• Resources Recycling
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• v.11 no.6
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• pp.3-11
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• 2002

Recently, waste printed circuit board (PCB) has significantly increased in its amount due to the rapid development of electronic industries. Since several kinds of noxious materials and also valuable metals are contained in it, the waste PCB is in an urgent need of recycling for the dual purposes for the prevention of environmental pollution and recovery of valuable resources. Also, the catalyst which equipped in the exhaust pipes of automobiles to reduce emission of air pollutants contains precious met-als so that their recovery from the waste auto-catalysts is required. In this study, the recovery of valuable metals from waste PCB and auto-catalyst by arc furnace melting process has been investigated, which is known to be very stable and suitable f3r less production of pollutants due to its high operating temperature. The effect of the kind of flux on the recovery of precious metals was examined by using quicklime, converter slag, and copper slag as the flux. In addition, the influence of direct and alternating current and the applying direction of direct current has been investigated. It was observed that using converter or copper slag as a flux was more desirable for a higher efficiency in the precious metal recovery compared with quicklime. For the effect of current, application of direct current taking the bottom as a negative pole generally showed a better efficiency for the extraction of valuable metals from waste PCB, which was also observed for the case of waste auto-catalyst. The average recovery of precious metals from both wastes by arc furnace melting process was very high, which was up to in the range of 95～97%.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.44 no.2
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• pp.136-148
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• 2006

A foundry makes various machinery parts made by iron. For manufacturing machinery parts, they usually uses wooden mold with molding sand and pour the molten iron into wooden mold through inlet. A foundry have many processes including Furan process, In Furan process workers prepares a wooden mold in the molding sand. So they fixes wooden mold in sand housing and then they fill the molding sand in the sand housing. Molding sand should be sticky enough to sustain the shape of wooden mold, so several materials are needed to prepare the suitable molding sand. The first step of Furan process is making the molding sand with molding sand and Voltaic Organic Compounds (VOC) and the second step of Furan process is pour the molding sand into the wooden molding housing. This two step of process generated noxious VOC and various size of dust. So the process is very dirty and dangerous one. Because of these, Workers frequently shrink out of the plant. The company related with foundry usually faced on the difficult situation for engagement and always have shortage of hiring problem. Through this study, we developed a system which removes toxic VOC and dust simultaneously. We design and construct real system and install it at real plant. Before setting up this system, the working surroundings VOC (for formaldehyde) 15 ppm and Dust(for $PM_{10}$) $8,000{\mu}g/m^3$. After setting up this system, working surroundings is improved by VOC (for formaldehyde) 0 ppm, Dust(for $PM_{10}$) $4{\mu}g/m^3$, and the work evasion factor is removed. So we contribute to solve hiring problem of this company and increasing the productivity also.

• Proceedings of the Korea Association of Crystal Growth Conference
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• 1996.06b
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• pp.3-27
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• 1996

분체의 입자 배열이 불규칙한 경우뿐만 아니라 입자 크기가 극미세하여 X선회절분석이 불가능한 경우에도 비정질물질이라 한다. 수용액 속에서 이런 비정질 물질을 합성하기 위해서는 합성용액의 과포화도를 높여 계속 유지시킴에 따라 극미세 1차핵 생성의 지속적인 유도에 따른 입자 성장을 최대한 억제시켜야만 한다. 본 연구에서는 흡습제, 칼슘제 및 식품 첨가제 등으로 이용되는 비정질 탄산칼슘을 계에서 합성하고, 이때 생성된 비정질 상태의 겔을 수용액 환경을 변화시켜가면서 따라 결정화를 유도하고 탄산칼슘의 동질이상을 관찰하였다. CO2의 유속을 11/min, 교반속도를 600rpm으로 고정시키고, Ca(OH)2의 양을 10g에서 50g까지 변화시켜가면서 겔 상태의 비정질 탄산칼슘을 합성하였다. 이때 전기전도도는 CO2의 용해와 더불어 Ca(OH)2의 용해도가 증가함에 따라 변화하였으며, 반응종반부에는 겔화가 시작될 때까지 거의 일정하였다. 따라서, 이러한 사실들로부터 현탁액 내에서의 전기전도도의 변화는 Ca이온의 영향을 받는 것으로 사료된다. 비정질 탄산칼슘은 수용액에서 불안정하여 CO2 가스를 방출하면서 급격히 결정화되는데, 본 연구에서는 Ca(OH)2의 양을 20g으로 하여 위의 방법에 의해 얻어진 겔을 수용액의 종류와 농도 및 결정화 온도, 교반속도를 달리하면서 결정화시켰다. 교반속도를 100rpm으로 하여 물의 온도변화에 다라 결정화시킨 경우 전 온도범위에서 칼사이트상이었으며, 물의 온도가 5$^{\circ}C$일 경우에는 미세한 입자들이 응집된 형태였으나, 그 외의 온도변화조건에서는 모두 평균입경 0.4$\mu\textrm{m}$정도의 비교적 균일하 능면체 형태였다. 또한 교반속도를 500rpm으로 증가시켰을 경우에는 8$0^{\circ}C$에서 침상의 아라코나이트가 소량생성되었음을 SEM사진으로 관찰할 수 있었으며, 소량의 바테라이트도 혼재되어 결정화되었음을 XRD결과로 알 수 있었다. 교반속도를 100rpm으로 한 NH4Cl 0.5mol/l 수용액에서는 입자의 형태와 크기가 불규칙한 칼사이트로 결정화되었으며, MgCl2 0.05mol/l 수용액의 경우에는 순수한 H2O의 경우에서와는 달리 2$0^{\circ}C$에서는 모서리가 무딘 매우 균일한 크기의 칼사이트 입자가 관찰되었으며, 6$0^{\circ}C$부터는 아라고나이트가 생성됨을 관찰할 수 있었다. 따라서, 고온(8$0^{\circ}C$)의 농도 MgCl2 수용액(0.1, 0.2 mol/l)에서 교반속도를 높여(800rpm) 겔을 결정화시킨 결과 아라고나이트의 생성수율이 증가되는 것을 확인할 수 있었다.

• Resources Recycling
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• v.8 no.5
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• pp.34-43
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• 1999

An elecmc arc cracking reaclor is developed for the productiol~o f ieusuble fuel gas by the thennal destruction of waste oil. The churaclensucs of product gas and ~esiduesf rom arc crachng of wnste lubr~cat~nogil are sludird. Thc product gas is mainly coruposcd of hydrogen 135-4076), acetylene (13-4076), ethylene 13-476) and olher hgdrocnrbons. The contenr of carbon monomde, one or the main product in a conventional low-temperature Lhennal cracking umt, 1s very slnvll in lhis atc cracking expcnmcnt. Total calocctic wlue of product gas shows 11,000-13.000 kcizlkg, which is hiph cnough to use as a ~ L I I I Cga~ s . and the concentralions oC loxic gases arc well below the rcguliltury emission critena The GCIMS analysis of llquld-phase residues shows that the high rnalccular welgllt hydrocilrbons in the waste oil arc cracked into the low malecular weight hydrocarbons snd hydroem,. The dehydrogcnntion is found lo be Lhe main cracking rcacuon due lo the high temperalure ~ ~ ~ d ubcyc edle ctric arc. The average parucle size of soot as the solid-phase residue is 10 3 wm, and the conlents of cabon a ~ hdea vy metals are abovc 60% and under 0.01 ppm, respecttrely. Thc utllizvtion or sool, as industl-id1 rcsource seems lo he reasible aIter refimng.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.62-62
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• 2000

비접촉식 온도센서는 물체에서 방출하는 적외선 등의 복사신호를 열에너지로 전환하고 이를 다시 전기신호로 2차 에너지 변환하여 온도를 감지하는 센서로 인체 검지를 응용한 다양한 상품 및 교통, 방재, 빌딩 시스템 등의 분야에 널리 응용되고 있다. 비접촉식 적외선 센서는 열에너지를 전기에너지로 변환하는 방법에 따라 양자형과 열형으로 구분되며, 이중 양자형은 광전도나 광기전력 효과 등을 이용하여 감도 및 응답성이 우수하다는 장점을 지니고 있지만, 소자부를 80K 이하 온도로 유지시키는 냉각을 필요로 하므로 대형 제작이 불가피하고 그 용도가 제한적이다. 열형은 냉각이 필요 없고 소형으로 제작가능한 장점을 지니고 있어 써모 파일이나 초전체를 이용한 번용 센서가 보급되고 있다. 그러나 써모파일의 경우 출력되는 전기 신호가 미약하여 감도 및 응답성을 향상하기 위해 구조가 복잡하고, 특히 모터초퍼나 저항을 전압으로 변환시키는 전력기 등이 필요로 하는 단점을 지니고 있다. 따라서 이러한 문제점을 보완하기 위해 열전재료 박막을 이용한 적외선 센서를 개발하려는 노력이 진행중에 있다. 열전박막을 이용한 적외선 센서는 열전재료의 Seebeck 현상을 이용하여 열에너지에서 전기에너지의 변환이 자가발전으로 이루어져 offset과 외부 바이어스를 필요로 하지 않는다. 또한 작은 온도 변화에도 그 감도와 응답성이 높고, 출력신호가 커서 증폭기 등이 불필요한 장점을 지니고 있다. 특히 초전형 센서가 상온에서도 기판에 대한 열 확산을 제어해야 하는 문제점을 갖는 반면, 열전박막형 적외선 센서는 고온에서도 안정된 출력 신호를 얻을 수 있어 그 활용 온도 범위가 크게 확대될 것으로 기대된다. 본 실험에서는 우수한 열전특성을 갖는 (Bi1-xSbx)2Te3 박막을 얻기 위해 열팽창계수가 작고 알칼리 원소가 0.3% 이하로 포함되어 있는 corning glass(# 7059)를 기판으로 사용하였다. 또한 최적의 열전특성을 나타내는 조성을 실험적으로 구하기 위해 (Bi0.2Sbx)2Te3 조성의 합금 타？ 위에 Bi2Te3 및 Sb2Te3 chip을 올려놓고 그 면적을 변화시켜 다양한 조성의 열전박막을 증착하였다. 열전박막의 증착시 산화와 오염에 의한 열전특성 변화를 최소화하기 위해 초기진공도를 1$\times$10-6 Torr로 하였으며, Ar 가스를 흘려주어 2$\times$102 Torr 의 증착진공도를 유지하였다. 열전박막을 증착하기 전에 기판을 10분간 200W의 출력으로 RF 처리하였으며, 30$0^{\circ}C$에서 33 /sec의 속도로 (Bi1-xSbx)2Te3 박막을 증착하였다. 이와 같이 제조된 (Bi1-xSbx)2Te3 박막의 미세구조를 SEM으로 관찰하고 EDS로 조성을 분석하였으며, XRD를 이용하여 결정성을 관찰하였다. 또한 (Bi1-xSbx)2Te3 박막의 Seebeeck 계수 및 전기비저항을 측정하고 증착된 박막조성, 결정상, 미세구조와 열전특성간의 상관관계를 고찰하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.250-250
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• 2013

단일벽 탄소나노튜브(Single-walled nanotubes, SWNTs)는 나노스케일의 크기와 우수한 물성으로 인하여, 전자, 에너지, 바이오 분야로의 응용이 기대되고 있다. 특히 SWNTs의 직경을 제어하게 되면 튜브의 전도성 제어가 훨씬 수월하게 되어, 차세대 나노전자소자의 실현을 앞당길 수 있으며 이러한 이유로 많은 연구들이 현재 행해지고 있다. SWNTs의 직경제어 합성을 위해서는 현재 열화학기상증착법(Thermal chemical vapor deposition; TCVD)이 가장 일반적으로 이용되고 있으며, 합성 촉매와 합성되는 튜브의 직경과의 크기 연관성이 알려진 후로는, 촉매의 크기를 제어하여 SWNTs의 직경을 제어하고자 하는 연구들이 활발하게 보고되고 있다. 특히, 촉매 나노입자의 직경이 1~2 nm 이하로 감소될 경우, SWNTs의 직경 분포가 어떻게 변화할 것인지가 최근 가장 중요한 관심사로 남아 있으나, 이러한 크기의 금속입자는 나노입자의 융점저하 현상이 발현되는 영역이므로, SWNTs의 합성온도 영역에서 촉매 금속입자는 반액체(Semi-liquid) 상태로 존재할 것으로 추측하고 있다. 본 연구에서는 고온의 SWNTs 합성환경에서 금속나노촉매의 유동성을 제한하기 위하여 나노사이즈의 기공이 규칙적으로 정렬된 다공성 물질인 제올라이트를 촉매담지체로 이용하였고, 이 때 다양한 합성변수가 SWNTs의 직경에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다. SWNTs의 합성을 위해 실리콘 산화막 기판 위에 제올라이트를 도포한 후, 합성 촉매로서 전자빔증발법을 통하여 수 ${\AA}$에서 수 nm 두께의 철 박막을 증착하였다. 합성은 메탄을 원료가스로 하여 TCVD법으로 실시하였다. 주요변수로는 제올라이트 종류, 증착하는 철 박막의 두께, 합성온도를 설정하였으며, 이에 따라 합성된 SWNTs의 합성수율 및 직경분포의 변화를 체계적으로 살펴보았다. SWNTs의 전체적인 합성수율의 변화는 SEM 관찰결과를 이용하였으며, SWNTs의 직경은 AFM 관찰 및 Raman 스펙트럼의 분석에서 도출하였다. 실험결과, 제올라이트 종류에 따라서는 명확한 튜브직경 분포의 변화 없이 비교적 좁은 직경분포를 갖는 SWNTs가 합성되었으며, 합성온도가 $850^{\circ}C$ 이하로 감소되면 합성수율이 현저히 감소되는 것을 알 수 있었다. 촉매박막의 두께가 1 nm 이상인 경우에서는 직경 5 nm 전후의 나노입자가 형성되었으며, 이때 SWNTs의 합성수율은 높았으나 다양한 직경의 튜브가 합성이 된 것을 확인할 수 있었다. 반면, 촉매입자의 크기가 2 nm 이하에서는 합성수율은 다소 저하되었으나, SWNTs의 직경분포의 폭이 상대적으로 훨씬 좁아지는 것을 알 수 있었다. 추후, 극미세 촉매와 저온합성 환경에서의 합성수율 향상을 위한 합성공정의 개량이 지속적으로 요구된다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.37 no.1
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• pp.9-16
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• 2013

Recent years have witnessed a strong need for eco-friendly and energy-efficient systems owing to global environmental problems. A heat exchanger is a well-known mechanical rig that has long been used in many energy systems. The use of a heat exchanger in an airplane engine has been attempted. In this case, the heat exchanger should be redesigned to be compact, lightweight, and highly reliable, and the issue of mechanical integrity gains importance. Therefore, in this study, we proposed a method for evaluating the mechanical integrity of a tube-type heat exchanger. A U-shaped single tube was used as an example, and its behavior and stress distribution were studied using fluid-structure interaction (FSI) analysis.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.41 no.8
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• pp.765-770
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• 2017

GTD111 DS of nickel base superalloy has been used for gas turbine blades. In this study, low cycle fatigue test was conducted on the GTD111 DS alloy by setting conditions similar to the real operating environment. The low cycle fatigue tests were conducted at room temperature, $760^{\circ}C$, $870^{\circ}C$, and various strain amplitudes. Test results showed that fatigue life decreased with increasing total strain amplitude. Cyclic hardening response was observed at room temperature and $760^{\circ}C$; however, tests conducted at $870^{\circ}C$ showed cyclic softening response. Stress relaxation was observed at $870^{\circ}C$ because creep effects occurred from holding time. A relationship between fatigue life and total strain range was obtained from the Coffin-Manson method. The fratography using a SEM was carried out at the crack initiation and propagation regions.

• Journal of Animal Environmental Science
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• v.11 no.1
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• pp.1-10
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• 2005

This study was carried out to measure the environmental related parameters from two types of swine houses. Indoor temperature, relative humidity, carbon dioxide level, ammonia concentration and emission were measures every 2 minutes from each house with portable monitoring units. Carbon dioxide concentration balance was used to estimate the ventilation rates of the different houses. Daily ammonia concentrations in the growing-finishing and farrowing houses ranged from 2 to 17 ppm and 6 to 15 ppm respectively. The daily ammonia emission rate from the manure averaged 4.37 g/h$\cdot$500 kg from growing-finishing house and 4.82 g/h$\cdot$500 kg from the farrowing house. The above findings proved that summer season was associated with higher ammonia emission rates due to higher ventilation rate and ambient air temperature.

• Journal of the Korean Society for Heat Treatment
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• v.24 no.6
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• pp.318-326
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• 2011

This study has been performed to investigate the effect of Al addition on High Temperature Gas Nitriding (HTGN) in 13%Cr-0.16%C stainless steel with different Al contents of 0.54%, 1.76% and 2.36%, respectively. HTGN treatment was carried out at $1100^{\circ}C$ for 1 hr, 5 hrs and 10 hrs. Nitrogen-permeated surface layers showed round type carbides of $Cr_{23}C_6$ and needle type nitrides of AlN in the matrix of martensite, representing 600~700 Hv. And the thickness of the surface layer increased with increasing Al content and HTGN treatment time. The inner region that was not permeated nitrogen showed chromium carbides in the mixed phase of martensite and ferrite for the 0.53% Al alloyed steel, however chromium carbides in the matrix of ferrite single phase were shown for the steels with the addition of 1.76%Al and 2.36%Al, representing the hardness of ~200 Hv. During nitrogen permeation from surface to the interior, substitutional elements of Cr, Al and Si moved toward the surface and interstitial element of carbon also moved from interior to the surface. This movement of alloying elements leads high concentration of these elements at the outmost surface, subsequently the lowest peak of substitutional elements were shown in the vicinity of near surface. After showing the lowest peak, the high concentration region of Al and C were formed due to the continuous movement of Al toward the surface. The long discontinuous precipitates of $Cr_{23}C_6$ and AlN were formed along the outmost surface owing to the high concentration of these alloying elements.