화염가수분해증착(FHD : Flame Hydrolysis Deposition)공정으로 평면형 광수동소자를 구현하기 위한 1050$^{\circ}C$의 저온에서 실리카(silica)막을 형성하였다. 본 연구는 실리카 막을 저온에서 형성하기 위하여 B, P 의 함량을 증가시키면서 고밀화 온도 변화 및 고밀화 분위기에 따른 미세구조의 변화 등 고밀화 영향과 광학적 특성을 관찰하였다. He 분위기에서 고밀화한 경우 적정 고밀화 온도를 1050$^{\circ}C$까지 낮출 수 있었고, 그 결과 표면조도(Surface Roughness)가 5.6nm인 균질한 실리카 막을 저온에서 형성할 수 있었다.
화염가수분해증착법에 의해 형성된 $0.1\mu\textrm{m}$크기의 soot를 실리콘 기판위에 형성하여 $1325^{\circ}C$에서 2시간 동안 고밀화과정후 투명한 후막을 얻을 수 있었다. 고밀화 열처리는 탈수과정, 재배열 과정, 그리고 고밀화 과정으로 구성되었다. 고밀화 공정후의 두께 수축률은 초기 soot의 96%정도였으며, 급속한 두께의 감소는 $950^{\circ}C$부터 시작되었으며, 본격적인 고밀화가 시작되는 온도는 $1250^{\circ}C$임을 알 수 있었다. soot의 TGA와 DTA를 이용한 열분석 결과 탈수과정에 의하여 9/wt%의 질량감소와 $1250^{\circ}C$이상에서 인(P)의 증발에 의한 2wt%의 질량감소를 관찰하였다. DTA곡선에서는 $500^{\circ}C$, $570^{\circ}C$. $1258^{\circ}C$에서 흡열반응 피크를 나타내는데, 이는 $B_{2}$$O_{3}$, $P_{2}$$O_{5}$ 등의 도펀트들의 melting과 실리카 입자사이의 기공이 소멸되면서 입자간의 열전도도의 증가에 의해 나타난 것으로 판단된다.
최근 들어, 북미와 유럽에서는 바이오매스로부터 제조한 고밀화연료가 재생가능하며 청정한 바이오에너지로서 널리 사용되고 있다. 고밀화연료를 얻기 위한 현사시(Populus tomentiglandulosa)와 수원포플러(Populus davidiana) 톱밥의 압밀화에 대하여 연구하였다. 이들 수종의 연료적 가치를 평가하기 위하여 열량 및 원소분석을 하였다. 고밀화를 위해 전분접착제를 첨가한 열압공정을 채택하였으며, 압밀화는 120-l60℃에서 50kgf/㎠ 압력으로 소정시간(정확한 시간?) 시행하였다. 고밀화연료의 특성은 비중, 압축강도 및 미세분 발생량으로 평가하였다. 유접착제 공정에서는 160℃에서 7.5분 이상의 열압에 의해 미세분 발생량이 5% 미만인 고밀화연료를 얻을 수 있었다. 한편, 열압조건과 톱밥의 함수율을 조절함으로써, 무접착제 조건에서도 미세분 발생량이 5% 미만의 고밀화연료를 얻을 수 있음이 밝혀졌다.
최근 들어 북미와 유럽에서는 고밀화한 목질펠릿연료가 재생가능하며 카본뉴트럴한 바이오매스 에너지로서 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 현사시 톱밥의 고밀화를 통한 고형연료화에 관하여 연구하였다. 현사시 품종의 연료적 가치를 평가하기 위하여 열량 및 원소 분석을 수행하였다. 고밀화를 위하여 열압공정을 채택하였으며, 압밀화는 100∼180℃, 250∼1000 kgf/㎠, 2.5∼10분의 조건으로 행하였다. 고밀화연료의 특성은 밀도와 미세분 발생량으로 평가하였다. 목표치로서 고밀화연료의 전건밀도는 1.2 g/㎠ 이상, 5분간 진탕 후의 미세분 발생량은 0.5% 이하로 설정하였다. 목표 밀도와 목표미세분을 만족하기 위해서는 160℃ 이상의 압체온도가 요구되었다. 이 때의 압체압력은 750 kgf/㎠ 이상이 효과적이었다 180℃에서 1000 kgf/㎠으로 5분 이상의 압체가 고밀화연료 제조에 가장 적절한 조건으로 밝혀졌다.
본 논문에는 이산화 우라늄 소결체의 노내고밀화현상을 온도와 미세구조의 함수로 정화하게 예측할 수 있는 기계론적 이론 모형이 개발.기술되어있다. 이 모형은 $UO_2$ 소결체의 결정 입계내에서 공극(vacancy)이 생성 이동되고, 결정입계에서 공극이 소멸되는 현상을 고려하고 있으며, 이 과정에서 일어나는 고밀화의 크기가 핵분열율, 조사시간, $UO_2$ 소결체밀도, 기공 크기의 분포, 결정입크기 및 온도의 함수로 기술되어 있다. 본 모형의 기공 수축에 대한 결과식은 Assmann과 Stehle가 유도한 4개의 온도 영역에 대한 결과식과는 상이한 것으로서, 소결체의 모든 온도 영역에 직접 적용된다. 본 모형에 의한 노내고밀화 크기의 예측치는 실험자료와 아주 잘 일치하며, KEFDA 전산코드에 사용된 경험적 실험 연산식에 비하여 고밀화의 경향과 절대치를 보다 정확히 예측한다.
한국연안에서 1984년까지는 적조발생시 규조류, 와편모조류, 혼합종 등이 상호 우세하게 출현하였으나, 이후 와편모 조류의 적조 발생율이 높아 1935년도에는92%를 차지하게 되었다(국립수산진흥원, 1997). 이러한 와편모조류의 주종은 1995년 이후 Cochlodinium polykrikoides로서 외양종 성향을 띄며, 고밀화, 장기화되는 경향을 보이기 시작했다 (국립수산진흥원, 박 등, 1998). (중략)
바이오매스로부터의 고밀화연료는 북미와 유럽에서 신재생에너지로서 널리 이용되고 있다. 본 연구에서는 일본잎갈나무와 현사시나무를 피스톤 프레스를 이용하여 브리켓을 제조하였으며, 연료적 특성 및 고밀화 특성을 밝히고자 압력, 가압시간, 수종 및 목분 크기가 브리켓의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 상온에서 110~170 MPa의 압력을 가해 제조된 일본잎갈나무와 현사시나무 브리켓의 4주간 경과 후의 밀도는 0.66~0.94 g/$cm^3$이고, 적정 가압시간은 12초이며, 제조 압력이 증가하면 브리켓의 밀도는 직선적으로 증가하였다. 일본잎갈나무 브리켓이 현사시나무 브리켓보다 밀도가 컸으며, 목분의 크기가 클수록 브리켓의 밀도가 컸다.
We made densified wood pellet by hemp woody core as replacing wood resource. Hemp was separated into the bast fiber and the woody core by hot steaming treatment. The hemp woody core had a similar lignin content and carbohydrate composition with hardwood. Also, the hemp had a low ash content, which resulted in a low ash formation in pellet burning. Heating value of the hemp pellet had a very similar to the pellet made by hardwoods. The hemp woody core can replace hardwood for densified wood pelletmaking.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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