알루미늄 합금 재질은 무게의 경량화와 기계적강도가 우수하며 다른 비철금속에 비하여 값이 저렴한 장점이 있다. 현재 산업현장에서 활용하는 가장 흔한 접합법으로 TIG, RSW 등과 같은 용융 용접법을 현재는 많이 사용 하고 있지만 열전도도가 높아 열 확산이 빠르고, 이에 따라 모재의 팽창이 일어나 열변형을 유발하며, 산화피막은 그 내부에 함유된 결정수가 아크용접 중 분해되어 수소를 방출함으로 기공이 발생하여 부도체로 저항용접시 전도성을 방해하는 등의 문제를 발생시킨다. 또한 철에 비해 4배정도 큰 전기전도율에 따라 저항용접시 대전류를 사용해야 하는 등의 문제점이 발생하고 있다. 이와 같은 알루미늄 합금의 용융용접 과정에서 발생하는 단점을 극복하는 기술로 고상접합 방법인 마찰교반용접법(Friction Stir Welding)이 활용되고 있다. FSW는 1991년 영국의 TWI에서 개발된 최신 용접법으로 모재를 용융점 아래에서 고상용접시키는 방법으로 용융에 따른 열변형과 흄가스(hume gas)와 스패터(spatter)를 억제시켜 주는 친환경적인 용접법이다. 이러한 마찰교반용접의 기술은 그동안 특허에 따른 로열티가 산업현장에서 사용하는데 문제가 되었으나 특허보호 기간인 20년이 1년정도의 기간밖에 남지 않은 상황에서 그 사용은 날로 증가하리라 본다. 이러한 마찰교반용접부의 결함을 평가하는 방법에는 UT, RT 등이 활용되고 있으나 얇은 박판에서의 결함검출은 용이하지 않다. 이리한 문제점을 해결하기위하여 초음파 가진을 이용한 적외선 열화상 검출 기법을 이용하여 마찰교반용접부의 결함 검출 가능성을 연구하였다. 20kHz의 주파수를 400Watt로 가진시켜 겹치기(lap joint) 마찰교반용접이된 A6061-T6의 용접부에 초음파를 입사하였을 때 발생하는 열을 적외선 열화상 카메라를 이용하여 측정함으로써 마찰교반겹치기 용접부의 결함 검출에 활용하였다. 용접부에 초음파를 입사하였을 때 부분적으로 온도차이가 발생하였고, 그에 따른 열화상을 검출 할 수 있었다. 이러한 열화상과 실제 시험편의 용접부의 강도를 평가하기 위하여 인장시험을 하였다. 그 결과 초음파 적외선 열화상 검출에서 발열부위가 나타난 부분이 인장시험에서 낮은 인장강도를 보였다.
본 연구에서는 한국 고대 붉은 간토기 중 국립김해박물관 소장품인 적색마연완 붉은 간토기(신석기시대), 단도마연 붉은 간토기(청동기시대), 적색마연가지문 붉은 간토기(청동기시대)에 사용된 적색 안료와 교착제를 확인하여 고대 붉은 간토기에 사용된 적색 안료와 교착제의 종류에 대한 자료를 구축하고자 하였다. 과학적 분석 결과, 붉은 간토기 3점 모두 소지층과 적색의 표면층으로 구분되었으며, 적색의 표면층에서는 적색 안료 입자와 광물의 결정이 보였다. SEM-EDS, Raman 분석을 통해 적색 안료는 산화철(Fe2O3)을 주 발색원으로 하는 토양성 안료 중 석간주로 추정하였으며, FTIR-ATR을 통해 Urushiol polymer의 특징에 의한 성분 피크가 검출되었다. GC/MS 분석 결과, 적색층에서 옻칠의 방향구조에 기인하는 성분인 Benzenemethanol-2-propenyl, 4-heptyl phenol, 1-Tetradecanol, Heptafluorobutyroxytridecane 성분이 검출되었다. 따라서 국립김해박물관 소장품인 붉은 간토기 3점의 적색 안료는 석간주(Fe2O3)를, 교착제로는 옻칠을 사용하여 제작된 토기인 것으로 판단되었다.
실제 광산 현장에서 적재된 광석으로부터 미생물에 의한 중금속 용출 가능성을 알아보고자 호산성 미생물인 Acidithiobacillus ferrooxidans와 Acidithiobacillus thiooxidans를 이용하여 초기 산성조건에서 복합금속광(Pb-Zn-As 광석)을 대상으로 60일에 걸쳐 중금속 용출실험을 진행하였다. 용출 시험 초기에는 초기 산성 조건에 의해 용출되는 소량의 중금속 이외에 미생물의 활성화로 인한 중금속의 용출은 거의 검출되지 않았다. 그러나 A. thiooxidans이 시료의 환경에 적응한 20일 이후, 중금속 용출량이 급격히 증가하였으며, 독성 물질로 위험성이 높은 비소와 철, 아연이 각각 최대 2800 mg/L, 3700 mg/L, 그리고 2050 mg/L로 용출되는 것을 확인하였다. 반면 A. ferrooxidans을 주입한 반응기와 미생물을 주입하지 않은 대조실험 결과에서는 약간의 아연을 제외한 기타 중금속 용출이 전혀 발생하지 않았다. 이를 통해 산성조건의 광산 현장에서 토착 미생물에 의한 황화광 산화 및 중금속의 용출 가능성을 확인할 수 있었고, 본 연구에 사용된 고농도 비소를 함유한 광석 시스템에서는 A. ferrooxidans 보다 A. thiooxidans에 의한 중금속 용출이 더욱 위협적이라는 것을 확인하였다.
간식용 대립 땅콩의 선호도가 높음에 따라 대립 양질 다수성 신품종 육성을 위하여 단경 다수성인 'CUP brittle'과 조숙인 '대광'를 인공교배하여 육성한 조평의 주요 특성을 요약하면 다음과 같다. 조평은 버지니아 초형으로 개화기가 빠르고 지상부 생장습성은 직립 단경 다분지성이다. 조평은 대광땅콩에 비해 성숙협수, 성숙협비율등 양호한 등숙특성을 보이며 100립중이 87g인 대립품종이다. 도복은 매우 강한 특성을 나타내며 갈반병, 그물무늬병, 흑반병에 비교적 강하고 낙엽율도 낮아 생육 후기까지 녹엽 유지에 유리하였다. 조평은 단백질이 30.9%, 기름함량이 43.1%이고 양질지방산중 올레산과 리놀산의 비율이 2.1로 산화안정성이 양호한 특성을 가진다. 조평은 3년간 지역적응시험 결과 대광땅콩에 비하여 전국평균 8.37ton/ha로서 11% 증수되었다. 조평은 개화가 빠르고 병해에도 강한 편이나 충분한 성숙을 위하여 강원도와 산간 고냉지를 제외한 지역에서 적응성이 높은 품종이다
간식용 대립 땅콩의 선호도가 높음에 따라 대립 양질 다수성 신품종 육성을 위하여 직립 단경 다수성인 'SP9128'과 조숙인 '대광땅콩'를 인공교배하여 육성한 선안의 주요 특성을 요약하면 다음과 같다. 1. 선안은 버지니아 초형으로 개화기가 빠르고 지상부 생장습성은 직립 단경 다분지성이다. 2. 선안은 대광땅콩에 비해 성숙협수, 성숙협비율, 100협립수 등이 높아 양호한 등숙특성을 보이며 100립중이 87 g인 대립품종이다. 3. 도복은 매우 강한 특성을 나타내며 갈반병, 그물무늬병, 흑반병에 비교적 강하고 낙엽율도 낮아 생육후기까지 녹엽유지에 유리하였다. 4. 선안은 단백질이 28.5%, 기름함량이 50.6%이고 양질지방산중 올레산(54.3%)이 리놀산에 비해 23% 더 높아 산화안정성이 양호한 특성을 가진다. 5. 선안은 3년간 지역적응시험 결과 대광땅콩에 비하여 전국평균 8.59 ton/ha로서 14% 증수되었다.
내소사 대웅보전 포벽화에 대한 벽체 구조 및 재질특성 그리고 채색층에 대한 정밀분석을 통해 제작기법을 연구하였다. 벽체 골조는 외가지 구조이며, 벽체층과 마감층 그리고 채색층의 세 층위로 구성되어있다. 벽체를 구성하는 벽체층 및 마감층은 석영과 장석류 등 모래와 황토를 혼합하여 제작하였다. 벽체층은 중립사 이상 크기와 세립사 이하 크기가 약 0.8:9.2 비율이고, 내 외부 마감층은 각각 약 6:4 비율로 벽체층보다 중립사 이상의 모래 비율이 상대적으로 높게 나타났다. 채색층 정밀분석 결과, 뇌록을 사용하여 최대 $456.15{\mu}m$로 비교적 두꺼운 바탕칠층을 마련하였으며 그 위로 녹염동광 및 백토 그리고 산화철 계통의 안료를 사용하여 채색하였다. 연구결과, 토벽체와 채색층 제작기법은 현재까지 연구된 조선시대 사찰벽화 제작양식 범주에 속하는 것으로 확인되었다. 그러나 마감층 모래 함량이 높고 중벽층과 짚여물이 확인되지 않는 점 등은 내소사 대웅보전 포벽화 벽체가 지닌 구조 및 재질특성으로서, 이와 같은 결과는 향후 벽화 보존상태 평가 또는 보존처리 방안 마련에 주요 정보가 될 수 있다.
본 연구는 폐석탄광산인 옥동탄광 하류에 위치한 밭토양과 논토양을 대상으로 중금속함량, 광물조성, 분광특성을 고찰하였다. X선 형광분석 결과 밭토양과 논토양 모두 비소가 토양환경오염 우려기준을 초과하여 검출되었으며 밭토양이 논토양보다 중금속오염지수가 상대적으로 높은 것을 확인하였다. X선 회절분석 결과 밭토양과 논토양 모두에서 석영, 방해석, 고령토, 일라이트, 스멕타이트, 자철석 그리고 적철석 광물이 검출되었다. 또한 유기물 분석을 실시한 결과 밭토양의 유기물 함량 변이가 더 큰 것으로 나타났다. 분광분석 결과 밭토양과 논토양의 전체적인 반사도 곡선의 양상과 흡광특성은 유사하게 발현됨을 확인하였다. 490nm 부근과 900nm 부근에서 토양 내 산화철에 의해, 1410nm, 1910nm 부근과 2200nm 부근에서 점토광물인 고령토와 스멕타이트군에 의한 흡광특성이 두드러지게 나타났으며 유기물의 함량이 많을수록 반사도가 감소하였다. 흡광 깊이는 밭토양과 논토양 모두 흡광특성이 발현되는 곳에서 오염 지수가 높아짐에 따라 흡광깊이는 얕아졌으며, 유기물 함량이 증가함에 따라 490nm 부근과 1916nm 부근의 흡광깊이가 얕아지는 경향을 보였다.
본 연구는 전통도자기의 제작 전과 후, 소성 전과 후에 기물의 내부에서 일어나는 다양한 물리화학적 변화를 알아보고자 청자상감운학문매병의 재현품을 성형 → 조각 → 상감 → 초벌 → 유약 → 재벌 등의 6단계로 제작하여 과학적 조사 및 3차원의 정밀한 투과 이미지 촬영으로 획득한 이미지를 세부 영역별로 분석하였다. 재현편의 제작 재료는 각각의 재료가 가진 성분에 따라 다른 광물상이 존재하며, 산화철(Fe2O3)의 함량이 높은 흑상감은 어두운 색을 나타냈고, 알루미나(Al2O3)의 함량이 높은 백상감은 백색이 나타나는 것과 같이 색상에도 영향을 준다. 재현편의 색도와 전암대자율, 주요성분 등의 물리화학적 특성을 CT이미지를 통해 밀도의 차이로 확인할 수 있었으며, 미세조직과 흡수율, 겉보기기공률, 주요구성광물 등의 번조에 따른 특성 변화는 영상 분석에서 기물 내부의 기공 유무와 존재량, 균열의 발달과 확장으로 파악하였다.
이스카이크루즈 프로젝트의 지질은 주로 백악기 분지 내 퇴적암으로 구성되어있다. 본 역의 기저부는 암회색 셰일, 회색 사암 및 탄층이 협재된 오욘층의 쇄설성 암석들로 구성되어있다. 본 역 동부의 습곡대에는 중립질 괴상 및 백색의 규암을 배태한 치무층이 부존한다. 지질구조 관점에서, 본 역은 옥시덴탈 산맥 중앙부의 습곡 및 충상단층대에 위치해있다. 열수교대작용에 의해 광체가 생성되었으며 구성광종은 아연, 연, 은 및 동이다. 그리고, 층상규제형 광상은 산타층의 석회암에 배태되어있으며 까나이빠따 북부부터 안따빰빠 남부까지 12 km를 불연속적으로 연장되어있다. 또한, 산타 및 빠리후안카층에 배태된 불규칙한 철산화물 및 황화물 광체가 관찰된다. 지표에서 관찰되는 광화작용은 섬아연석과 부수적으로 방연석 및 황동석으로 구성된 1차 황화물과 산화작용을 받아 생성된 철 및 망간산화물로 구성된다. 스카른 광물에는 투각섬석, 석류석, 녹염석 및 석영이 수반된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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