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적층된 Inconel 625 의 기계적 표면강화처리에 따른 수소취화 특성 분석
백승호(S. H. Baek),허산산(S. S. He),박준필(J. P. Park),장문석(M. S. Jang),백동현(D. H. Back),이동훈(D. H. Lee),이재선(J. S. Lee),박상후(S. H. Park) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
지구온난화, 이상기후 등 환경오염의 부정적인 영향으로 인하여 화석에너지를 대체하기 위한 수소 에너지에 대한 관심이 높아지고 있으며, 자동차, 저장용기 등 산업 각계에서 수소를 사용하기 위한 기초기술개발이 요구되고 있다. 그러나 금속이 수소에 노출될 경우 수소 취성을 정도의 차이만 있을 뿐 필연적이며, 수소취성으로 인하여 금속 재료의 연성이 감소하기 때문에 현재 수소환경에서 금속 재료의 사용은 제한이 많은 상태이다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 적층 제조와 기계적 표면 강화를 이용한 표면처리 방법인 UNSM (Ultrasonic Nanocrystal Surface Modification)을 이용하여 수소취화를 억제하고자 하였다. UNSM 이란, 초음파로 진동하는 혼을 이용하여 소재의 표면을 타격하여 표면을 강화하는 공정으로, 표면조도 개선, 결정구조 미세화, 표면 경도 증가 등의 효과가 있다. 특히, 결정구조 미세화는 수소분자의 침투를 억제하여 수소취화를 방지할 수 있다. 구체적으로 본 연구에서는 기계가공 및 적층제조된 Inconel 625 소재에 UNSM 표면처리를 한 후 한국 가스안전공사의 가스 수소 장입장치를 이용하여 수소압 70 MPa 환경에서 2 주간 수소를 장입하였을 때의 수소취성 특성을 SSRT (Slow Strain Rate Test) 실험, 마이크로 경도, SEM, 파단면 문석등을 이용하여 비교하였다. 결과적으로 UNSM 표면처리를 수행할 경우 기계 가공한 시편의 경우 강도가 2, 연성이 8% 증가하였으며, 적층제조된 시편에 대해서는 강도가 1%, 연성이 3% 증가하는 등 UNSM 표면처리가 수소취화 억제에 효과가 있음을 확인하였다. 향후 수소취화량에 따른 UNSM 처리의 효과 및 수소취화 상태에서의 다양한 물성들을 확인하고 이를 기계부품 설계에 적용할 예정이다.
Hopper형 SMX 구조를 이용한 마이크로-메소 혼합기 혼합 효율 향상에 관한 연구
백승호(S. H. Baek),양정호(J. H. Yang),강동석(D. S. Kang),하철우(C. W. Ha),심용식(Y. S. Sim),강동환(D. H. Kang),최평호(P. H. Cho),박상후(S. H. Park) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
현대산업에서 필요로 하는 다양한 화학물질의 효과적인 합성을 위해서는 물질을 균일하게 섞는 것이 필수적이다. 종래의 중화학 공업에서는 이러한 혼합 공정을 위하여 화학물질이 담긴 거대한 용기에 블레이드 등을 이용해서 혼합을 수행하는 회분식 구조를 사용하였다. 이러한 회분식 혼합기는 낮은 안정성 및 효율성, 거대한 설치 공간, 낮은 확장성 등 다양한 단점으로 인하여 높은 안정성 및 효율성, Lab-scale 의 설치공간, 높은 확장성, 공정관리의 용이성 등 다양한 장점을 가진 마이크로-메소 혼합구조가 제안되고 있다. 대부분의 마이크로-메소 혼합구조는 수십 μm-mm 수준의 유로폭을 가지는데, 외부 동력 없이 좁은 유로에서 효과적인 혼합을 수행하기 위하여 기존의 연구에서는 1) 유동의 분기 및 통합, 2) 장애물 설치를 통한 난류 유도의 크게 두 가지 방법을 사용한다. 구체적인 구조 형상은 유동 조건의 Reynolds 수와 적용 유로에 따라 달라지는데, SMX 구조의 경우 교차하는 판의 단순한 형상을 이용하여 넓은 범위의 Reynolds 수와 유로 폭에서 적용이 가능하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 유동 방향과 수직 방향의 축을 기준으로 회전시킨 판으로 구성된 SMX 구조에 중심에서 떨어진 각 판을 유로 방향을 축으로 하여 회전시킨 구조를 통하여 일종의 Hopper 화 같은 형상을 구현하여 기존의 단순한 SMX 구조에 비해 유동의 통합 강화하여 혼합 성능을 향상시키고자 하였다. 제시한 Hopper 형 SMX 구조의 혼합 성능을 상용 자유 표면 유동 유한요소해석 프로그램인 Flow-3D 를 이용하여 해석적으로 평가하였으며, 일반적인 SMX 구조와 혼합 성능을 비교하여 우수한 성능을 보임을 확인하였으며, 추후 실험적으로 검증할 예정이다.
UniSQL에 의한 FONASSE 메타 모델의 설계 및 구현
백승호(S.H. Baek),배명남(M.N. Bae),최동운(D.O. Choi),양재동(J.D. Yang),최완(W. Choi) 한국정보과학회 1994 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.21 No.2A
OMT는 CE사에서 개발된 객체 지향 소프트웨어 개발 방법론이며, FONASSE(FOur-dimension NAvigation Spaceship for Software Engineering) 모델은 OMT 소프트웨어 개발 환경에서 발생하는 다양한 설계 정보들과 이들 사이의 관계성들을 효과적으로 모델링하기 위한 데이타 모델이다. 본 논문에서는 이 모델을 사용하여 소프트웨어를 개발하는 과정에서 생성되는 여러 형태의 설계 정보들을 객체 지향 데이타베이스 관리 시스템인 UniSQL에 일관되게 저장 · 관리하는 방법을 설명한다. 이를 위해 각 설계 정보를 저장하기 위한 내부 저장 모델과 설계 객체들간의 관계를 명확하게 표현하기 위한 FONASSE 메타 모델을 정의하였다.