• Corrosion Science and Technology
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• 제4권4호
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• pp.121-129
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• 2005

Basic design concept of the future steel structure requires environmental compatibility and maintenance free capability to minimize economic burdens. Recent trends in alloy design for advanced weathering steel include addition of various alloying elements which can enhance formation of stable and protective rust layer even in polluted urban and/or high $Cl^{-}$ environment. The effects of Ca, Ni, W, and Mo addition on the corrosion property of Ca-modified weathering steel were evaluated through a series of electrochemical tests (pH measurement and electrochemical impedance spectroscopy: EIS) and structural analysis on rust layer formed on the steel surface. Ca-containing inclusions of Ca-Al-Mn-O-S compound are formed if the amount of Ca addition is over 25 ppm. Steels with higher Ca content results in higher pH value for condensed water film formed on the steel surface, however, addition of Ni, W, and Mo does not affect pH value of the thin water film. The steels containing a high amount of Ca, Ni, W and Mo showed a dense and compact rust layer with enhanced amount of ${\alpha}-FeOOH$. Addition of Ni, W and Mo in Ca-modified weathering steel shows anion-selectivity and contributes to lower the permeability of $Cl^{-}$ ions. Effect of each alloying element on the formation of protective rust layer will be discussed in detail with respect to corrosion resistance.

• Korea-Australia Rheology Journal
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• 제16권3호
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• pp.109-115
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• 2004

Comparisons in shear behaviour are made between aqueous suspensions of a laterite ore and aqueous suspensions of pure goethite ($\alpha$-FeOOH), following prior papers in which the rheologies of the two mineral suspensions were characterized individually. Drawing comparisons is appropriate because the ore sample was about 65% goethite and it was originally thought that the pure goethite might serve as a model of the more complex laterite. Viscosity measurements of the two suspensions show that, at the same solids fraction, the goethite suspensions were more viscous by an order of magnitude, even though the goethite particles had much smaller aspect ratios. Similarly, yield stresses for the goethite suspensions were at least an order of magnitude higher. The most significant difference was in transient behaviour. Time-dependent effects were investigated by subjecting a fluid to a step change or a ramp sequence in shear rate, and measuring the resulting shear stress over time. In most cases, transient behaviour could not be detected in the goethite suspensions, whereas stresses in the laterite suspensions relaxed over periods of order 10 seconds. The disparate results indicate that a goethite suspension is a poor model of a laterite slurry.

• 한국세라믹학회지
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• 제11권2호
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• pp.22-30
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• 1974

This study was carried out to investigate the species of iron compounds in kaolin mineral and the bonding relation between the major kaolin and its subordinate iron compound existing as incidental mineral in common clay by means of chemical composition, X-ray diffraction, thermal differential and thermogravimetrie analysis for the application of clays in the field of ceramic raw material. The domestic clay are produced abounduntly in many places, but San-Cheong kaolin, Chu-An clay, and Yeong-Am clay were selected as samples in this experiment because of their frequent utilization in porcelain industry. Two kinds of samples with low and high iron content are picked up respectively from the place of production and elutriated under two micron size to determine the properties and concentration of iron compound very fine particles or colloidal substance of low crystalline grade. Therefore, hydrothermal treatment in autoclave was conducted considering the existence of low crystalline grade of iron compounds known as an amorphoue state in X-ray diffraction pattern furthermore, de-iron treatment of hydrothermal compound was done in order to identify the related iron compound before and after hydrothermal reaction and iron compound which is one of the samples was synthesized for the determination of their compounds state in more detail. The obtained results in this study are as follows: In San-Cheong kaolin, Chu-An clay and Yeong-Am clay 1) It is proved that species accompanying iron compound is $\alpha$-FeOOH form. 2) Iron compound is composed of very fine particles or colloidal substance. 3) The iron substance encircles the fine parts of clay minerals under 2 micron and acts as cementizing agent.

• 한국광물학회지
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• 제22권3호
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• pp.177-189
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• 2009

철 (산수)산화물은 높은 반응성과 큰 비표면적 등의 특성을 갖는 이차광물로서 환경관련 산업이나 연구에서 무기 및 유기 오염물질들을 효과적으로 제거할 수 있는 수착제로 널리 활용되어 오고 있다. 이러한 철 (산수)산화물들 중에서 침철석(${\alpha}$-FeOOH)은 지중에서 가장 많이 분포하고 안정된 광물로 알려져 있다. 본 연구에서는 이러한 침철석을 이용하여 비소를 제거하는데 있어서 주요한 기작인 흡착반응에 대하여 알아보았다. 순수한 침철석을 얻기 위하여 실험실에서 합성하였으며, 침철석의 다양한 광물학적, 물리화학적 특성들을 분석하여 비소와의 흡착반응을 해석하는데 이용하였다. 그리고 비소의 화학종별 침철석에 대한 흡착특성을 비교하기 위하여 흡착 등온식을 얻기 위한 평형흡착실험, pH에 따른 흡착실험, 흡착반응속도 실험 등을 수행하였다. 합성된 침철석의 영전하점(point of zero charge, PZC)은 7.6으로 다른 철 (산수)산화물들에 비해서 상대적으로 약간 높은 값으로 측정되었다. 침철석의 비표면적은 $29.2\;m^2/g$으로 다른 철 (산수)산화물들에 비해 비교적 낮게 나타나서 흡착력이 다소 떨어질 것으로 예상되었다. 침철석에 대한 친화도는 3가 비소(아비산 이온)가 5가 비소(비산 이온)보다 훨씬 더 커서 동일한 pH 조건에서 3가 비소가 5가 비소보다 침철석에 많이 흡착되는 것으로 조사되었다. pH에 따른 비소 화학종별 흡착특성을 살펴보면 3가 비소는 중성의 pH 범위(7.0~9.0)에서 가장 높은 흡착을 보였으며, 산성 또는 염기성 pH 조건에서는 흡착량이 크게 감소하는 것으로 나타났다. 5가 비소의 경우에는 낮은 pH 조건에서 가장 흡착이 잘 일어났으며 pH가 증가함에 따라서 흡착은 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 거시적인 현상은 pH에 따라서 각 비소종의 화학적 존재형태와 침철석의 표면 전하가 변하기 때문에 발생하는 정전기적인 작용에 의한 것으로 생각된다. 침철석과 비소와의 흡착반응속도를 가장 잘 모사하는 반응속도 모델은 parabolic diffusion 모델인 것으로 평가되었으며, 회귀 분석 결과 5가 비소가 3가 비소보다 반응속도상수가 크게 나타났다.

• 한국토양비료학회지
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• 제36권4호
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• pp.210-217
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• 2003

산화물에 대한 카드뮴의 흡착특성을 모사하기 위하여 토양에 존재하는 대표적 산화광물인 침철광과 석영을 대상으로 회분형 카드뮴 흡착실험을 수행하였다. 토양 광물에 대한 카드뮴의 흡착을 예측하기 위해 기존의 경험적 흡착모델 대신 표면착물 모델을 적용하였다. 모델을 검증하기 위하여 카드뮴의 흡착에 영향을 미치는 pH, 중금속 농도, 산화물 농도 및 이온강도 등의 인자를 조절하며, 다양한 조건하에서 회분형 흡착실험을 수행하였다. 실험결과, 카드뮴의 농도가 증가함에 따라 pH에 따른 흡착 곡선은 알칼리 쪽으로 평행하게 이동하였다. 흡착 실험으로부터 계산한 50%의 카드뮴이 흡착되는 pH인 $pH_{50}$은 합성 침철광이 5.25로 석영의 7.83에 비해 매우 낮아 카드뮴에 대한 표면 결합력이 석영에 비해 합성 침철광이 우세함을 시사하였고 이는 모델의 모사 결과와도 잘 부합하였다. 또한 배경전해질로 사용한 $KNO_3$의 이온강도는 카드뮴의 흡착에 영향을 미치지 않았다. 따라서 카드뮴은 산화광물 표면에 내부이온흡착 메커니즘에 의하여 흡착되는 것으로 판단할 수 있었다.