 S(GofF)값은 1.44~1.68로 계산되었다. 불화인회석은 9개의 산소를 배위하는 Ca1자리와 6개의 산소와 하나의 불소가 배위하는 Ca2자리가 있으며 Ca1-O의 평균거리는 2.563 a이고 Ca2-O의 평균거리는 2.460 a으로 Ca1자리가 Ca2자리보다 다소 크다. 구조자리 치환식에서는 Ca2+ / 자리를 치환하는 REE3+ 로 인하여 전하균형을 맞춰주기 위해서 인과규소가 함께 참여하였다. (REE3+Si 4+ 2Ca2+ : Ca1) 계산된 희토류원소의 자리점유율(REE-Ca2/REE-Cal)은 원자번호가 증가함에 따라 일정하게 감소하는 경향을 보여주며 이는 희토류원소의 거동이 LREE는 크기가 상대적으로 작은 Ca2 자리에 우선 치환되고 HREE는 크기가 큰 Ca1자리에 우선 치환되는 경향을 지시한다.