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광 점퍼코드 ( OJC ) 보호용 미소 직경 복합재료 스프링 개발
윤영기(Young Ki Yoon),박성도(Seong Do Park),이연수(Yeon Soo Lee),윤희석(Hi Seak Yoon),이우일(Woo Il Lee) 한국복합재료학회 2002 Composites research Vol.15 No.4
미세 직경을 갖는 복합재료 나선형 스프링 (CS)가 광점퍼코드(OJC)를 보강하기위한 매체로써 개발되었다. 이 스프링의 외경은 약 2 ∼ 3㎜로써 광점퍼코드에 갑작스런 측면 하중으로부터 광섬유의 손실을 막기위해 삽입 보강할 수 있도록 제작되었다. 섬유 형태 (Y-type)와 밴드형태 (B-type)의 복합재료 스프링이 제작되어 그 효과를 비교하였다. 측면 하중에 대한 기계적 특성은 동일 직경의 금속 스프링 및 일반 광점퍼코드의 물성치와 비교하여 제시하였다. 실험 결과로부터 복합재료 스프링이 보강된 광점퍼코드의 경우 굽힘에 대한 높은 저항력을 지니고 있음에 따라 광섬유의 내부손상에 의한 광 손실의 감소률이 낮음을 알 수 있었다. 얻어진 주요 결과들은: ⑴ Y-type의 CS의 경우 B-type과 비교하여 높은 측압 저항력을 지님을 알 수 있었다. ⑵ 일반 OJC와 비교하여 CS-OJC의 경우 광 손실이 현격히 낮음을 알 수 있었다. ⑶ 일반 스프링의 측압 하중시의 응력 분포 형태를 제시하였으며, 실험으로부터 얻어진 결과로부터 복합재료 스프링이 보강된 광점퍼 코드의 경우 매우 높은 구조적 안정성을 보임을 알 수 있었다. Small diameter composite helical springs (CS) are developed using a hot plated mold for reinforcement of common optical fiber jumper cord (OJC). The outer diameters of the springs are about 2 ∼3㎜. These springs are inserted into the OJC to protect the damage of an optical fiber from the sudden lateral load. T재 types of CS, Yarn type (Y-Type) and Band type (B-type), are manufactured to compare the effectiveness for the damage protection. The experimental works were conducted to check the effect of the CS covered around OJC on the mechanical and optical properties. Experimental observations show a considerable effect on the flexural resistance, hence slowing down the deterioration of the optical power by the internal damage of the fiber. Obtained main results are as follows: ⑴ Y-type CS has better protection abilities to lateral loading than B-types. ⑵ Compared with bare OJC, CS-OJC has less power loss under the loading. ⑶ OJC covered with the composite coil spring has a possibility for a practical usage with full fruits.
류영돈(Young-Don Ryou),이진한(Jin-Han Lee),윤영기(Yung-Ki Yoon),임호석(Ho-Seok Lim) 한국가스학회 2014 한국가스학회지 Vol.18 No.5
매설배관의 부식위험성을 최소화하고 음극방식의 효율극대화를 위해 다양한 비굴착 간접검사기법들이 수십 년 전부터 이용되고 있으며, 미국에서는 굴착을 통한 매설배관 외면부식 직접평가법을 CFR 코드에서 규정하고 있다. 국내의 경우에는 도시가스사업법 관련 4개의 기준(KGS Code)에서 배관의 손상여부를 측정할 수 있는 장비를 이용하여 배관의 상태를 점검, 측정하고 이상부위에 대하여 누출검사를 한 경우 매설배관의 기밀시험을 한 것으로 보고 있을 뿐 배관외면부식 직접평가에 대한 규정은 없다. 본 논문에서는 미국, 영국 등 국외의 매설배관 건전성 관리 기준 및 방법을 조사하고, 국내의 매설배관 방식관리 실태 및 피복손상탐지 장치 이용실태 등을 조사한 후 국내 실정에 맞는 매설배관 외면부식 직접평가법을 제시하였다. 본 논문에서 제시한 매설배관 외면부식 직접 평가법은 국내에서 중압배관의 정밀안전진단 제도를 도입하는데 기초 자료로 활용되었다. To minimize the risk of corrosion on buried pipeline and to maximize the efficiency of cathodic protection, various indirect inspection techniques have been used for decades. In the United States, 49 CFR has regulated the external corrosion direct assessment for buried pipelines. In Korea, there is no provision for external corrosion direct assessment but there is only, according to the KGS Code, provision that if the survey of the defects of buried pipeline and the leakage test for the pipe were conducted, it is deemed to leakage inspection. We, therefore, have suggested external corrosion direct assessment method appropriate to domestic status through the survey of the regulations and standards of UK and the USA and the investigation of domestic situation on coating damage detection method. The proposed external corrosion direct evaluation method was used as the basis when introducing the precision safety diagnosis regulation for the medium-pressure pipe in Korea.
화이버 가스 센서 제작 및 NOx 가스 검출 특성 분석
손주형,김현수,윤영기,장경욱,Son, Ju Hyeong,Kim, Hyun Soo,Yoon, Young Ki,Jang, Kyung Uk 한국전기전자재료학회 2019 전기전자재료학회논문지 Vol.32 No.5
In this study, we produced a light, flexible, wearable gas sensor by depositing MWCNTs (Multi-walled Carbon Nanotubes) into nylon. MWCNTs are widely used as a gas sensor material due to their excellent mechanical, electrical and physical characteristics. We produced a gas sensor to detect NOx gases by depositing nylon yarn in a MWCNT solution. The MWCNT solution was made by mixing 3 mg MWCNT in 5 ml of ethanol. Nylon yarn was placed in the manufactured solution and ultrasonic waves were applied using an ultrasonicator for 3 h, resulting in MCWNT deposition. The MWCNT-deposited nylon yarn was dried at room temperature for 24 h. The MWCNT-thin-film-coated nylon yarn was masked 1 mm apart, and gold was then deposited on the masked nylon yarn to create the gas sensor. The sensor then was installed in a chamber with a controlled atmospheric environment and exposed to NOx gas. The changing signal from the sensor was amplified to analyze its gas detection characteristics.
저가습 고온 고분자 연료전지용 유-무기 복합막에 관한 연구
최영우(Choi, Young-Woo),김미내(Kim, Mi-Nai),임성대(Lim, Sung-Dae),박석희(Park, Seok-Hee),윤영기(Yoon, Young-Gi),양태현(Yang, Tae-Hyun),김창수(Kim, Chang-Soo),남기석(Nam, Ki-Sook) 한국신재생에너지학회 2010 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.06
최근 고온에서 사용 가능한 PEMFC용 고분자전해질 막 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. PEMFC가 고온에서 작동하게 되면 높은 성능과 많은 장점을 갖게 된다. PEMFC를 100?C 이상에서 운전하게 될 경우 백금 전극 반응을 향상시켜 고가의 백금 촉매 양을 줄일 수 있게 되고, 수소연료 속에 미량 포함된 CO에 의한 촉매표면 피독현상에 대한 내구성을 높일 수 있어 저 순도 수소연료 사용이 가능해 진다. 또한 가습장치와 수소 연료 개질장치의 부피를 줄일 수 있게 되어 전체적인 PEMFC 시스템이 단순화 된다. 현재 연료전지용 고분자 전해질막으로 DuPont사의 과-불소계 고분자 전해질막인 Nafion^{(R)}이 가장 널리 사용되고 있다. Nafion^{(R)}은 유연한 분자구조 안에 소수성이 강한 주사슬과 친수성을 나타내는 술폰산이 결합된 곁사슬이 존재하여 술폰화 곁사슬의 클러스터 둘레에는 친수성 영역이 형성이 되기때문에 소수/친수 상 분리가 잘되어 이온 클러스터 형성이 용이하지만 제조비용이 높은 단점을 갖고 있다. 특히, 전해질 막내에서 Bronsted base 역할을 하는 물에 의해 이온전도가 이루어지기 때문에 고온에서는 수분증발로 인해 성능이 급격히 감소된다. 따라서, 본 연구에서는 고온 저가습 조건에서 운전이 가능하고 Nafion이 갖는 문제점을 해결하고자, 내열특성이 뛰어나며 높은 수소이온 전도도 학보가 용이한 Sulfonated Poly(aryl ether)sulfone(SPAES) 고분자 전해질에, 고온에서도 수화성이 유지될 수 있도록 지르코니아를 황산화한 sulfated zirconia(s-ZrO₂)를 함침하여 복합 고분자전해질막을 제조하여 고온 저가습 조건에서의 수소이온 전도 특성에 관한 연구를 수행하였다. 개발된 막의 물리/화학적 특성은 water content(Wup%), 이온교환 용량(IEC, meq g^{-1}), 수소이온전도도(s cm^{-1}) 열 중량 분석(TGA), X선 회절분석(XRD) 등을 통하여 분석 및 관찰하였다. 내화학 및 열적 특성분석 결과, 황산화 반응공정으로 ZrO₂에 술폰산기가 안정적으로 결합하고 있음이 관찰되었으며, 본 연구에서 개발된 유 무기 복합막이 250?C이상 열적안정성을 확보하고 있는 것으로 판단되었다. 100?C 이하의 저온 영역에서, 일정 비율의 s-ZrO₂/SPAES막에서 이온교환용량(IEC)이 순수 SPAES 막보다 낮음에도 불구하고, water uptake가 증가함과 동시에 수소이온 전도도가 향상된 것을 관찰하였다. 또한, 고온에서는 수소이온이 자유롭게 이동할 수 있는 water channel을 형성하는 free water는 증발 하지만 s-ZrO₂와 SPAES의 술폰산기 사이에 강력하게 결합하고 있는 bound Water는 100?C 이상의 고온 영역에서도 존재하여, 비록 무가습 조건에서도 일정 비율의 s-ZrO₂/SPAES50 전해질 막의 경우, 높은 전도도를 나타냄을 관찰할 수 있었다. 따라서 본 연구를 통해 저가습 고온 적용을 목적으로 개발된 s-ZrO₂/SPAES50막은 우수한 내열 특성을 나타냄과 동시에 저가습 고온 영역(120?C, 50RH{downarrow})에서 높은 수소이온 전도도를 유지하여, 고온 저가습 연료전지 운전에 적합할 것으로 사료된다.
전기투석을 이용한 분리막 담수화 공정 배출 농축수의 이차 농축기술
문정기,박광석,유윤기,윤영기,Moon, Jeong-Ki,Park, Kwang-Seok,Yoo, Yoon-Ki,Yun, Young-Ki 대한기계학회 2013 대한기계학회 논문집. Transactions of the KSME. C, 산업기술과 혁신 Vol.1 No.1
역삼투막을 이용한 해수담수화 공정에서 발생되는 농축수의 최소방류 및 회수율 극대화를 위한 공정으로 전기투석을 이용한 농축수의 이차 농축기술 연구를 수행하였다. 실험방법은 정전압운전 방식을 채용하였으며, 농축/탈염조의 용량비율, 전압별 변화 및 전해질을 농축수로 활용시 등에 대한 검토를 수행하였다. 사용한 막은 다가이온막을 채용하였으며, 전력효율을 최소화하며, 농축수의 농도를 극대화 및 탈염수의 농도를 최소화할 수 있는 조건 도출을 목표로 삼았다. 실험결과 농축/탈염조의 비율은 1대 5의 비율이, 전압의 경우 12V로 전해질의 경우 농축수를 이용시에도 효율에는 큰 차이가 발생하지 않았다. 이와 같은 실험조건에서 도출된 최적조건으로는 탈염수의 총용존고형물 농도가 5.32g/l, 이차 농축수의 염도는 17.07%이며 전력량은 탈염수 톤당 16.74kWh로 나타났다. This study is about the secondary concentration technology using electrodialysis process for minimum discharge and maximize recovery ratio from seawater desalination by reverse osmosis process. The experimental method adopted the constant voltage driving method and, concentrated/desalination volume capacity ratio changes, voltage changes and electrolyte types. Multi-ion membrane is used, aiming to derive conditions to minimize the TDS concentration of desalination water, to minimize the volumes of secnodary concentraion water and minimizing the power efficiency. The results of this study are as follows. The optimal ratio of concentraion/desalination volume is 1:5, the final TDS concentration of desalinated water is 5.32g/l, the final secnodary concentrated water salinity is 17.07% and electric energy demands of desalinated water is $16.74kWh/m^3$.