수열합성법에 의해 제조된 티탄산바륨 (BT01, BT02, BT03, BT04, BT05)의 입자크기와 분체특성과의 상관관계를 비표면적, 제타전위, XPS, XRD 및 SEM에 의해 조사하였다. 레이져광산법에 의해 측정된 입자의 크기는 비표면적과 XRD를 통해 결정된 격자이방성과 밀접한 관계가 있음을 보였다. 분말의 비표면적은 입자의 크기가 증가함에 따라 감소하였으며, BT03 시료는 동일한 입자크기의 BT04에 비하여 큰 비표면적을 보였으며, 이는 입자들의 응집에 기인하는 것으로 SEM사진 및 XRD 분석을 통하여 밝혀졌다. 입자의 크기가 증가함에 따라 제타전위는 증가하는 경향을 보였으며, BT02와 BT03 분말은 다른 분말에 비하여 제타전위가 큰 음의 값을 나타내었다. XPS 분석결과 분쇄시 티탄산바륨과 물 사이의 반응에 의한 $Ba^{2+}$ 이온의 용출과 관련이 있는 것으로 분석되었다.
메이크업 화장품 원료로 사용되는 일라이트 분체에 피부 친화성을 부여하고 다양한 특성을 개선하고자 분체 표면에 BGsome 코팅을 시도하였다. BGsome은 1,3-부칠렌 글리콜에 용해된 레시틴을 수화시키는 과정을 통하여 만들어지는 수화 액정형 베시클이다. BGsome 베시클 입자를 습식방법으로 분체 표면에 코팅시키고 TGA, SEM, 입자크기 측정기 등을 사용하여 코팅된 분체를 분석하였다. BGsome 코팅에 의한 유동성, 분산도, 발림성, 부착성 등과 같은 여러 물성의 변화도 살펴보았다. 코팅된 일라이트의 유동성이 개선됨은 안식각 감소 결과로부터 알 수 있고 기타 분산도, 발림성, 부착성 등도 크게 개선됨을 확인하였다. 부착성 테스트 결과에서 코팅된 일라이트가 인조가죽 위에 뭉침이 없이 고르게 퍼지는 현상을 볼 수가 있었다. 코팅된 일라이트를 함유하는 페이스 파우더 또한 유동성, 분산도, 발림성, 부착성 등이 모두 개선된 결과를 나타내었다.
미립 금속분체에 대한 산업 수요 증가와 함께, 퇴적 금속분의 착화에 의한 화재, 폭발사고가 증가하고 있다. 본 연구에서는 퇴적 금속분체의 화재, 폭발 위험특성을 조사하기 위하여 새로운 실험장치를 개발하였다. 금속분(Mg, Zr, Ta, Ti) 및 PMMA(polymethyl methacrylate)분진을 사용하여, 연소 거동(소염거리, 화염전파속도) 및 화염전파에 미치는 $N_2$ 치환 분위기 농도의 영향 등을 실험적으로 상세히 조사하였다. 실험결과로부터, 퇴적 금속 분체의 화염전파속도는 PMMA보다 크고, 화염전파속도의 퇴적층 두께에 대한 의존성은 작으며, 질소 치환 분위기에서의 Mg의 한계 산소 농도는 3.6-3.7 vol%로 나타났다. 퇴적금속 분체층의 화염전파속도와 소염거리 역수는 높은 상관관계를 가지고 있으며, 이들 연소성 지표에 있어서 상대적인 위험성의 예측이 가능하다.
본 연구는 습식법으로 수산화 알루미늄과 티타니아를 출발물질로 하여 $Al_2$O$_3$-TiO$_2$복합분체를 제조하였으며, 2 mol의 Al(OH)$_3$분말에 대하여 TiO$_2$분말량을 1, 3, 5, 7, 9, 11 wt%로 첨가하여 $Al_2$O$_3$-TiO$_2$복합분체의 특성을 조사하였다. 제조된 $Al_2$O$_3$-TiO$_2$계 복합분체는 $700^{\circ}C$~140$0^{\circ}C$까지 하소하여 XRD 분석을 한 결과 100$0^{\circ}C$까지는 TiO$_2$(rutile)상과 η-Al$_2$O$_3$상이 공존하다가 110$0^{\circ}C$부터 130$0^{\circ}C$까지는 η-Al$_2$O$_3$에서 $\alpha$-Al$_2$O$_3$로의 상전이가 일어나서 $\alpha$-Al$_2$O$_3$상과 TiO$_2$(rutile)상이 나타났으며 하소온도 140$0^{\circ}C$, TiO$_2$첨가량이 5 wt%일 때부터 $Al_2$TiO$_{5}$가 생성되기 시작하였다. TiO$_2$첨가량에 따른 비표면적값은 첨가량이 7 wt%까지는 감소하였으나 그 이상 첨가시 증가하였다. 입도분석 결과 평균입경은 15.74~23.21$mu extrm{m}$로서 TiO$_2$첨가량이 3 wt%일 때 가장 작은 값을 가졌으며 TiO$_2$첨가량은 5 wt% 이상부터 점차 감소하였다.
본 연구는 고형상 에멀젼의 표면에서 일어나는 물리적 특성을 레올로지를 이용해 관찰해 보았다. 고형상 에멀젼이 전단변형에 따라 고상에서 액상으로의 전이시 전단속도가 큰 고형상 에멀젼의 경우 낮은 전단변형과 높은 전단변형에서 두 번의 전이구간을 보여주는 반면에 전단속도가 작은 고형상 에멀젼의 경우 높은 전단변형에서 전이구간이 한 번만 나타내는 것을 볼 수 있었다. 이는 고형상 에멀젼의 전단변형에 따른 표면의 물리적 특성이 중요한 요소로서 고형상 에멀젼의 구성요소에 따라 변화하게 된다. 유상과 수상으로 구성되어진 고형상 에멀젼에서 수상의 함량이 증가하게 되면 표면전이(surface transition) 구간이 점점줄어들다가 사라지는 것을 볼 수 있었으며, 유상과 분체로 구성되어진 고형상 에멀젼에서는 분체의 함량이 증가함에 따라 표면전이 구간이 점점 증가하는 것을 볼 수 있었다. 그리고 유상, 수상 그리고 분체로 이루어진 고형상 에멀젼에서는 분체의 함량이 증가함에 따라 표면전이 구간이 점점 줄어들다가 사라지는 것을 볼 수 있었다.
제철소 냉연 공정의 염산 폐액에서 ruthner process 공법으로 제조된 산화철을 사용하여 2차 배소 온도변화에 따른 산화철의 분체 특성을 조사하였고, 산화철과 스트론튬을 건식 혼합 및 가소후 Sr-ferrite 자석을 제조하여 자기적 물리적 특성을 조사하였다. Ruthner proces의 산화철을 2차 배소를 실시한 경우, Cl- 함량이 적고 분체 특성이 안정적인 배소온도는 $800^{\circ}C$ 부근으로, 평균 입자(APS)는 1.5 $mu extrm{m}$, apparent bulk density(ABD)는 1.4 g/$m\ell$ 이며, Cl- 함유량은 0.05% 이하를 나타내었다. Ruthner process에서 제조된 산화철을 vibrating disk mill에서 1차 분쇄를 실시한 경우, Sr-ferrite magnet의 보자력(HcJ)은 229 kA/m에서 251 kA/m로 향상하였다. Sr-ferrite magnet의 소결 온도 변화에 따른 잔류자속밀도와 보자력의 희귀식은 Br≒-0.258HcJ+494의 함수 관계를 나타내고 있으며, 성형 중 가한 자장 방향과 수직방향에 따른 수축비는 산화철의 2차 배소 온도 $800^{\circ}C$까지는 1.6으로 안정적인 판상형으로 결정 성장을 나타내고 있으나, 그 이상의 온도로 2차 배소한 산화철을 사용한 경우에는 소결에서 결정이 더 커진 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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