製造業의 技術 變化와 專門大學 産學協力에 關한 硏究 : 3D 프린팅의 觀點으로

유충현 韓國産業技術大學校 2016 국내박사

지식기반 경제사회의 발전에 따라 산학협력의 중요성은 더욱 강조되고 있으나, 정부주도의 한국형 산학협력은 산업계의 자발적 수요에 의한 참여가 부족하여 산학협력 정책의 성과를 성공적으로 도출하기는 어렵다고 진단된다. 수요부족에 대한 원인을 협력의 주체인 대학과 산업계로 구분하여 조사 및 분석하였다. 대학은 산업 패러다임 변화에 대하여 능동적으로 대응할 수 있는 교육 및 연구를 실시하지 못한 것에 주요 문제가 있으며, 기업은 외부지식을 습득하고 내부화할 수 있는 능력을 개발하기 위한 노력이 미진하여 지식을 기업 성장의 기회로 연결할 수 없어 산학협력 성과가 미흡했고 관련한 효과를 확대할 수 없었던 것이 주된 문제이다. 따라서 성공적인 산학협력 정책을 실현하기 위해서는 대학의 문제와 기업의 문제를 해결하기 위한 산학협력 체제가 요구된다. 전문대학은 고등교육수준의 직업교육을 시행함으로서 전문직업인을 양성하는 것을 목표로 하고 있다. 설립 이후 한국의 경제성장에 크게 기여해 왔으나 취업을 중요시하는 고등교육 정책과 연구개발을 중시하는 산학협력 정책 운영 등으로 인해 전문대학의 사회적 역할에 대한 차별성이 희석되거나 열등하게 평가되어 전문대학의 존재 이유가 모호한 상황에 봉착해있다. 따라서 변화된 고등교육 환경에서 전문대학의 특성을 고려한 산학협력 체제를 도출하는 것은 전문대학 및 전문대학 산학협력의 지속적 발전을 위해 절실히 필요하다. 본 논문은 위에서 언급한 한국의 산학협력과 전문대학의 문제를 해결하기 위한 방안으로 산업뿐만 아니라 사회의 패러다임 변화의 주요 요인인 3D 프린팅의 특성과 영향에 집중하였다. 3D 프린팅과 관련한 다양한 자료와 전문가들의 자문을 통하여 3D 프린팅을 경제사회의 변화요인으로 분석하였으며 3D 프린팅을 포함한 기술의 진보에 따른 제조업과 직업세계의 변화를 고찰하였다. 그리고 기업의 흡수능력과 3D 프린팅, 산학협력과의 상관관계와 산업계의 수요를 파악하고 연구내용의 신뢰성을 높이기 위하여 기업을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 3D 프린팅은 제조업에 있어서 기회 또는 위협 요인으로 산업계로부터 매력적 관심을 얻고 있으며 새로운 비즈니스 창출에 대한 풍부한 잠재력으로 정부 및 공공기관의 수요가 급격히 증가하고 있다. 이에 3D 프린팅을 활용한 전문대학의 인력양성은 3D 프린팅을 기업의 성장 동력으로 활용하고자하는 산업계의 수요와 기업이 요구하는 전문대학 졸업생에 대한 직무 수요가 일치되도록 하는 방안으로 인력개발정책에 있어서도 효율성을 향상시킬수 있다. 전문대학의 특성을 고려한 산학협력은 직업교육을 통한 인력양성의 산학협력 유형이다. 상세히 언급하면, 전문대학이 사회적 역할을 충실하게 수행할 수 있는 지속가능한 전문대학 산학협력은 연구개발이나 기술이전 등과 같은 직접적 지식이전보다는 인력공급이나 직접교육 등과 같은 간접적 지식이전에 집중하는 것이다. 실험과 실습을 강화한 전문대학의 직업교육을 통해 배출된 인력은 기업의 흡수능력을 향상시켜 기업이 외부지식을 획득하고 활용하는데 있어서 효과적이다. 흡수능력이 향상된 기업은 일반대학의 기초연구와 실험 등으로 창출된 지식을 효율적으로 활용할 수 있으므로 지식의 성과를 높여 산학협력을 활성화할 수 있는 동력을 생성한다. 결과적으로 성공적인 산학협력 성과를 얻는 사례가 다수 발생하여 자발적으로 작동하는 산학협력 생태계를 이룰 수 있다. 또한 기술의 사업화과정에서 일반대학은 기초연구와 실험, 전문대학은 시제품 제작 그리고 기업은 실용화와 사업화로 각각의 역할을 구분함으로서 효율화와 통합의 산학협력 체제를 구성한다. 이와 같이 전문대학, 일반대학 그리고 기업이 기업의 흡수능력을 향상시키고 기술사업화를 통해 성과를 창출하는 과정에서 역할을 구분하고 협력하는 체제를 로켓형 산학협력 체제라 명명하고 제안하였다. 전문대학의 직업교육에 있어서 3D 프린팅의 활용은 제조업과 직업세계의 패러다임 변화에 유연하게 대응할 수 있는 미래지향적 인력 양성 전략이다. 3D 프린팅을 이용한 창의적인 문제해결 능력을 배양하는 교육은 양극화 현상이 심화되고 있는 직업세계의 변화에 있어서 중숙련 직종을 목표로 교육받은 전문대학 졸업생이 저숙련 직종으로 이동되는 현상을 감소시킬 수 있다. 이는 사회적 갈등을 발생시킬 수 있는 잠재적 요소를 줄이는 것이며 개인에게는 삶의 질 향상 효과가 있다. 3D 프린팅은 제조의 민주화를 초래하여 지역 중심의 경제체제로의 변화를 가속화하고 제조기술을 사회 전반에 확산시켜 창의적인 사회로 발전하는데 기여한다. 이것은 아이디어를 쉽게 제품화할 수 있고 형상의 제한을 거의 받지 않는 3D 프린팅의 특성으로 비롯된 것이며 실패의 주기가 짧아지는 효과에 기인한 것이다. 지역 경쟁력 강화와 지역 사회통합에 있어서 산학협력 정책이 중요한 역할을 담당하며 전문대학은 사회와 소통하는 산학협력 체제로 지속 발전해야 한다. 전문대학 직업교육에 있어서 3D 프린팅을 이용

스테레오 항공영상으로부터 3D 객체를 매핑하는 방법간 정확도 비교

유충현 서울시립대학교 일반대학원 2024 국내석사

Recently, as interest in digital twins and metaverses, which connect real and virtual spaces, has increased dramatically, the importance of three-dimensional spatial information as the foundation is increasing. According to the 7th National Geospatial Information Policy Basic Plan (2023~2027) released by the Ministry of Land, Infrastructure, and Transport, the establishment of a national digital twin construction and utilization system has been set as a top priority, and to this end, it has announced plans to establish national geospatial information-based urban digital twin guidelines and promote the construction of three-dimensional spatial information on terrain, buildings, roads, etc. to support metaverse, digital twin expansion, and full autonomous driving. In order to create virtual spaces within digital twins and metaverses, it is important to create precise three-dimensional spatial information on buildings and road structures. Recently, spatial information required due to rapid urban development is not only required for precision and accuracy, but also for speed. In order to build 3D spatial information quickly, user accessibility and convenience of the production tool are of utmost importance. To create 3D spatial information using conventional methods, expensive 3D stereoscopic equipment and skilled technicians with many years of business experience are required. Recently, software that can create 3D spatial information using aerial photographs has been released overseas, but it has not been widely used in the field due to the high cost of licensing and the difficulty of continuous technical support. In this study, we aimed to verify that 3D spatial information can be easily accessed by less experienced technicians with simple technical training, that 3D spatial information can be quickly produced without expensive stereoscopic equipment, that the produced results comply with the 'Aerial Photogrammetry Work Regulations' and '3D Geospatial Information Construction Work Regulations' of the Korea National Geospatial-Intelligence Agency, and that the accuracy of the results falls within the description error tolerance range within the work regulations. The study area was selected as a city with various types of buildings, and the accuracy was verified by conducting three-dimensional object illustration using the existing stereoscopic illustration method and image segmentation illustration method, exporting the generated objects to DXF format, and comparing them with the illustration data. As a result of the verification, we were able to confirm the accuracy that satisfies the work regulations of the Geospatial Information Center. 최근 현실공간과 가상공간을 잇는 디지털트윈, 메타버스에 대한 관심 이 지대하게 높아짐에 따라 그 기반을 만드는 3차원 공간정보의 중요 성이 증대되고 있다. 국토교통부에서 발표한 제7차 국가공간정보정책 기본계획(2023~2027)에 따르면 국가차원의 디지털트윈 구축 및 활 용체계 마련을 최우선 과제로 설정하였고 이를 위해 국가공간정보 기 반 도시 디지털트윈 가이드라인을 마련하고 메타버스, 디지털트윈 확 산, 완전자율주행 지원 등을 위한 지형, 건물, 도로 등에 대한 3차원 공간정보 구축을 추진하겠다는 계획을 밝혔다. 디지털트윈, 메타버스 내 가상공간을 제작하기 위해서는 건물 및 도 로 구조물에 대한 정밀한 3차원 공간정보제작이 중요하다. 최근 급격 한 도시 개발로 인해 요구되는 공간정보는 정밀도, 정확도 외에 신속 성까지 요구되고 있다. 신속한 3차원 공간정보 구축을 위해서는 제작 Tool에 대한 사용자의 접근성 및 편의성이 무엇보다 중요하다. 기존의 방법으로 3차원공간정보 제작 작업을 수행하기 위해서는 고가의 3차 원 입체시 장비와 다년간의 사업 수행경험이 있는 숙련된 기술자가 필 요했다. 최근 낱장의 항공사진을 이용해 3차원공간정보를 구축할 수 있는 소프트웨어가 해외에서 출시되었으나 적지 않은 금액의 라이선스 비용, 꾸준한 기술지원의 어려움 때문에 현장에서 폭넓게 쓰이지는 못 하고 있다. 본 연구는 3차원 공간정보를 구축함에 있어 경험이 적은 기술자도 간단한 기술교육만으로도 쉽게 접근할 수 있고 고가의 입체 시 장비 없이도 3차원 공간정보 제작을 신속히 할 수 있으며 제작된 성과는 국토지리정보원의 ‘항공사진측량 작업규정’, ‘3차원국토공 간정보구축 작업규정’을 준수하며 성과의 정확도는 작업규정 내의 묘 사오차 허용범위 안에 들어오는지 확인하는 것을 목표로 연구를 진행 하였다. 연구지역은 다양한 형태의 빌딩이 존재하는 여의도로 선정했 으며 기존의 입체시 도화방식과 영상분할도화방식 각각의 방법으로 3 차원 객체도화를 진행 하고 생성된 객체를 DXF 포맷으로 내보내기 한 후 도화데이터와 비교하는 방법으로 정확도를 검증하였다. 검증 결과 국토지리정보원 수치지형도 작업규정에 만족하는 정확도를 확인할 수 있었다.

열차반복재하하중을 고려한 강화노반 두께 산정을 위한 설계도표 연구

유충현 서울산업대학교 철도전문대학원 2008 국내석사

The reinforcing subgrade, which first introduced in Korea for the highspeed subgrade construction, has the many advantages to maintain the quality of ballast track as well as to prevent the softening of subgrade by mud-pumping. It causes the subgrade soil to spout into the ballast on many lines. Therefore, the application of reinforcing subgrade will be expected to increase in the future. There are two methods in determination to the thickness of reinforced railroad bed. One is the plate bearing test method and the other is the design chart method. In general, the two layer analysis method in the plate bearing test method includes train loads, train velocity, bed deformation modulus and allowable elastic settlement but dose not include cyclic load number. Therefore it is not resonable and need to be modified. New concept design theory in determination to the thickness of railroad bed differs from the ordinary elastic analysis method. First, elastic modulus of road bed material is resilient modulus including the characteristics of cyclic loading. Secondly, it is considered the prediction of plastic deformation included the number of train loading cycles. The equation of estimation of plastic deformation is given by experiment. In this equation, the cumulative plastic deformation is predicted by using the variables a, m and b. Finally, the ordinary equation determines the thickness on basis of allowable elastic settlement in ground deformation but the new design concept uses the allowable plastic settlement and the plastic deformation. Consequently, the major difference in new concept design methods is the using resilient modulus and the prediction of plastic deformation model. In this paper, train load includes train velocity, train load, annuary passage tons and number of loading cycles in design procedures. And the design chart to be designed by using resilient modulus is investigated in rail load bed materials. 열차반복하중을 고려한 강화노반두께 산정을 위한 설계도표 연구 고속철도의 도입과 함께 도입된 강화노반은 분니 발생 억제 등 자갈도상 궤도의 생력화에 많은 장점을 가지고 있으므로 향후 국내에도 그 적용이 확대될 것으로 예상된다. 안전 측의 설계를 위해서는 강화노반 두께를 증가시키는 것이 바람직하나, 경제적인 설계를 위해서는 열차의 주행 안전성 및 승차감과 궤도의 유지보수용을 고려한 최적의 강화노반두께를 결정할 필요가 있다. 강화노반 두께를 산정하는 설계방법으로는 재하시험의 일종인 평판재하시험(Plate Bearing Test)을 통해 노상의 지지력 조건에 따라 강화노반을 결정하는 방법과 설계지표를 통해 강화노반을 구하는 방법이 있다. 재하시험을 통해 강화노반 두께를 결정하는 방법은 주로 일본에서 많이 사용하는 방법이며, 설계지표를 활용한 방법은 독일, 유럽, 호주 등에서 자국의 철도환경을 반영하여 설계지표를 통해 다양한 조건에서 적절한 설계도표를 활용하여 강화노반 두께를 산정하고 있다. 일반적으로 많이 사용하고 있는 2층계 탄성해석은 열차하중, 열차속도, 노반의 변형계수와 허용탄성침하량 등을 고려하여 강화노반 두께를 결정하고 있다. 그러나 대부분 사용하고 있는 2층계 탄성해석의 경우 반복재하횟수를 제어하지 않는 설계법이기 때문에 이에 대한 검토가 더 합리적인 설계법이라고 할 수 있다. 새로운 강화노반 산정방법의 설계이론은 기존 탄성해석을 이용한 방법과 큰 차이는 다음과 같다. 먼저, 노반재료의 탄성계수의 값을 일반적인 탄성계수에서 교통하중과 같이 반복하중의 특성이 잘 반영될 수 있는 회복탄성계수를 이용한 것이다. 두번째, 기존 설계방법에 고려되지 않고 있던 열차반복재하횟수를 고려한 소성변형 예측 모델 식을 포함시킨 것이다. 소성변형을 추정하는 경험식은 실험에 의해 구해지는 함수로서 본 연구에서는 흙의 종류에 대하여 소성변형 예측 모델 식을 제안하여 예측모델의 변수(a, m, b)를 이용하여 누적소성변형량을 예측하였다. 세 번째 설계기준이라고 할 수 있는 한계 침하량에 대해서 기존에는 허용탄성침하량을 기준으로 노반두께를 결정하였지만, 새로운 설계법에서는 허용소성침하량과 소성변형량을 이용한다는 것이다. 따라서 새로운 설계법에서의 가장 큰 변화는 회복탄성계수를 이용하여 노반의 응력상태를 평가하여, 소성변형을 예측 모델 식을 이용하여 최종적으로 강화노반두께를 결정하는 것이다. 본 논문에서는 역학적 특성을 고려하여 열차속도, 열차하중, 년간통과톤수 등 반복재하횟수를 고려한 교통하중을 설계에 반영하고, 노반재료에 대하여 교통하중과 같이 반복적 거동을 가장 적절한 평가방법인 회복탄성계수 방법으로 설계를 할 수 있는 설계지표를 연구하였다.

하악골 전산화단층사진촬영시 기준선들에 관한 연구

유충현 조선대학교 2002 국내석사

Purpose: It is important to determine the length of implants in radiographs before implant surgery to avoid interference with the neurovascular bundle, The purpose of this study was to determine the proper reference lines for taking axial computed tomograms from which the good cross-sectional views can be reformatted by multiplanar reconstruction. Methods: Three dry mandibles with implanted gutta percha cones in the extracted socket were scanned axially according to 6 reference lines in 2 mandibular positions with computed tomogram Hitachi W550. The precision of measurements of lengths of implanted gutta percha cones in the each cross-sectional view was evaluated after reformatting from axial computed tomogram by multiplanar reconstruction. Results : 1. The difference between the measurements and the original length of implant was the smallest in the bucco-lingual views reformatted from the axial computed tomograms scanned according to the reference line of group V-a. 2. The smaller was the difference between occlusal line and reference line, the smaller was the difference between the measurements and the original length of implant in the bucco-lingual views reformatted from computed tomograms scanned axially according to the reference lines. 3. The most measured widths of implants in the bucco-lingually reformatted views were larger than original lengths. Conclusions: When the mandible be inclined within the limitation of gantry angle and scanned with the reference line coincident with occlusal plane, the bucco-lingual view can be reformatted without deformation of images from the axially scanned images.

파노라마방사선사진에서 구획별 교합면 기준선에 대한 치아근원심경사

유충현 조선대학교 대학원 2005 국내박사

This study was performed to evaluate the stability of the segmental occlusal plane and anatomical line as the reference line for measuring the mesiodistal tooth angulation in panoramic radiography and to determine the mean angle and the range of the mesiodistal tooth angulation in Korean with normal occlusions. Twenty nine subjects(15 males, 14 females) having untreated normal occlusion were selected. A total of 29 panoramic radiograms were taken at normal head position and then 10 images of 5 subjects selected were repeatedly taken with repositioning 2 times at each of the head down(V-shaped occlusion) and up(horizontal occlusion) for evaluation of stability of adopted reference lines by using PM2002CC (Planmeca, Finland). The images were traced with adoption of two test reference lines and the long axes of the teeth. The mesial angles formed by each reference line and the long axes of the teeth were measured and analyzed. The obtained results were as follows: 1. With anatomical reference line, the mesiodistal tooth angulations of the molars showed the significant difference by over 5 degree between the normal and each changed head position. 2.With segmented occlusal reference line, the changed amounts of mesiodistal tooth angulations by the two changed head positions were less than 1 degree. 3.The means, standard deviations, and maximum and minimum values of mesiodistal tooth angulations to segmental occlusal reference line on panoramic radiography were determined. It would appear that mesiodistal tooth angulations to segmental occlusal plane as reference line in panograms are predictable as standards of normal occlusions and useful for evaluation of tooth arrangement between adjacent teeth.

칸트 철학의 수학교육적 고찰

유충현 서울대학교 대학원 2002 국내석사

The effect of poly (N-vinylpyrrolidone) molecular weight on flash light sintering of copper nanoparticle paste : 구리 나노 페이스트의 광 소결에 대한 PVP 분자량의 영향

유충현 한양대학교 2015 국내석사

The flexible and printed electronics using polymer substrates have attracted substantial interest as advanced alternatives to conventional photolithography. As the first step to produce these electronic devices, it is necessary to fabricate conductive films, lines, circuits and tracks. Therefore, synthesis, printing and sintering techniques of nanoparticle pastes have been recently investigated. In this work, the effect of poly (N-vinylpyrrolidone) (PVP) molecular weight (MW) on the flash light sintering of copper nanoparticle paste was studied. The copper nanoparticle paste was coated on polyimide substrates using doctor blade method. PVP was used as reducing agent to functionalize the copper nanoparticles during flash light sintering process. To find the optimum sintering conditions of copper nanoparticles, the various MWs of PVP (10,000, 40,000 and 55,000) were used and the flash light irradiation energy was varied from 7.5 J/cm2 to 17.5 J/cm2. Meanwhile, other flash light irradiation conditions (pulse numbers, on-time and off-time durations) and amounts of PVP were fixed to clarify the effect of the PVP MW. As the results, it was found that flash light sintered copper nanofilms have the resistivity 54 µΩcm without any damages to the polymer substrate.

칸트의 선험철학과 수학교육

유충현 서울대학교 2008 국내박사

시멘트 안정처리 자갈의 역학적 특성을 고려한 철도교대 안정성 비교 연구

유충현 서울과학기술대학교 2018 국내박사

The bridge-to-ground connection section abutment approach block installation section is a weak point of the structure because of the difference in stiffness, the possibility of differential settlement and movement of abutment due to train load and impact load is very high. There is a high risk that the rate of occurrence of the differential subsidence will increase at the bridge abutment backfill, which is smaller than the support stiffness of the abutment. This is a major factor in the stability of driving and lowering of ride comfort of trains. The stress is greater than expected in the actual design due to poor compaction, resulting in damage to the roadbed and track structure and a reduction in the life of structure. For this purpose, cement treated gravel is used in the case of railway abutment, and the design standard is strictly controlled by minimizing abutment flow by suppressing settlement and reducing earth pressure acting at a abutment. However, in the case of large-sized gravel, it is difficult to construct large-scale experimental equipments and samples. In addition, conservative abutment design is applied by applying internal friction angle φ = 30~35°conventionally without proper evaluation of stability and horizontal earth pressure affecting decision of standard section and stability in abutment design. In this research paper, the strength constants that can be applied to the design through the mechanical evaluation of the strength and settlement characteristics of the cement treated gravel used in the railway abutment. On the basis of this, the degree of internal friction angle and active earth pressure influence on the stability of abutment was evaluated. In the case of abutment, the behavior of the cement treated gravel was analyzed through Cyclic Loading Model Test and Full Scale Test. In case of cement treated gravel, the strength enhancement effect by cement increased about 13 times as compared with that of ordinary gravel after 28 days curing. Large Direct Shear Test results showed that the internal friction angle was 45°or more after 3 days of curing. The recovery elastic modulus of the cement treated gravel was measured to be about 3 times higher than that of the ordinary gravel. From the results of CBR, Large Triaxial Compression Test and Large Shear Direct Test, it is considered that the design constant of cement treated gravel can be applied at 45°. As a result of evaluating the long term earth pressure change and settlement characteristics of the cement treated gravel attached to the abutment backfill through the Cyclic Loading Model Test and the Full Scale Test, the earth pressure of about 80% or more was decreased compared to the initial earth pressure. It is considered that the earth pressure acting on the abutment is very small. Therefore, it is considered that the use of the cement treated gravel in the present abutment standard section will be advantageous in terms of maintenance. Based on the analysis of wheel - rail trains interaction between standard cross section of domestic high speed railway and UIC standard cross section, the results of train running analysis on the standard cross section show almost similar behavior in two cross sections. As a result of analysis of the train running, assuming the weakest track fault in the standard limit section of the domestic standard cross section, the reduction rate of the wheel off loading, the contact force of the rail, and the vertical acceleration of the vehicle were largely caused by the disorder of track. Stress was increased in cement treated gravel layer. Therefore, the track flatness due to the disorder of track can be a very important management criterion in the abutment connection part, so it is considered that careful management should be carried out. Finally, considering the strength characteristics of cement treated gravel, the external stability was evaluated for abutment sections assumed as direct foundation and pile foundation according to internal friction angle. As a result of the evaluation, stability of sliding, over turning, and bearing capacity increased, suggesting a more reasonable abutment design method. 교량-토공 접속부의 교대 어프로치블록 설치구간은 강성차이로 인하여 열차하중과 충격하중에 의하여 부등침하와 교대의 이동 등이 발생 가능성이 매우 높은 구간으로 대표적인 구조물 취약개소이다. 교대구조물보다 지지강성이 작은 교대 배면부에서의 토공부의 부등침하는 열차 주행안정성 및 승차감 저하의 주요 요인이 되고 있다. 교대에 접해져 있는 토공부는 시공적으로 충분한 다짐이 어려우며, 이로 인해 다짐불량 등으로 실제 설계 시 예상한 것보다 침하가 더 발생하여 장기적으로 노반 및 궤도 구조물에 파손이 발생한다. 이를 위해서 철도교대 설계에서는 배면부에 시멘트안정처리 자갈을 사용하여 침하억제와 교대에 작용하는 토압을 저감시켜 교대의 유동을 최소화 시키는 등 설계기준을 엄격하게 하고 있다. 그러나 입경이 큰 자갈의 경우 대형실험장비로 실험을 하여야 하기 때문에 합리적인 설계정수를 규명하는데 어려움이 있다. 현행 많은 설계자료를 검토해보면 교대설계에서 외적안정성과 단면에 영향을 주는 주동토압의 적절한 평가를 하지 않고 관행적으로 내부마찰각 φ=30~35°을 적용하고 있어 다소 보수적인 교대설계를 실시하고 있다. 이에 본 논문에서는 철도 교대에서 사용하고 있는 시멘트안정처리 자갈에 대한 강도와 침하특성 등 역학적 평가를 통해 설계에 적용할 수 있는 강도정수를 평가하고 이를 토대로 내부마찰각과 주동토압에 따른 교대 안정성에 어느 정도 영향을 주는지를 평가하였다. 또한 교대의 경우 침하 등의 문제가 발생할 수 있기 때문에 장기적인 토압변화와 침하 특성을 원형토조실험과 실대형실험 등을 통하여 시멘트안정처리 자갈의 장기적인 거동을 분석하였다. 시멘트안정처리 자갈의 경우 시멘트에 의한 강도증진 효과가 28일 양생 후 일반자갈에 비해 약 13배 이상 증가하였으며 대형직접전단시험과 대형삼축압축시험결과 3일 양생 후 45°이상의 내부마찰각을 보이는 것으로 평가되었다. 또한 시멘트안정처리 자갈의 회복탄성계수를 측정한 결과 일반자갈에 비해 약 3배 이상의 회복탄성계수가 증가하였다. 원형모형실험과 실대형실험을 통하여 교대 배면의 시멘트안정처리된 자갈에 대한 장기토압변화와 침하특성을 평가한 결과 초기토압에 비하여 약 80% 이상의 토압이 감소되어 교대에 작용하는 토압의 크기는 매우 작을 것으로 판단되어 현행 교대 표준단면에서 시멘트안정처리 자갈을 사용하는 것이 유지관리 측면에서 유리한 구조일 것으로 판단된다. 국내 고속철도 표준단면과 UIC 표준단면의 차륜-레일 열차상호작용해석을 토대로 국내 표준단면에 대한 열차주행 해석결과 두 개의 단면에서 거의 유사한 거동을 보이고 있는 것으로 나타났다. 국내 표준단면 궤도틀림 보수한계기준에서 가장 취약한 궤도틀림을 가정하여 열차주행 해석결과 궤도틀림에 따라 윤중감소율, 레일의 접촉력, 차량의 수직진동가속도가 크게 발생하였으며, 시멘트안정처리 자갈층에서 응력이 증가하였다. 따라서 궤도틀림에 의한 궤도평탄성은 교대접속부에서 매우 중요한 관리기준이 될 수 있기 때문에 면밀한 관리를 실시하여야 할 것으로 판단된다. 마지막으로 앞서 시멘트안정처리 자갈의 강도특성을 고려하여 내부마찰각을 45°로 적용하여 대상교대의 직접기초와 말뚝기초로 가정한 교대단면의 외적안정성을 평가한 결과 활동, 전도, 지지력의 안정성이 증가하여 보다 합리적인 교대설계 방안을 제시하였다.

THE HETEROEPITAXIAL GROWTH AND CHARACTERIZATION OF INDIUM PHOSPHIDE ON GALLIUM ARSENIDE SUBSTRATES

유충현 University of South Florida 1991 해외박사

Indium phosphide (InP) has received increasing attention due to its compatibility with long-wavelength electronic components, excellent transferred-electron effect, and strong radiation resistance. The fabrication of InP based devices on silicon is attractive in combining the optoelectronic and high mobility characteristics of III-V compounds with the high integration capabilities of silicon. Due to the large lattice mismatch (8%) between InP and silicon, the use of a gallium arsenide (GaAs) interlayer is advantageous in minimizing defects in heteroepitaxial InP on silicon substrates. Also, the metalorganic vapor phase epitaxial growth of III-V compounds using nonhydride sources has become increasingly important in reducing the hazard involved in handling highly toxic hydrides. The use of ethyldimethylindium (EDMIn) and tertiarybutylphosphine (TBP) for the growth of InP on GaAs has been investigated for the first time in this program. The growth of InP on GaAs was carried out under atmospheric pressure by employing a two temperature growth process with the initial growth at 400-420℃ followed by annealing at 600℃ and epitaxial growth at 500-550℃. The nucleation layer deposited at 400-420℃ from a TBP/EDMIn molar ratio of 75 without subsequent annealing was found to be single crystalline by xray diffraction. The single crystallinity of the epitaxial layers grown at 500-550℃ was established by x-ray and metallographic techniques. The deposited InP layers are n-type. The variation of the electron concentration with the TBP/EDMIn molar ratio suggests that the donors in the layers are associated with impurities in TBP. The heteroepitaxial InP layer on GaAs substrate has a threading dislocation density of approximately 2 x 108 cm-2. The low temperature photoluminescence spectra and the x-ray diffraction pattern indicate relatively good structural perfection of InP layers. A full width at half maximum of the excitonic peak of 4.94 meV was measured in the 4.4K photoluminescence spectrum from an InP layer of 1.1 μm thickness. Schottky diodes were fabricated from the heteroepitaxial InP layers: a barrier height of 0.7-0.9 eV and an ideality factor of 1.1-1.3 were determined. The deep level transient spectroscopy measurement on Au/n-InP Schottky diode indicated only one shallow electron trap.