본 연구에서는 STS 316강의 고온 저사이클 피로강도와 파괴거동을 고찰하고자 고온 대기중에서 변형율 제어에 의한 인장.압축 저사이클 피로시험을 실시하였다. 전 변형율축, 탄성 변형율축 및 소성 변형율축과 피로수명과의 관계를 일정 변형율 속 도하에서 응력축, 온도 및 주파수의 영향과 파괴거동을 고찰하였다.
석탄화력발전소의 효율향상은 스팀온도 및 압력의 증가를 통해 꾸준하게 이루어지고 있으며, 이러한 고효율의 화력발전은 사용 연료의 감소 뿐 아니라 $SO_x$, $NO_x$, $CO_2$ 등의 환경 가스배출을 감소시키는 효과도 있다. 이에 따라 운전조건을 고온, 고압화하려는 노력이 전 세계적으로 꾸준히 전개되고 있으며, 경제성 있고 높은 고온특성을 갖는 터빈 및 보일러 소재확보 여부가 발전소 건설 가능성을 결정하는 가장 주요한 요소 중 하나로 작용하고 있다. 본 고에서는 USC(Ultra Super Critical) 조건에 사용하기 위한 소재의 개발과정과 현대 사용되고 있는 다양한 발전용 고온소재의 특징에 대해 기술하고자 한다.
우라늄전착물의 염 증류공정은 pyroprocess의 bottle neck에 해당되며, 회분식으로 조업된다. 본 발명에서는 증류탑 전단계에 고액분리실을 설치하고, 증류탑 후단에 냉각실을 설치하여, 전착물 도가니가 고액분리조- 증류조- 냉각조를 순차적으로 통과하여 조업시간을 크게 단축할 수 있도록 하였다. 또 도가니가 고온에서 이동할 수 있도록 중간에 고온 밸브를 설치하여 도가니가 다음 단계로 이동하면 새로운 전착물 도가니가 도입되어 연속적으로 조업이 가능하여 처리 용량이 향상되도록 하였다. 이에 따라 단위 시간당 처리용량을 현저히 높일 수 있다.
인쇄전자소자의 금속배선 적용을 위해 스크린 프린팅 Ag/폴리이미드(polyimide, PI) 사이의 계면접착력을 85℃/85% 상대습도의 고온/고습 처리 시간에 따라 PI 필링을 통한 90° 필 테스트로 평가하였다. 고온/고습 처리 전 필 강도는 약 25.99±1.47 gf/mm이었고, 500시간 동안 고온/고습 처리 후 필 강도는 6.05±0.54 gf/mm까지 지속적으로 감소하였다. 박리 파면에 대해 X-선 광전자 분광법 분석 결과, 이는 Ag/PI 계면으로 수분이 지속적으로 침투하여 계면 근처 PI 일부가 가수분해되어 weak boundary layer를 형성하기 때문이고, 이로 인해 고온/고습 처리 전 Ag/PI 계면 박리모드가 고온/고습 처리 후 계면 근처 PI의 얕은 내부 박리 모드로 변경된 것으로 판단된다.
본 연구는 육계 출하 2일 전부터 전해물질을 급여한 후 출하 직전에 혈액을 채취하고, 출하 시 고온 수송 스트레스를 받게 한 후 닭의 혈액을 채취하였으며, 도계 후 닭고기 도체 특성을 조사하여 전해질 종류($NaHCO_3$, KCl, NaCl) 및 급여수준에 따라 혈액 및 도체 특성을 구명하기 위하여 실시하였다. 음수량의 변화에서는 고온 하에서 육계를 출하시 대조구에 비하여 처리 2구를 제외하고 전해물질을 급여한 모든 처리구에서 약간씩 증가하는 경향을 나타내었으며, 특히 처리 4구에서 음수량이 가장 높았다. 계분의 수분 함량은 처리 5구에서 87.13%로 가장 높은 수분량을 나타내었고 대조구에서 수분 함량이 가장 낮았다. 조지방과 조단백질은 대조구에서 가장 높은 함량을 나타내었다. 닭고기 도체의 pH 변화는 대조구에 비하여 전해질을 급여한 모든 처리구에서 증가하였고, 특히 처리 3구에서 가장 높은 pH 값을 나타내었다. 닭고기 $1^+$ 등급 출현율은 대조구가 33.3%인 반면에 처리 3, 4구는 60%, 처리5구는 83.3%으로 고온 스트레스 하에서 전해질 물질을 충분히 급여함에 따라 닭고기 $1^+$ 등급 출현율을 증가시켰다. 닭고기의 PSE 발생율도 대조구는 50%를 나타내었으나, 처리 5구는 13.3%를 나타내어 매우 낮은 수준을 나타내었다. 육계를 출하 시 고온스트레스에 대한 육계의 혈액 중 corticosterone의 변화는 출하 전보다 출하 후 측정값이 상승하였으나, 처리 3구를 제외하고 대조구에 비하여 출하 전과 출하 후의 차이가 적은 것으로 나타났다. ACTH에 대한 변화에서도 출하 전보다 출하 후에 모든 처리구에서 상승하였으며, 출하 후에 처리 5구에서 가장 낮은 ACTH의 함량을 나타내었고, 출하 전 후 차이값도 가장 낮게 나타났다. 혈액의 $pCO_2$ 분압은 출하 전보다 고온 스트레스를 받은 후 전체적으로 낮아졌으며, 출하 전 후의 차이 값은 대조구에서 가장 높았고, 처리 4, 5구에서 대체적으로 낮은 차이 값을 나타내었다. 혈액의 $pO_2$ 분압은 출하 전 후에서 처리별로 일정한 경향을 나타내지 않았다. 이상의 결과로 고온에서 육계 출하 시 수송 스트레스를 저하시키고 닭고기의 품질을 높이기 위하여 전해 물질($NaHCO_3$, NaCl, KCl)을 고루 혼합한 처리 4, 5구가 비교적 우수한 것으로 나타났다.
현재 상용가능한 연소전 $CO_2$ 포집 기술은 습식 스크러빙 방식으로 고온의 합성가스를 상온 수준으로 온도를 낮춘 후 $CO_2$를 포집해야 하고 포집된 $CO_2$의 압력이 낮아 재압축하여 저장소로 보내야 함에 따라 큰 폭의 열효율 손실이 불가피하다. 고온 고압에서 이산화탄소를 포집할수 있는 고체 흡수제를 이용할 경우 이산화탄소 포집 치 저장 추가에 따른 시스템 효율 저하를 최소화할 수 있다. 고체 $CO_2$ 흡수제는 서로 연결된 두 개의 유동층 반응기를 순환하면서 흡수탑에서는 합성가스 중의 $CO_2$를 흡수하고 재생탑에서는 고온의 수증기와 접촉하여 흡수된 $CO_2$를 다시 배출함으로써 재생된다. 따라서 건식 재생 $CO_2$ 흡수제는 유동층 공정에 응용가능한 물성과 함께 높은 $CO_2$ 흡수능과 빠른 반응성이 요구된다. 본 연구에서는 유동층 공정에 적합한 물성을 가진 연소전 $CO_2$ 포집용 고체 흡수제를 분무건조법으로 제조하였으며, 모사 합성가스를 이용하여 열중량분석기와 기포유동층반응기를 이용하여 $200^{\circ}C$ 흡수, $400^{\circ}C$ 재생, 압력 20 bar 조건으로 반응성을 측정하였다. 개발된 고체 $CO_2$ 흡수제는 열중량분석기에서는 반응 후 10-13 wt%의 무게증가를 나타내었고 기포유동층반응기에서는 8-10 wt%의 $CO_2$ 흡수능을 보여주었다. 특히 수증기의 함량이 10% 이상에서 높은 흡수능을 나타내어 수증기가 반응에 크게 작용하고 있음을 알 수 있었다.
저장전 고온처리($38^{\circ}$, 48시간)는 참외의 당도, 산도, 비타민 C의 함량과 ${\alpha}$-tocopherol 활성을 높였으며, $3^{\circ}C$의 MA저장중 생체중 감소 이산화탄소, 에틸렌그리고 아세트알데히드 발생량을 낮게 유지시켰다. 또한 저장후 외관상 품질, 경도, 당도, 산도, 비타민 C, ${\alpha}$-tocopherol 활성 등 내적품질이 고온처리한 참외에서 높은 수준을 유지하였는데 특히 저온장해정도를 알 수 있는 이온용 출량이 고온처리구에서 낮아 수확후 고온처리로 저온장해가 완화되었음을 알 수 있었다. 고온처리를 하지 않은 대조구는 저장 25일부터 Alternaria rot이 발견되었으나 고온처리구는 저장 종료일인 39일까지 부패가 발견되지 않았으며 외관상 품질에 대한 저장일수로 세운 회귀식에 의하면 저장수명이 고온처리구에서 8일 이상 연장되었다. 참외의 경우 저장전 $38^{\circ}C$의 낮은 고온에서 장시간 열처리를 함으로써 살균효과 저온장해 완화효과와 더불어 수명연장까지 얻을 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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