Nano $TiN_x$와 그 복합체의 제조 및 소결

김동식,김성진,라노,박성범,박승식,이혜정,이상우,조경식,우흥식,안중호,Kim, Dong-Sik,Kim, Sung-Jin,Rahno, Khamidova,Park, Sung-Bum,Park, Seung-Sik,Lee, Hye-Jeong,Lee, Sang-Woo,Cho, Kyeong-Sik,Woo, Heung-Sik,Ahn, Joong-Ho 한국결정성장학회 2006 한국결정성장학회지 Vol.16 No.3

We fabricated the nano $TiN_x$ by making of reaction between titanium powder and $Si_3N_4$ during planetary milling. The $TiN_x$ powder was sintered by spark plasma sintering machine after mixing with 50 wt% of titanium powder, and the sintered body was heat-treated at $850^{\circ}C$ in order to investigate its hardness property at the elevated temperature. We analyzed crystal structure by XRD. We observed the peaks of $TiN_{0.26}$ and TiN after 10 hours milling, and we observed TiN peak mainly after 20 hours milling. The reacted particle size distribution was investigated by FE-SEM. Increase of milling time, the size of reacted particles was decreased and the $10{\sim}20nm$ size of $TiN_x$ on the surface of titanium and $TiN_x$ was observed after 20 hours milling. The micro-Vickers hardness of mixed sintered body was about $1050kgf/mm^2$. 본 연구에서는 planetary milling을 사용하여 Ti 분말과 $Si_3N_4$와의 반응이 일어나도록 하여 nano $TiN_x$을 제조하였다. 이렇게 얻어진 분말은 Ti 분말과 혼합하여 SPS 소결 장치를 이용하여 소결하였으며 이 소결체의 고온에서의 경도변화를 조사하기위해 $850^{\circ}C$에서 열처리하였다. 분말의 물성평가는 X선 회절분석을 통해 결정상의 변화를 분석하였으며, 그 결과 milling 시간이 10시간의 milling에서는 $TiN_{0.26}$과 TiN이 혼재되어 있으며 20시간의 milling에서는 주로 TiN이 생성되는 것으로 확인되었다. 제조된 분말의 표면관찰을 통해서는 milling 시간이 증가할 수로 입자표면에 새로 형성된 반응물 size 분포를 조사하였으며, milling 시간이 길수록 입자표면의 $TiN_x$ 입자의 사이즈가 $10{\sim}20nm$ 정도로 작아지는 것을 알 수 있었다. Ti와 $TiN_x$를 중량비로 50:50로 혼합하여 제조한 소결체의 경도는 마이크로비커스 경도 값으로 $1050kgf/mm^2$ 정도를 나타내었다.

4가지 솔루션을 통한 사실적인 폭발효과 제작

김동식,황민식,이현석,김용희,윤태수,Kim, Dong Sik,Hwang, Min Sik,Lee, Hyun Seok,Kim, Yong Hee,Yun, Tae Soo 한국스마트미디어학회 2015 스마트미디어저널 Vol.4 No.4

CG(Computer Graphic)상의 폭발효과는 여러 가지 Effect Element(Fire, Smoke, Flame, Dust, Debris 등)가 집약된 고도의 기술적 난이도가 요구되는 비주얼이펙트이다. CG 소프트웨어 기술의 발전에 따라, 다양한 유체 시뮬레이션 기능을 탑재한 솔루션이 개발되었으며, 보다 사실적인 특수 효과가 가능하게 되었다. 하지만, 국내에서는 단순히 프로그램의 기능에만 의존하고 있으며, 또한, 관련 R&D가 미흡한 상황이다. 이에, 본 연구에서는 보다 사실적인 폭발현상을 효율적으로 구현해 낼 수 있는 제작 방식을 실험 연구를 통해 제시하고자 한다. 이를 위한 연구의 전개는 기존 폭발효과의 구현에 대해 선행 연구를 통해 문제점을 도출하고, 이를 해결하기 위해 4가지 솔루션을 중심으로 실험연구를 진행한다. 4가지 솔루션의 접근은 첫째, 유체 시뮬레이션 단계에서의 난기류 속성 부여 방법인 'Numerous Turbulent Flow', 둘째, 스크립트로 제작된 'Cache Retiming Solution', 셋째, Cache화된 데이터를 바탕으로 폭발의 모형을 구축하는 'Multiple Volume Container', 넷째, 합성단계에서 결과물의 완성도를 높이는 기법인 'RGB Lighting Pipeline' 이다. 각 단계 별 적용 효과의 특성과 이를 순차적으로 연계한 제작공정을 통해 보다 사실적인 폭발효과를 효율적으로 구현함을 증명하였다. 본 연구를 통해, 기존과 차별화된 효과적인 폭발효과 제작방법을 제시하며, 또한 관련 연구의 기초자료로 활용 가능하리라 사료된다. Explosion effect on CG (Computer Graphic) a visual effect on which a higher degree of technological difficulty is required with a variety of effect elements such as Fire, Smoke, Flame, Dust, Debris, etc. integrated on it. As skills for CG software have been advanced, solutions loaded with functions of various fluid simulation have been developed. So more realistic special effects came to be available. However, in Korea, it depends just on CG program functions. Besides, enough R&D's concerned have not been followed up. Accordingly, this study is aimed at offering a production method that may effectively implement more realistic explosion effects under experimentations. To begin with, the study derives problems through a precedent study of the implementation of existing explosion effects. Then to solve them, experimental studies are performed depending on four solutions. There are accesses to the four solutions: first, Numerous Turbulent Flow, a method to allow an attribute of turbulent air in the stage of fluid simulation; second, Cache Retiming Solution produced in script; third, Multiple Volume Container based on cached data; and fourth, RGB Lighting Pipeline, a method to enhance the completion of the result from the stage of composition. Characteristics of effects applied in each stage and consecutive connections of them proved the effective implementation of more realistic explosion effects. This study may not only suppose the production method for efficient explosion effects differentiated from the previous ones but also be utilized as basic data for relevant researches.

GaMnAs 자성반도체의 박막 특성 및 후처리에 따른 특성 변화 연구

김동식  (Dong Sik Kim) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌 IE (Industry electronics) Vol.45 No.3

본 연구에서는 비약적으로 발전하고 있는 반도체 소자가 요구하는 새로운 특성을 가진 신소재의 개발에 부응하여, 최근 세계적으로 많은 연구가 되고 있는 spintronics에 사용되는 화합물 자성반도체 박막에 관한 연구를 수행하였다. 본 연구에서 사용되는 GaMnAs 자성반도체 박막은 기존의 III-V족 화합물 반도체 소자에 적용이 쉽고, 그 응용범위가 넓어 앞으로의 전망이 매우 밝은 새로운 화합물 반도체라고 할 수 있다. 그러나 이런 GaMnAs 자성반도체 박막의 경우 현재까지 자성 특성을 나타내는 Curie 온도가 매우 저온에서만 나타나며, 또한 성장 조건에 따라 그 특성이 매우 달라지는 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 GaMnAs 자성반도체 박막을 성장시키기 위한 최적조건과 자성특성을 향상시키기 위한 실험을 수행하였다. We investigate magnetic semiconductor thin films for application towards spintronics, which can overcome current limitations in semiconductor devices. GaMnAs magnetic semiconducting films studied are easily integrated into conventional semiconductor processes and also offer a wide range of application, therefore it shows much promise as a future material. However the Curie temperature at which magnetic properties exist for GnMnAs is very low, also depending on deposition conditons the properties of the film can vary widely. In order to study these issues we investigate the best possible deposition conditions for magnetic properties.

Microwave 에 의한 산성가스 분해 특성

김동식,김재설,이동규 ( Dong Sik Kim,Jae Surl Kim,Dong Kyu Lee ) 한국공업화학회 1996 공업화학 Vol.7 No.6

쌍극자물질에 전자파를 조사하면 그 파동의 변화에 따라 분자가 진동하며, 이웃 분자와 마찰을 일으켜 물질 내부로부터 가열되는 독특한 현상을 보인다. 따라서 고체인 전자파흡수제에 흡착시킨 쌍극자 기체를 microwave energy로 쉽게 파괴할 수 있다. 연소기기 배출가스에서 산성가스 제거공정 개발을 위하여 이 방법에 의한 산성가스 분해실험을 실시 하였다. Calcined char는 전자파흡수제 및 가스 흡착제로서의 역할을 하는데, NO와 SO₂를 함유한 표준가스를 char bed내로 통과시키면서 microwave를 조사하였다. Microwave가 조사되고 있는 20 gram의 char bed를 통과하는 동안 95%이상의 NO와 70% 이상의 SO₂가 환경적으로 무해한 단체원소로 분해되었으며, 분해된 원소 중 산소기는 char의 기공내에서 탄소와 반응하여 CO₂를 형성하며 char의 기공도 및 표면적 증대효과를 가져왔다. 일반적인 상업적 연소공정에서 처럼 이 보다 낮은 농도에서는 거의 완전한 분해가 가능하리라 보여지며, 대기오염 방지에 좋은 방법이 되리라 믿어진다. Under the irradiation of the radiofrequency wave, the dipole materials vibrate as microwavic phase change. This causes friction between adjacent molecules and enables an unique charateristics of interior heating of the materials. When dipole gases are adsorbed inside of a solid radiofrequency wave absorber, the gases can be decomposed easily by the microwave energy. The decomposition of sour gases was successfully tested in this manner to develop a sour gas removal process from the combustion flue gas. The standard gas bearing NO and SO₂ was passed through and microwave was applied on the calcined char bed as the wave absorber and the gas adsorbent. It was found that more then 95% of NO and 70% of SO₂was decomposed to the environmentally clean elements during the passage through the 20 gram char bed under the microwave impingement. The surface area and the porosity of char increased because the oxygen radicals produced from decomposed gas attacked carbon in the char capillaries and formed CO₂. For alower concentration of sour gas, general cases in thecommercial combustion processes, almost complete decomposion is believed possible and this method is surely expected to be useful for the prevention of air pollutions.

3차원 축류형 터빈에서 입사각의 영향에 관한 실험적 연구

김동식,조수용,Kim, Dong-Sik,Cho, Soo-Yong 대한기계학회 2002 大韓機械學會論文集B Vol.26 No.9

An experimental study of turbine performance is conducted with various incidence angles on a rotating turbine rotor. 5 different incidence angles are applied from -17$^{\circ}$to 13$^{\circ}$with 7.5$^{\circ}$gaps. In order to precisely set up the incidence angles at the rotor inlet, 5 turbine discs are manufactured with the different fir tree section. Total-to-total efficiencies are obtained on the several off-design points with considering the exit total pressure, which is meas fred at 12 locations between the hub and casing using a pressure rake. The degree of reaction is 0.373 at the mean radius, and Reynolds number based on the rotor chord is 0.86$\times$10$^{5}$ at the turbine inlet on the design point experiment. The experiment on a single-stage turbine is conducted at the low-pressure and low-speed state, but it is sufficient to consider the blade loading effect due to the rotating apparatus even though the total pressure loss at the exit is increased proportionally to the turbine output power. The experimental results recommend 6$^{\circ}$as an optimum incidence angle on the turbine blade design. The total-to-total efficiency is steeply decreased when the incidence angle is over $\pm$9$^{\circ}$ from the optimum incidence angle. In the range of less than -10$^{\circ}$incidence angle, 7.5$^{\circ}$ reduction of incidence angle generates 15% decrease of total-to-total efficiency. This result is obtained on the same rotor blade by changing only the rotational speed to minimize the effect of profile and secondary flow loss in the passage. Experimental results show that the change rate of total-to-total efficiency according to the incidence angle change is unchanged although the turbine operates at the off-design condition.

Conditional Expectation을 이용한 영상의 노출 보정

김동식,이수연,Kim, Dong-Sik,Lee, Su-Yeon 대한전자공학회 2005 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.42 No.6

In the formation of images in a camera, the exposure time is appropriately adjusted to obtain a good image. Hence for a successful alignment of a sequence of images to the same scene, it is required to compensate the different exposure times. If we have no knowledge regarding the exposure time, then we should develop an algorithm that can compensate an image with respect to a reference image without using any camera formation models. In this paper, an exposure compensation is performed by designing predictors based on the conditional expectation between the reference and input images. Further, an adaptive predictor design is conducted to manage the irregular exposure or histogram problem. In order to alleviate the blocking artifact and the overfitting problems in the adaptive scheme, a smoothing technique, which uses the pixels of the adjacent blocks, is proposed. We successfully conducted the exposure compensation using real images obtained from digital cameras and the transmission electron microscopy. 사진기에서 고품질의 영상을 획득하기 위해서는 적절히 노출 시간을 조절하게 되는데 이로 인해 각각 독립적으로 얻어진 영상들의 노출 시간은 서로 달라진다. 이는 여러 영상의 열을 정렬하는 과정 등에서 부정확한 결과를 초래할 수 있으므로 영상들의 노출 시간을 동일하게 맞추어 줄 필요가 있다. 그런데, 노출 시간을 알지 못하는 경우에는, 하나의 영상을 기준으로 다른 영상들의 상대적 노출 시간을 추정하고 보정하는 알고리즘에 대한 연구가 필요하다. 본 논문에서는, 사진기의 모델 함수를 고려할 필요 없는, 최소 오류 개념에서 최적의 예측기인 conditional expectation을 사용하여 노출 보정을 시도하였다. 나아가서, 불규칙한 노출 또는 히스토그램 특성을 위한 적응 노출 보정 기법을 제안하였다. 이때 blocking artifact 및 overfitting 등의 문제를 완화시키기 위한 인접의 화소를 사용하는 기법을 도입하였다. 디지털 사진기 및 투과전자현미경을 통하여 얻어진 실제 영상을 사용한 모의실험을 통하여 성공적인 노출 보정 수행을 확인할 수 있었다.

부모관련 부정적 생활사건의 경험과 청소년의 정신건강 및 비행행위

김동식,Kim, Dong-Sik 대한예방의학회 2007 예방의학회지 Vol.40 No.3

Objectives : This study examined the relationship of parent-related negative life events with mental health and delinquent behaviors among Korean adolescents. Methods : A total of 2,976 high school first-grade pupils (1,498 boys & 1,478 girls) taking part in the third wave of Korean Youth Panel Survey completed a self-administered questionnaire regarding parent-related life events, depressive feelings, suicidal ideation, delinquent behaviors, demographic characteristics, parental socioeconomic status, social support, and social capital. Data analyses were conducted using multivariate logistic regression. Results : After adjusting for all covariates, the more parent-related negative life events adolescents experienced throughout their whole life, the more likely adolescent were to have mental and behavioral problems. A significant dose-response relationship between them was more clearly observed in girls than in boys. The experience of parentrelated negative events during childhood was significantly associated with suicidal ideation and delinquent behaviors for boys, and with depressive feelings for girls during adolescence. Indeed, parental social support, social capital, and having a close friend with delinquent behaviors, especially for girls, partially mediated the relationship between parent-related negative life events and both outcomes. Conclusions : The study showed a clear dose-response relationship of frequency of parent-related negative life events with poor mental and behavioral health for both genders. The residual effect of being exposed to parent-related events during childhood on mental health and delinquent behaviors during adolescence still remained.

디지털 논리 시스템의 개념학습을 위한 웹기반 자바 애플릿의 개발

김동식,서호준,Kim Dong-Sik,Seo Ho-Joon 한국공학교육학회 2001 공학교육연구 Vol.4 No.2

최근에 멀티미디어 기술과 결합된 공학교육용 가상 웹사이트가 다양한 형태로 출현함에 따라 공학교육의 인터넷 응용에 많은 관심이 모아졌다. 그러나 단방향성 통신, 단순한 텍스트나 이미지 기반의 웹문서 그리고 동기부여가 없는 지루한 교육진행과정등은 가상공간에서의 교육의 효율성을 저하시켜왔다. 따라서 이러한 어려움을 극복하기 위해 본 논문에서는 디지털 논리시스템의 원리나 개념을 이해하기 위한 웹기반 교육용 자바애플릿을 제시한다. 제안된 자바 애플릿은 학습자의 흥미를 증가시킬 수 있는 향상된 학습방법을 제공한다. 본 논문의 결과는 가상대학의 사이버강좌의 효율성을 증대시키기 위해 광범위하게 사용되어 질 수 있으며, 제안된 학습방법의 유효성을 입증하기 위해 몇 개의 샘플 자바 애플릿 프로그램을 제시하였다. Recently, according to the appearance of various virtual websites using multimedia technologies for engineering education, the internet applications in engineering education have drawn much interests. But unidirectional communication, simple text/image-based webpages and tedious learning process without motivation etc. have made the lowering of educational efficiency in cyberspace. Thus, to cope with these difficulties this paper presents a web-based educational Java applets for understanding the principles or conceptions of digital logic systems. The proposed Java applets provides the improved learning methods which can enhance the interests of learners. The results of this paper can be widely used to improve the efficiency of cyberlectures in the cyber university. Several sample Java applets are illustrated to show the validity of the proposed learning method.

레이더용 주파수합성기의 위상잡음 모델링 및 분석

김동식,김민철,이수호,정명득,권호상,Kim, Dong-Sik,Kim, Min-Cheol,Lee, Su-Ho,Jeong, Myeong-Deuk,Kwon, Ho-Sang 한국군사과학기술학회 2011 한국군사과학기술학회지 Vol.14 No.5

In this paper, we proposed a phase noise model of a frequency synthesizer for a radar system. Especially, it was proposed a phase noise model in a DAS(Direct Analog Synthesizer) and a frequency up converter system using Leeson's model. The proposed phase noise model was derived from the measurement data of model 1 and evaluated by adapting to model 2 and model 3 frequency synthesizers. The prediction phase noise by modeling was totally matched to the measured data and the effective analysis of the phase noise was done in a frequency synthesizer and a frequency converter of radar system.

ActiveX 컨트롤을 이용한 단순화된 웹 기반 디지털 논리회로 시뮬레이터

김동식,한희진,서삼준,김희숙,Kim Dong-Sik,Han Hee-Jin,Seo Sam-Jun,Kim Hee-Sook 한국공학교육학회 2003 공학교육연구 Vol.6 No.1

본 논문에서는 디지털논리회로의 여러 가지 원리를 이해하고 확인해보기 위해 비주얼베이직의 ActiveX 컨트롤을 이용하여 단순화된 웹 기반 디지털 시뮬레이터를 개발하였다. 개발된 디지털시뮬레이터는 디지털 논리회로 학습에 있어 필수적인 기능만이 구현되었으며, 학습자가 스스로 구성한 디지털 회로를 직접 웹상에서 시뮬레이션 해 봄으로써 디지털시스템에 대한 설계 및 해석이 가능하도록 제작되었다. 개발된 디지털 시뮬레이터가 디지털 논리회로에 대한 멀티미디어 컨텐츠와 함께 웹에 제공된다면 교육현장에서 교육보조도구로써 활용이 가능하고 또한 학습효율의 극대화를 이를 수 있으리라 생각된다. 제안된 시뮬레이터의 유효성을 입증하기 위해 몇 가지 디지털 논리회로에 대한 시뮬레이션 결과를 제시하였다. This paper presents a simplified web-based simulator for digital logic circuits with which several important principles related to digital logic circuits can be understood and confirmed. The proposed simulator is implemented to have several simplified functions which are essential to the learning process of digital logic circuits. The learners by themselves simulate several digital logic circuits on the web under specific input conditions and the design/analysis of digital logic circuits can be available. The proposed simulator, combined with multimedia contents, can be used as an auxiliary educational tool and enhance the improved learning efficiency. The results of this paper can be widely used to improve the efficiency of web-based educations in the cyber space. Several simulation results are illustrated as examples to show the validity of the proposed web-based simulator.