Partial mesophase (PM) pitch precursor was prepared from fluidized catalytic cracking-decant oils (FCC-DO) by chemical reaction in the presence of Br2. The PM pitch heated-treatment at 420℃ for 9 h exhibited the softening point of 297℃ with 23% yield, and 55% anisotropic content. The PM pitch precursor was melt-spun through circular nozzle by pressurized N2, stabilized at 310℃, carbonized at 700℃, 1000℃, and 1200℃. The enough stabilization introduced 16.4% of the oxygen approximately. The stacking height (Lc002) and interlayer spacing (d002) of the as-spun fibers were 4.58 nm and 3.45a and the value became minimum and maximum at 700℃ respectively in the carbonization procedure. The tensile strength increased with an increase in the heat treatment temperature exhibiting highest value of 750 MPa at 1200℃ carbonization.

The C-type mesophase pitch-based carbon fiber (C-MPCF) was prepared throuch C-type spinnerette and compared the mechanical properties to those of round type mesophase pitch fiber (R-MPCF) and C-type isotropic pitch fiber (C-iPCF). The tensile strength and modulus of C-MPCF were about 18.6% and 35.7% higher than those of R-MPCF. The tensile strength of C-MPCF was 62% higher than that of C-iPCF of the same 8μm thickness because of more linear transverse texture, which could be easily converted to graphitic crystallinity during heat treatment. The torsional rigidity of C-MPCF was 2.37 times higher than that of R-MPCF. The electrical resistivity of C-MPCF was 8μΩ·m. The C-iPCF shows far lower electrical resistivity than R-iPCF as well as the mesophase carbon fiber because of better alignment of texture to the fiber axis.

Naphtha cracking bottom oil was reformed with heat treatment and then spun at 310℃. These pitch-based carbon fibers were carbonized at 1000℃ after oxidation at 280℃, for 90 min. These fibers were chemically activated with molar ratio of KOH/CF (1 : 1) at different temperatures (250~900℃) for 1 hr. The process of activation was characterized with DTA, TGA, BET surface area and pore size distribution. The activation of fibers by KOH was performed by several process. One is the reduction process that carbon fiber was reacted with K2O produced from dehydration process above 400℃. The other is the process that K2CO3 was directly reacted with carbon fiber. At 800℃, the activation was performed by catalyzed mechanism that K2O was obtained from the reaction of metal potassium with CO2, then was changed to K2CO3. At 870℃, the activation was also observed that activation mechanism was promoted by metal catalyst with CO2 from decomposition of K2CO3. The specific surface area of prepared activated carbon fibers was dependent on the activation mechanism. The specific surface area was in the range of 1519~2000 cm3/g and was the largest prepared at 870℃. The pores developed were mostly micropores which was very narrow and uniform. The total pore volume was 0.58~0.77 cm3/g.

Raman spectroscopy has been used to investigate the structure of coal tar pitch heat-treated up to 3000℃ by using 514.5 run Ar ion laser line. Four critical temperature ranges were found on pyrolyzing coal tar pitch, which correspond to four distinct processes from disordered carbons to the well-ordered graphite structure. The range of heat treat temperature (HTT) below 1000℃ corresponds to gas evolution during the pyrolysis of coal tar pitch. Above the HTT are correlated to rearrangements of enlarged molecules, growth of the molecules along the direction of plane, finally stacking in the normal direction of the plane, in the respective HTT ranges of 1000-2000, above 2000 and 2500-3000℃.

CO2gas중에서 산화된 활성탄소섬유를 77K에서 질소흡착에 의해 흡착등온곡선을 구하였다. 미세공부피와 외부표면적은 t-법으로 구하였으며, 평균기공크기와 기공분포는 Dubinin-Astakhov법으로 구하여 기공발당과정을 고찰하였다. 산화반응 초기(약 40% burn-off까지)에 섬유내부에 발달하는 미세공은 burn-off가 40%를 넘으면 서서히 큰 미세공으로 성장하며, burn-off가 약 60%이상되면 미세기공은 확대 또는 합체되어 점차 중기공으로 성장하는 것으로 관찰되었다. 또한 고온산화반응으로 발달한 기공은 저온에서 생성된 기공보다 크다.

PVC 핏치를 산소분위기에서 안정화시킬 때 발생되는 화학반응 기구를 열중량 분석 및 FT-IR을 이용하여 규명하였다. PVC 핏치를 안정화시킬 ? 초기에 가속화현상이 이러나서 핏치내에 반응성이 강한 메칠기(-CH/ sub 3/)나 메칠렌기(-CH2-)등이 산소와 반응하여 카보닐기(C=O)를 생성하면서 급격한 무게증가 현상이 발생하였다. 이때의 생성물들은 알데히드(aldehyde), 케톤(ketone), 알코올(alcohol)이며, 물 (H2O)이 부산물로 발생된다. 이 가속화 현상에 의해 핏치내의 메칠기와 메칠렌기는 안정화 초기단계에서 대부분 산화되어 없어졌다. 안정화시간이 길어짐에 따라 생성된 알데히드나 일차 알코올의 산화가 발생하여 카르복실산(carboxylic acid)을 생성하고, 에테르 결합도 생성되었다. 이때에도 무게증가 현상이 발생하지만, 초기의 급격한 무게증가와는 달리 그 증가속도가 느리고, 시간이 경과함에 따라 증가속도는 더욱 느려졌다. 그리고, 안정화온도가 높고 안정화시간이 긴경우에는,카르복실산들의 탈수반응으로 인한 방향족 무수화물(aromatic anhydride)이 생성되었다. 290˚C에서 24시간 안정화시킨 경우, 무게감소가 발생했는데, 이것은 카르복실산의 탈카르복실화(decarboxylation)반응에 의해 CO2가 발생되었기 때문이다. 그리고, 안정화 온도가 높을수록 안정화에 무게증가의 최대값과 방향족 무수화물이 발생되는 무게증가 값이 작아지고, 안정화 초기단계에서 나타나는 가속화 현상의 구간도 짧아졌다.

PVC핏치의 제조 조건에 따른 물성 변화 및 산화 안정화에 영향을 미치는 공정 변수를 연구하기 위하여 열중량 분석을 하였다. 산소 분위기를 사용하여 안정화온도, 승온속도 및 가스의 유량을 변화시켜 조사하였다. 안정화 온도가 높아짐에 따라 무게증가를 나타내는 시간구간이 짧아지고 결합되는 산소의 양은 감소하는 경향을 나타내며, 290˚C정도로 안정화 온도가 높은 경우에는 결합되는 산소의양이 최대점에 도달한 후 다시 감소하는 경향을 나타냈다. 승온속도가 빨라짐에 따라 결합되는 산소의양은 감소하는 경향을 나타내었으나, 가스의 유량은 본 연구에서 설정한 범위 내에서는 영향이 관찰되지 않았다. 핏치 입자 직경이 커짐에 따라 최대 무게증가 값은 감소하고 최대 무게증가를 나타내는 온도는 증가함을 알았다. 그리고, 안정화에 의한 무게증가가 클수록 PVC핏치의 탄소수율은 감소하는 경향이 나타났다.

석탄계 핏치의 열처리 온도 및 압력에 따른 결정화도와 기공도 그리고 산화저항성 등을 관찰하였으며, hexagonal type 4D 탄소/탄소 복합재를 석탄계 핏치로 가압함침 및 탄화시킨 다음 가해준 압력이 고밀도화에 미치는 영향을 관찰하였다. 석탄계 핏치의 가압탄화 압력이 흑연화도에 크게 영향을 미치지 않았으며, 기공면적비에 있어서는 압력을 600bar로 상승시켜 줌으로써 상압 처리한 경우 보다 1.5배 정도 감소 하였다. 650˚C까지 열처리하여 얻은 코우크스의 산화반응 개시온도는 처리압력이 증가함에 따라서 지연되었다. 탄소/탄소 복합재의 함침압력을 100bar에서 600bar로 상승시켜 줄 경우 밀도 증가율이 크게 향상 되었으며 기공도는 감소하였다.

PFO(pyrolized fuel oil) and C10+ oil, which are the residual heavy oils form a NCC(naphtha cracking center), were heat-treated to produce the precursor-pitch for carbon materials. After PFO was initially distilled near 300℃ to separate the volatile matters recovering as high-quality fuel oil, the residuum of nonvolatile precursor-pitch was then thermally pyrolized in the temperature ranges from 350℃ to 450℃. Spinnable isotropic pitch with the softening point of 200℃ and the toluene insolubles of 36wt% was obtained at 365℃, and then was successfully spun through a spinneret(0.5mm diameter). After spinning, an isotropic carbon fiber of 25μm diameter was obtained via oxidation and craboniation procedures. Mesophase spherules began to be observed from the product pitch pyrolized at 400℃, and bulk mesophase with a flow texture was observed above 420℃. In the case of C10+ was the feed was polymerized in the presence H2SO4 at room temperature to increase the molecular weight and then heat-treated gradually up to 200~250℃. The products obtained with the softening point of 80~190℃ were carbonized at 500 and 1000℃ to examine the morphology.

이방성과 등방성을 갖는 두 종류의 피치계 탄소섬유를 TGA장치를 이용하여 CO2gas와 공기중에서 등온산화반응을 실시하였다. CO2 gas보다 공기중에서의 산화가 훨씬 빠르게 일어났으며, 600˚C공기중에서 등방성 T-10IS섬유는 이방성 HM-60섬유보다 23.9배나 빠른 산화속도를 보였다. 실험적으로 구한 활성화에너지를 저온에서 36-56Kcal/mole의 값을 가지며, 고온에서는 6-13Kcal/mole의 값을 나타내었다. 반응기구(zone 1,2,3)의 천이도는 T-10IS섬유보다 HM-60 섬유가 높았으며, 공기중에서보다 CO2 gas분위기에서 더 높게 나타났다. SEM으로 관찰된 표면상변화로부터 탄소섬유의 산화반응은 섬유의 결함을 따라 진행된다는 것을 알 수 있었다.

본 논문에서는 정속마찰 시험기를 사용하여 공기중에서 핏치/CVI계와 페놀/CVI계 낱소/탄소 복합재료의 마찰특성을 평가하고 상호 비교하였다. 운용조건(마찰거리, 마찰속도, 마찰압력)에 관계없이 페놀/CVI계의 평균 마찰계수가 핏치/CVI계 보다 높은 값을 나타내었다. 마찰거리가 4Km이하 일때는 평균 마찰계수가 불안정한 경향을 나타내고 그 이후에서는 안정한 평균 마찰계수 값을 갖는다. 또한 마찰속도와 마찰압력이 증가할수록 평균 마찰계수는 감소하는 경향을 나타내며, 페놀/CVI계의 평균 마찰계수가 핏치/CVI계 보다 높고 마찰면 온도 상승률과 최대 마찰면 온도도 높다. 마찰계수는 마찰면 온도의 영향을 받으며, 마찰속도와 3kg/cm2이하에서 마찰압력이 커질수록 최대 마찰계수를 갖는 마찰면 온도는 높아진다.

탄소재료 결합모재의 전구체로 핏치류가 많이 이용된다. 본 연구에서는 탄화거동에서 차이를 보이고 있은 석유계와 석탄계 핏치의 첨가량을 10-70wt%까지 배합하여 400-500˚C 온도범위에서 열처리하는 동안에 나타나는 흐름거동, 용해도 정도 등을 관찰함으로서 모재로서의 가능성을 평가하였다. 질소분위기에서 열처리속도 2.5˚C/min로 430˚C까지 승온하여 30분 동안 처리한 결과 석유계 핏치의 첨가량이 50%가 될 때 까지는 핏치의 유동성과 점결력을 좌우하는 것으로 알려질 β-resin의 양이 45wt%이상으로 나타났으며, 이렇게 혼합된 핏치는 탄화수율도 같은 조건으로 처리된 원료 핏치에 비해 73-100%까지 높은 값을 보임으로서 모재로서의 가능성이 있음을 보였다.

본 연구에서는 원료 석탄 핏치와 흑연화성이 우수한 THF 가용성분만을 추출한 핏치 결합재에 8H/Satin woven fabric 프리프레그 및 고탄성 및 고강도계 연속 탄소섬유 등을 보강하여 가압열성형법으로 green body 를 제조한 다음 탄화, 함침, 재탄화 및 흑연화 공정을 거쳐 열적 미 기계적물성이 우수한 CFRC를 제조하였으며, 주사전자현미경, 편광현미경, X선회절분석,열중량분석, 굴곡강도, 굴곡탄성률, 충간전단강도 등을 시험하였다. THFSP결합재를 2300˚C까지 열처리 한 다음 X선회절분석을 한 결과, 결정성이 가장 우수하여 (002) 면에서 C0/2인 값이 3.380Å였으며, 2θ값도 26.276˚로 천연흑연의 Bragg angle에 거의 접근하였으며 공기산화 반응특성을 시험하기 위하여 등온 열중량분석을 한 결과 2300˚C까지 흑연화 한 THFSP결합재가 산화에 대하여 가장 우수한 저항성을 나타내었다. 섬유용적률이 증가됨에 따라 65~70%까지는 기계적 물성이 중가하는 경향을 보였지만 그이상 섬유가 보강된 CFRC는 결합재의 부족으로 인하여 오히려 기계적 물성이 감소하였다. 또한 굴곡강도 시험후 주사전자현미경으로 파괴 단면을 관찰한 결과 THFSP결합재가 흑연화성이 우수하여 파괴시 결합재가 외력에 대한 흡수가 양호하여 보강재의 파괴를 억제했기 때문에 기계적 물성도 우수하게 나타났다.

목적: 본 연구는 관성 과부하 원리를 활용한 반응 신경계 훈련에 따른 초보 골퍼의 머리와 클럽 헤드의 협응성을 분석하는데 목적이 있다. 방법: 중심축 이동 현상이 주로 나타나는 골프 입문자를 대상으로 골프 피치샷을 실험과제로 선정하였다. 반응 신경계 훈련 집단은 7kg 클럽벨을 활용하여 관성 과부하 동작을 피치샷 연습과 병행하여 실시하였으며, 최소 관성 부하 훈련 집단은 400g 아동용 T-배트를 적용하여 관성의 부하 정도를 최소한으로 제한하여 피치샷 연습과 병행하였다. 통제 집단은 별도의 추가적 훈련 없이 피치 샷 연습만을 수행하였다. 골프 수행력 평가는 피치 샷 정확성 점수판을 활용하였으며 3차원 영상 분석을 통해 머리의 좌우 이동 거리, 그리고 머리와 클럽 헤드의 상관계수를 도출하였다. 결과: 전반적으로 반응 신경계 훈련 집단이 비교 집단에 비해 우수한 수행력을 보였으며, 머리의 좌우 이동 거리와 머리-클럽 헤드의 협응 관계에서도 반응 신경계 훈련 집단이 월등히 향상되는 결과를 나타내었다. 논의: 동작의 오류 극대화를 통해 올바른 협응 구조를 유도하는 반응 신경계 훈련은 운동 기술 학습의 새로운 접근법이다. 앞으로 더욱 창의적이고 다양한 반응 신경계 훈련을 통하여 자기주도 학습 환경을 제안하는 많은 후속 연구를 기대한다.

The CALEB10 is a multi-legged biomimetic underwater robot. In the last research, we developed a swimming pattern named ESPG (Extended Swimming Pattern Generator) by observing diving beetle’s swimming actions and experimented with a positive buoyancy state in which CALEB10 floats on the water. In this paper, however, we have experimented with CALEB10 in a neutral buoyancy state where it is completely immersed in water for pitch motion control experiment. And we found that CALEB10 was unstably swimming in the pitch direction in the neutral buoyancy state and analyzed that the reason was due to the weight proportion of the legs. In this paper, we propose a pitch motion control method to mimic the pitch motion of diving beetles and to solve the problem of CALEB10 unstably swimming in the pitch direction. To control the pitch motion, we use the method of controlling additional joints while swimming with the ESPG. The method of obtaining propulsive force by the motion of the leg has a problem of giving propulsive force in the reverse direction when swimming in the surge direction, but this new control method has an advantage that a propulsive moment generated by a swimming action only on a target pitch value. To demonstrate validity this new control method, we designed a dynamics-based simulator environment. And the control performance to the target pitch value was verified through simulation and underwater experiments.

본 연구에서는 18미터급 쌍동형 선형의 선수벌브 유무에 따른 운동응답특성을 선형 스트립이론에 기초한 상용코드(Seakeeper)를 이용하여 추정하였다. 계산조건으로는 ITTC 파스펙트럼에 기초한 뷰포트 풍력계급 3 (T=2.98s, H1/3 =0.6m), 4 (T=3.85s, H1/3 =1m) 및 5 (T=5.44, H1/3 =2m)의 파스펙트럼을 산출하였고, 조우각은 선수파, 선수사파 및 횡파를 적용하여 종동요의 선체운동응답스펙트럼을 해석하였다. 선수벌브가 적용된 쌍동선 선형은 선수파와 선수사파에서 최대 20%의 종동요 응답이 감소하는 효과를 나타냈다.

본 연구는 다양한 음높이 구조에서 감각정보 형태에 따른 타이밍 동작 제어 특성을 알아보는데 있다. 이를 위하여 오른손이 우세손인 16명의 연구 대상자가 실험에 참여하였다. 실험 과제는 리듬 지각 및 타이밍 협응 프로그램을 수행하는 것으로서 목표 과제의 타이밍 구조를 지각한 후 동일한 타이밍으로 키보드 자판을 누르는 것이었다. 각 연구 수행자는 세 가지 음높이 조건(단음, 상승음, 하강음)의 네 가지 리듬 구조를 감각정보 조건(단일(청각)감각, 다중(시청각)감각)에 따라 각각 12회씩 총 24회를 무선적으로 수행하였다. 타이밍 동작 제어 특성을 살펴보기 위하여 절대적 타이밍 오차와 상대적 타이밍 오차를 분석하였으며, 개인차를 고려한 결과를 도출하기 위하여 음높이 구조별 타이밍 능력을 절대적 및 상대적 타이밍 오차 기준에서 각각 상대 비교하여 상승음이 우수한 집단(AG)과 하강음이 우수한 집단(DG)으로 분류하여 분석하였다. 16명의 전체 연구 대상자의 결과를 살펴보면, 절대적 타이밍 오차의 분석에서는 다중감각 조건보다 단일감각 조건에서 타이밍 능력이 우수한 것으로 나타났으며, 상대적 타이밍 오차 분석에서는 단일감각 조건보다 다중감각 조건에서 타이밍 능력이 우수한 것으로 나타났다. 타이밍 능력별로 AG와 DG 집단의 비교 분석 결과, 단일감각 조건에서 타이밍 능력이 우수한 집단은 다중감각 조건에서 수행력이 떨어진 것으로 나타난 반면, 단일감각 조건에서 타이밍 능력이 떨어진 집단은 다중감각 조건에서 수행력이 향상된 것으로 나타났다. 이러한 결과는 과제제한 요소와 개인제한 요소의 성격에 따라 타이밍 동작 제어 특성이 다르게 나타난다는 것을 의미하는 것으로, 리듬 및 타이밍 과제의 현장 적용에 있어서 과제와 개인의 특성을 고려하여야 한다는 것을 시사한다.

본 논문은 한국의 대표적 작곡가로서 서양기법을 수용하였으나 모방에 그치지 않고 이를 한국 적인 것과 혼용하여 자신만의 스타일을 구축하였던 이상근의 피아노 작품 중 우연성 음악인 《피아 노를 위한 투영 Ⅰ》과 《투영 Ⅱ》의 음고 구조를 분석·고찰 하는 것이 그 목적이다. 본 논문에서 는 한국적 음향을 완전 4도 음정에 해당하는 ‘음정류 5’와 이의 확장인 ‘새야화현’을 집합류 (027)의 적용이라는 관점에서 접근하였다. 그 결과 《투영 Ⅱ》는 음정류 5를 중심으로 확장된 집합류가 선 율, 화성의 근간을 이룬다는 점에서 한국적 음향을 서양적 어휘와 적절하게 혼용하여 작곡자의 독창 적 스타일을 구축한 작품이라 할 수 있다. 반면에 《투영 Ⅰ》은 음정류 1 중심의 반음계주의와 음 정류 6이 조화를 이루어 선율, 화성, 성부진행, 그리고 12음고의 체계적 구상을 이루는 현대적 성향 이 강한 작품임을 시사한다. 이상근은 《투영 Ⅰ》과 《투영 Ⅱ》의 연주시 반드시 단편 A1으로 시작하여 B4로 종결되어야 하며 단편 A와 B는 번갈아 연주되어야 한다는 불확정성 이면의 확정적 요소를 제시한다. 이로 인하 여 《투영 Ⅰ》과 《투영 Ⅱ》의 단편 A와 B는 서로 상이한 음고 소재를 근간으로 구상되었다. 음고 구조 분석은 A♭중심음을 점차 발전시키는 《투영 Ⅰ》의 단편 A, 주요 집합류를 단편 A 각 부분에 서 발췌하여 재인용·확장 시키는 《투영 Ⅱ》와 같은 각 단편 내의 새로운 양상을 주지할 수 있게 해주며, 따라서 우연성 음악임에도 불구하고 연주자에게는 연주 순서의 또 다른 가능성을 제시해 준 다.

The purpose of this study is to compare the relative growth of annual ring width of red pine(Pinus densiflora), black pine(Pinus thunbergii) and pitch pine(Pinus rigida) by means of multiple regression method according to Graybill hypothesis. The obtained results are as follows. 1. The changes of rainfall have affected to tree growth during the periods of 1975 through 1978. 2. Among these pine trees, red pine was mostly influenced by environmental factors. 3. The growth of annual ring width was sensitively responded to the changes of rainfall and air temperature. 4. Among the heavy metals analyzed, the concentrations(ppm) of Lead(Pb) and Copper(Cu) were negatively effected on the growth of annual ring width of pine trees. 5. The analytical technique of annual ring width may be useful for estimation of the pollution in forest areas near industrial complexes.