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${CO}_2$ gas및 공기중에서 피치계 탄소섬유의 산화거동
노재승,서동수,No, Jae-Seung,Seo, Dong-Su 한국재료학회 1997 한국재료학회지 Vol.7 No.2
Two-types of carbon fiber, anisotropic- and isotropic- pitch based, were expose to isothermal oxidation in air and $CO_{2}$ gas and the weight change rates was measured by TGA apparatus. Thc oxidation rate was laster in air than in $CO_{2}$ gas, and the oxidation rare of isotropic T- 101s liher was over 23 9 times faster than that of anisotropic HM-60 filler at $600^{\circ}C$ in air. The activation energy was 36-56 Kcal/mole at lower temperature range and 6- 13 Kcal/molc at higher temperature range. It was higher that the transition temperalure 01 reaction zone(zone 1. 2, :i) of 11M-GO fiber than that of T-101s fiber, and it was higher in $CO_{2}$ gas than in air. From SEM observation, it Lvas found that the oxidation of carbon fibers was progressed through the imperfection. 이방성과 등방성을 갖는 두 종류의 피치계 탄소섬유를 TGA장치를 이용하여 $CO_{2}$gas와 공기중에서 등온산화반응을 실시하였다. $CO_{2}$ gas보다 공기중에서의 산화가 훨씬 빠르게 일어났으며, $600^{\circ}C$공기중에서 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 $CO_{2}$ gas분위기에서 더 높게 나타났다. SEM으로 관찰된 표면상변화로부터 탄소섬유의 산화반응은 섬유의 결함을 따라 진행된다는 것을 알 수 있었다.
$\textrm{CO}_2$ gas를 이용한 탄소섬유의 활성화(I)-탄소섬유의 활성화 과정
노재승,서동수,No, Jae-Seung,Seo, Dong-Su 한국재료학회 1998 한국재료학회지 Vol.8 No.2
등방성 피치계 탄소섬유를 Co$_{2}$gas중에서 등온산화시켜 활성탄소섬유를 제조하였다. 산화된 섬유의 비표면적은 BET장치를 이용하여 측정하였다. Burn-off가 증가하여도 반응속도는 크게 감소하지 않았으며, 80$0^{\circ}C$와 90$0^{\circ}C$에서 산화된 섬유의 비표면적은 40%-60%의 burn-off에서 급격히 증가하다가 60%이상에서 감소하였다. 110$0^{\circ}C$에서 산화된 시편은 40%이상 burn-off되어도 비표면적은 크게 증가하지 않고 60%를 지나서도 계속해서 표면적이 증가하는 현상을 나타내었다. 100$0^{\circ}C$에서 60.4%의 burn-off가 일어난 산화섬유의 비표면적은 3,614$m^2$/g로 가장 큰 값이 얻어졌다. 등방성 탄소섬유는 미세한 흑연결정립들이 무질서한 배향을 하고 있으며, 미세기공벽으로 작용할 수 있는 결정립층이 많기 때문에 활성탄소섬유 제조를 위한 원료로 적합하다고 판단된다.
논문 : IG-11 원자로용 흑연의 열방사 특성에 미치는 표면 거칠기의 영향
노재승 ( Jae Seung Roh ),서승국 ( Seung Kuk Seo ),김석환 ( Suk Hwan Kim ),지세환 ( Se Hwan Chi ),김응선 ( Eung Seon Kim ),김혜성 ( Hye Sung Kim ) 대한금속재료학회(구 대한금속학회) 2011 대한금속·재료학회지 Vol.49 No.7
This paper reports the relationship between the surface roughness and thermal emissivity of graphite (IG-11) in nuclear reactors. The roughness was controlled by changing the oxidization time, resulting in 0, 6, and 11% losses of mass. The levels of roughness were 0.40, 0.72 and 1.09㎛ for the weight loss of 0, 6 and 11%, respectively. The binders and graphite fillers were found to have sequentially oxidized with a higher thermal emission for the highly oxidized sample, but with a lower emission when measured at a higher temperature. Our study suggests a method for predicting the thermal emission rate of graphite in a nuclear reactor based on roughness measurement.
노재승(Jae-Seung Roh),안재상(Jai-Sang Ahn),김범준(Beom-Jun Kim),전호연(Ho-Yeon Jeon),서승국(Seung-Kuk Seo),김석환(Suk Hwan Kim),이상우(Sang-Woo Lee) 한국표면공학회 2009 한국표면공학회지 Vol.42 No.2
This study is the research on the thermal emissivity depending on the bulk graphite’s alignment degree. Bulk graphites were manufactured by uni-axial pressing and subsequent heat treatment of natural graphite flakes with organic binder. The samples were prepared to be 0° (relative to the 002 c-face), 45°, and 90° (relative to the 100 a-face) for measuring alignment degree. The alignment degree of the sample was measured by XRD. The thermal emissivity was measured by infrared thermal image camera at 100oC and compared with the value obtained by Infrared spectroscopy. The alignment degree and thermal emissivity of 0° sample were measured to be 0 and 0.70 respectively. And those of 90° sample were 0.73 and 0.80 respectively. The emissivity value was correlated with obtained by IR spectroscopy. Therefore it was considered that the thermal emissivity of the bulk graphite is correlated with the alignment degree.
노재승 ( Jae Seung Noh ),오정주 ( Jungjoo Oh ),유석철 ( Seokcheol Yu ),유영지 ( Yeong Ji Yu ),김경란 ( Kyung Ran Kim ),김유용 ( Yu Yong Kim ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.2
경운기는 1960년대 이후 도입되어 가장 오랫동안 사용되고 왔고, 2017년 현재 56만 7천대로 주요 기종(트랙터,콤바인,이앙기) 중 가장 많이 보급된 기종이다(농업기계 보유현황, 2017). 경운기 사고는 농업기계농작업 사고의 50%, 교통사고의 34.6%를 차지하고 있다(농업기계 관련 농업인손상실태, 2017). 농작업 사고의 64.3%는 운전자 부주의 및 운전미숙, 교통사고의 대부분은 운전자 부주의 및 교통법규위반 등 대부분 인적요인에 의해 발생하고 있다(재난연감, 2017). 경운기 안전교육을 위하여 가상현실을 이용한 시뮬레이터가 개발되었다. 개발된 시뮬레이터는 손 및 손가락의 동작을 인식하기 위해 3D 적외선 카메라를 이용하였으나 카메라의 인식범위를 벗어나면 위치 및 움직임을 추적하지 못하는 문제가 있었으며, 주클러치 레버 등을 손가락으로 인식하는 오류도 발생되었다. 이 문제를 해결하기 위해 트래커(Tracker)를 이용한 동작추적 센서를 이용하였다. 트래커를 이용한 동작추적 센서는 대부분 손의 절대 방위를 표현하기 위해 지자기 센서가 포함된 IMU(Inertial Measurment Unit) 센서를 사용하고 있다. IMU 센서가 내장된 동작추적 센서를 사용하는 경우 철과 같은 금속이 있는 영역의 근방에 손이 위치할 경우, 금속에 의한 자기장의 영향으로 인식된 손의 디지털 형상이 왜곡되는 문제가 발생하였다. 본 연구는 위의 문제점들을 해결하기 위해 손의 절대 방위를 표현하기 위한 지자기 센서를 이용하지 않더라도 손의 위치 및 움직임을 정확히 추적하고, 손가락의 동작을 4가지 움직임으로 표현함으로써 가상현실 기반 주행형 농업기계의 안전교육에 최적화시킨 센서를 개발하기 위해 수행되었다. 손 동작 추적 센서는 직물(Fabric) 재질의 장갑, 트래커, 트래커를 장갑에 고정부, 장갑의 검지 및 중지에 배치되어 손가락의 움직임을 감지하는 구부림 센서(Flex sensor) 및 구부림 센서의 값을 측정하는 마이크로 컨트롤러, 데이터를 무선 전송 및 수신하는 통신 모듈로 구성되었다. 수신된 손가락 데이터를 0과 1사이로 캘리브레이션 및 손의 위치를 보정하는 알고리즘이 개발되었다. 개발된 시스템은 경운기 시뮬레이터의 교육 및 체감형 장비로 사용될 수 있을 것으로 판단된다. 또한 향후 가상현실 기반의 제품에 다양하게 사용할 수 있을 것으로 판단된다.
HMD와 3D 카메라를 이용한 영상결합 증강현실 영상출력 연구
노재승 ( Jae Seung Noh ),김유용 ( Yu Yong Kim ),신승엽 ( Seung Yeob Shin ),이정민 ( Jeong Min Lee ),황성준 ( Sung Jun Hwang ),김병인 ( Byoung In Kim ),홍순중 ( Sunjung Hong ) 한국농업기계학회 2016 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.21 No.2
가상현실 시뮬레이터는 자동차, 항공기 등과 같은 운송수단에 대한 시뮬레이션 및 훈련 시스템으로 개발 운용되어왔으나 점차 교육과 지식전달을 위한 도구로 활용되고 있다. 증강현실(augmented reality)기술은 사용자가 눈으로 보는 현실세계에 가상 물체를 겹쳐 보여주는 기술로서 실사 영상에 3차원 가상영상을 겹침(overlap)으로써 현실감과 부가정보를 제공한다. 경운기 시뮬레이터는 가상현실에서 운전조작 장치를 조작하여 운행을 하므로 HMD(helmet mounteddisplay)만 착용하는 경우 조작장치를 볼 수 없다. 따라서 본 연구는 HMD를 착용한 상태에서 운전조작 장치를 원활하게 조작할 수 있도록 3D카메라를 설치하여 증강현실 영상을 출력하기 위해 수행되었다. 증강현실 영상출력을 하기 위해서 다음과 같이 시스템을 구성하였다. 영상입력을 하는 3D 카메라(Ovrvision Pro, Osaka, Japan)를 HMD 정면에 부착하여 운전자가 보는 전방시야의 영상수집을 하고 가상현실 개발에 많이 이용되고 위치 트래킹 기능이 있는 HMD(Oculus lift DK 2, California)를 통해 현재 위치 및 가상현실의 영상 정보를 수집하도록 한다. 포지션 트래킹은 HMD의 절대 위치를 기준으로 트래킹을 하므로 운전자의 전방시야의 위치에 맞게 트레일러에 고정시키도록 하였다. 이 시스템은 3D카메라에서 나오는 경운기 조작부의 영상과 현재위치의 가상현실을 결합하여 HMD에 출력하기 위한 영상결합 알고리즘을 구성하였다. 핸들과 운전자 손 영상만을 획득하기 위해 운전석 전방과 좌우 측면의 크로마(chroma)를 설치하여 영상을 획득하고 획득된 영상을 크로마키(디지털 그린) 처리하였다. 또한 크로마키 처리된 핸들과 손 영상이 가상현실의 적정 위치에 결합되도록 프로그램 실행 시 키보드를 이용하여 전후좌우상하 위치를 조절할 수 있게 하였다. 3D카메라로 수집한 경운기 조작부의 영상모습과 크로마 처리된 가상현실의 영상을 합성하여 증강현실을 구축하고 HMD를 착용한 상태에서도 경운기 모의 운전조작 장치 조작이 가능하였다. 이 영상출력장치는 경운기 운전미숙자에게 교육 및 다양한 감각을 자극할 수 있는 체감형 장비로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.