친환경 소재인 황토는 화장품, 건축물, 식 음료 저장용기 등의 제조에 이용된다. Polyethylene terephthalate(PET, 페트) 는 식 음료 저장용기로 널리 사용되고 있으나, 미세기공(~nm)이 존재하여 페트 내 외부 사이에 공기의 유동으로 음료수에 유통기한이 단축되는 문제점이 대두되고 있다. 본 연구의 목적은 황토-폴리스티렌 하이브리드 구조체를 제작하여 이를 페트에 적용시켜 유통기한의 연장을 꾀하고자 한다. 친수성 소재인 황토의 소수성 페트에 직접적용을 위해 매개체로 소수성 폴리스티렌을 이용하였다. 나노크기의 황토입자가 분산된 현탁액을 에멀젼 중합으로 나노크기의 폴리스티렌 입자 내부에 캡슐화 시켰다. 원활한 캡슐화 과정을 위해 에멀젼 중합 조건을 확립하였으며, 제작된 하이브리드 구조체의 형태 및 캡슐화 정도를 주사전자현미경, X-선 분광기, X-선 회절 분석기로 분석하였다.
미분형 고정층 반응기에서 고체산 촉매(HY 제올라이트, $\beta$-제올라이트, HZSM-5)를 이용하여 폐윤활유를 1차 열분해한 오일의 촉매분해 반응을 연구하였다. 촉매의 활성 검토에 사용된 원료물질은 폐윤활유를 반응온도 48$0^{\circ}C$, 반응시간($\tau$) 60분으로 진행되는 벤치규모의 연속공정에서 생산된 제품이다. HY제올라이트의 경우 탄소수 21개 이하의 경유 성분을 얻을 수 있는 최적 반응조건은 WHSV(weight hourly space velocity)=1, 반응온도는 375$^{\circ}C$임을 알 수 있었다. 암모니아 탈착법을 이용하여 전체의 산점 및 강산점 수를 측정한 결과 $\beta$-제올라이트가 가장 많은 것으로 나타났다. 탄소수 21개 이하 성분의 수율을 기준으로 촉매의 활성 순서를 평가할 때 HY제올라이트〉$\beta$-제올라이트〉HZSM-5 임을 알 수 있었다. 또한 코크의 생성량 역시 동일한 순서를 보였다. 이러한 결과를 보인점은 HY제올라이트의 경우 촉매내부 미세기공의 평균직경이 크므로. 반응물이 촉매내부로 쉽게 확산될 수 있어 내부의 산점에서 분해반응의 진행이 적절함으로 나타난 결과로 판단되었다. 이러한 점은 코크의 생성량으로도 확인할 수 있었다.
Al-Mg-Cu-Mn계 합금을 가공열처리하고 초소성 특성을 조사한 후 광학 및 전자 현미경을 이용하여 초소성에 영향을 미치는 주요한 인자들을 조사하였다. 균질화 과정에서 제거되지 않은 조대한 2차상들은 그 후의 가공열처리 과정에서도 계속 잔류하여 초소성 변형 중 기공을 유발함으로써ㅓ 초소성 신율을 저하시켰다. 반면에 가공열처리 과정에서 생성된 미세한 석출물은 결정립 성장을 억제하여 조직을 안정화함으로써 초소성 특성을 향상시켰다. 균질화처리 조건은 2차상의 크기과 분포에 큰 영향을 주어 2단계 균질화-공냉처리는 1단계 균질화-노냉처리보다 조대한 2차상의 제거와 미세석출물의 생성에 효과적이었다.
화학증착법을 통하여 $650^{\circ}C$의 증착온도와 0.0126Torr의 산소분압인 증착조건에서 원료물질로 $\beta$-diketonates 킬레이트 화합물을 사용하여 Si(111) 및 $SrTiO_3(100)$ 기판에 $YBa_2Cu_3O_y$ 고온 초전도 박막을 제조하였다. $SrTiO_3(100)$기판에서 제조된 박막의 $T_{c,onset}$과 $T_{c.0}$는 각각 91K와 87K로 나타났다. 또한, Si(111)기판에서 제조된 박막의 $T_{c,onset}$은 91K였지만 $T_{c.0}$는 액체질소 비등점(77.3K)에서는 보이지 않았다. $SrTiO_3(100)$에 증착된 초전도 박막은 치밀하고 2차원적으로 배열된 미세구조를 갖고 있는 반면, Si(111)에 증착된 초전도 박막은 상대적으로 기공이 많으며 무질서한 미세구조를 형성하였다.
+325~-200 mesh의 합성 뮬라이트에 평균입경 9.1$\mu\textrm{m}$의 장석을 첨가하여 무가압분물충전성형법으로 성형한후 1200~140$0^{\circ}C$에서의 치밀화 거동을 관찰하였다. 적절한 성형강도를 얻기 위해 충전된 분말내로 PVA 4% 결합제 용액을 침투시켰다. 가소성을 얻기 위한 점토없이 성형이 가능한 무가압분말충전성형법에 의해 제조된 성형체를 열처리하는 경우, 기존의 방법처럼 점토의 상전이로 인한 결함발생이 없었으며 장석의 용융에 의해 치밀한 미세구조를 얻을 수 있었다. 장석 첨가량이 30%인 시편의 경우 130$0^{\circ}C$에서 4시간 동안 소결했을 때 흡수율 0, 기공율 1% 미만의 치밀한 미세조직을 얻을 수 있었다. 그러나 그 이상의 유지시간이나, 140$0^{\circ}C$ 이상의 소결온도에서는 뮬라이트의 거대 입성장이 일어났다.
티타니아가 첨가된 불투명한 실리카 에어로겔의 물성 및 열처리에 따른 미세구조 변화가 연구되었다. 부분가수 분해된 TEOS-이소프로판을 용액에 titanium isopropoxide를 첨가한후 겔화시킨 습윤겔을 초임계건조(25$0^{\circ}C$, 1250 psig)하여 모노리스 타입 에어로겔을 합성하였으며, SiO2-10 mol% TiO2 에어로겔의 밀도와 기공율은 각각 0.23 g/㎤와 90% 이었다. 초임계건조시 티타늄의 함량이 증가함에 따라 수축율이 증가할 뿐만 아니라 티타니아는 anatase 상으로 상전이됨과 동시에 입자 응집에 의해 100~800nm 크기의 cluster로 에어로겔 내에 균일하게 분포되었다. 불투명한 에어로겔은 8$mu extrm{m}$ 이하의 적외 영역에서 순수 실리카 에어로겔에 비하여 매우 낮은 광투과율과 $600^{\circ}C$까지 높은 미세구조 안정성을 보여주었다.
습식법에 의하여 제조된 $Al_2O_3$-1∼11 wt% $TiO_2$계 복합체를 1350$^{\circ}C$, 1450$^{\circ}C$ 에서 2시간 열처리 한 후 이에 대한 기계적 물성변화 및 미세구조를 조사하였다. 그 결과, $TiO_2$ 첨가량이 3 wt%였을 때의 복합체가 bulk density도 높고 기공율도 낮은 치밀한 미세구조를 이루었으며 이 때 young's modulus는 35.5 GPa, 곡강도값은 68.7 MPa로서 다른 $TiO_2$ 첨가량에 비하여 우수한 물성을 나타내었다. $TiO_2$ 첨가량이 증가할 수록 많은 양의 aluminium titanate의 합성으로 인해 열팽창 계수는 낮은 값을 나타내었다.
Carboxylated styrene-butadiene계 액상 첨가제가 칼라 보도 블록 무기 안료층의 미세구조, 기계적 특성 및 탈색 저항성에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 액상 첨가제를 첨가함에 따라 겉보기 기공률과 흡수율이 감소한 더 치밀한 미세구조와 균일한 안료 분포를 나타내는 무기 안료층을 얻을 수 있었다. 또한 기계적 강도 및 탈색저항성이 현저히 향상됨을 확인하였다.
Nanoporous $SiO_2$ particles containing different pore volume and size were prepared from silicic acid by a spray pyrolysis. The pore size, pore volume and particle size could be controlled with varying the precursor concentration, reaction temperature, and amount of organic templates such as Urea and poly ethylene glycol (PEG). The pore size distribution, pore volume and specific surface area of as-prepared particles were analyzed by BET and BJH methods, and the average particle sizes were measured by a laser diffraction method. The nanoporous $SiO_2$ particles ranged $0.6-0.9{\mu}m$ in diameter were successfully synthesized and the average particle size increased as the silicic acid concentration increased. The morphology of nanoporous $SiO_2$ particles was spherical and pores ranged 1 - 40 nm in diameter were measured in the particles. In case of Urea added into silicic acid, it showed no much difference in the morphology, pore size and pore volume at different Urea concentration. On the other hand, when PEG was added, it was clearly observed that pore diameter and pore volume of the particles surface increased with respect to PEG concentration.
Bi(0, 2.5, 4.8, 7.5, 10 wt%)가 첨가된 Sn-3.5Ag-xBi 합금을 주조 및 압연을 거쳐 준비하였다. 그 후, dog-bone형상의 시편의 안정한 미세 조직을 위해 열처리를 거친 후, 일정하중에 크리프 실험을 수행하였다. 2.5%Bi 첨가 합금의 경우, 크리프 저항성이 가장 우수하였으며, Bi가 더 첨가됨에 따라 크리프 저항성은 감소하였다. 합금의 응력 지수는 전형전인 전위 크리프에 의한 4를 나타내었으며, 10%Bi 시편의 경우, 입계 미끄러짐에 의한 2를 나타내었다. 0%Bi 합금의 경우, 연성 파괴 양상을 보인 반면, Bi 첨가 합금의 경우, 약간의 단면적 감소를 보이는 취성 파괴 양상을 보여주었다. 파단 시편의 미세 조직 관찰 결과, 응력축에 수직한 방향으로 기공이 관찰되었으며, 상당량의 입계 미끄러짐이 관찰되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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