태양광 모듈에서 태양전지를 연결해주는 인터커넥터로 리본 솔더로 SnPbAg가 사용되고, 옥외 태양광 발전에 장기간 노출시 리본의 부식으로 인한 열화가 흔히 관찰된다. 이러한 부식현상으로 인하여 리본과 태양전지의 접합이 약해져 접촉저항이 증가하고, 또한 리본 자체의 직렬 저항이 증가하게 되어 태양전지의 전압 전류 곡선에서 충진률 손실로 출력이 저하된다. 본 논문에서는 리본의 부식을 완화시킬 수 있는 방법으로 희생양극법을 이용하여 순수 알루미늄 및 아연, 알루미늄, 아연 그리고 마그네슘의 합금을 이용한 5가지 희생양극 소재의 부식에 의한 열화 저감을 연구하였다. 전기화학적 방법으로 희생양극 소재의 개방회로 전위와 폐쇄회로 전위를 측정하였고, 포텐시오다이나믹 분극 곡선을 측정하고, 영저항전류계를 이용하여 리본과 소재간의 갈바닉 전류를 측정하였다. 또한, 아세트산과, NaCl에 리본과 희생양극 소재의 부착 전후의 침지시험과 4셀 미니모듈로 제작한 후 1500시간 고온고습 시험 전후 출력을 평가하였다. 그 결과 Al-3Mg와 Al-3Zn-1Mg의 희생양극 소재가 부식속도가 느리고, 출력저하를 저감시킬 뿐만 아니라 장기 안정성에도 효과적인 것으로 평가된다.
본 연구에서는 혼합 콘크리트의 염소이온 고정화 능력, 수화물의 부식 억제 능력(Buffering capacity) 및 모르타르 내 철근 부식 측정을 통하여 콘크리트 내 철근 부식의 임계 염소이온 농도를 도출하였다. 실험 시 결합재로서 보통 포틀랜드 시멘트(OPC), 30% 플라이애시(PFA), 60% 고로슬래그 미분말(GGBS), 10% 실리카퓸(SF)를 치환한 혼합 시멘트를 사용하였다. 염소이온 고정화는 수분추출방법을 이용하여 측정하였으며, 시멘트의 부식 억제 능력은 결합재에 따른 산에 대한 저항성 측정을 통해 평가하였다. 염소이온이 함유된 모르타르 내 철근 부식은 재령 28일에 선형 분극 방법을 이용하여 측정하였다. 실험 결과, 염소이온 고정화 능력은 결합재 내의 $C_{3}A$ 함유량과 물리적 흡착에 의해 크게 영향을 받음을 알 수 있었다. 염소이온 고정화 정도는60% GGBS > 30% PFA > OPC > 10% SF 의 순으로 나타났다. pH 감소에 따른 시멘트의 부식 억제 능력은 같은 pH 값에서 결합재의 종류에 따라 다양하게 나타났다. 부식전류가 $0.1-0.2{\mu}A/cm^{2}$에 이를 때 부식이 발생한다는 가정하에, 부식에 대한 임계 염소이온 농도에 대하여 OPC는 1.03, 30% PFA는 0.65, 60% GGBS는 0.45, 10% SF는 0.98%로 각각 계산되었다. 그에 비해 임계 염소이온 농도의 새로운 표현방법으로 제시한 [$Cl^{-}$]:[$H^{+}$] 몰 농도비의 단위로 계산하였을 때, 임계 염소이온 농도는 결합재에 관계없이 0.008-0.009로 도출되었다.
In this study, GAC adsorption, ozonation and $O_3/GAC$ hybrid processes were investigated for treatment of humic acid. The degradation characteristics and efficiencies of humic acid in each process were evaluated through pH variation, $UV_{254}$ decrease, DOC removal, change of molecular size distribution and by-products formation. DOC removal rate in $O_3/GAC$ hybrid process (80%) was higher than arithmetic sum of ozonation (38%) and GAC adsorption process (19%) by synergism. $UV_{254}$ decrease rate of humic acid was also the highest than any other processes when treated in $O_3/GAC$ hybrid process. Molecular size distribution was not significantly changed in the GAC adsorption process. Main distribution of molecular size of humic acid was converted from 3 k~30 kDa into 0.5 k~3 kDa in ozonation. But the most of large molecular sizes of humic acid converted into small molecules(smaller than 0.5 kDa) in $O_3/GAC$ hybrid process. Quantities of formaldehyde and glyoxal formed in $O_3/GAC$ hybrid process were less than the ones in ozonation.
N-doped Titanium oxides were prepared by using urea as a source of nitrogen. The photoactivities of the doped $TiO_2$ were evaluated on the basis of degradation of humic acid in aqueous solutions with different light sources, ultraviolet lamp, fluorescent lamp and solar light. XRD analysis was conducted to identify the crystal structure of the synthesized photocatalysts. N-doped $TiO_2$ and $pure-TiO_2$ was anatase type. SEM results showed that spherical particles were formed, which are the characteristics of the anatase form. N doped $TiO_2$ showed higher $UV_{254}$ decrease ratio and DOC removal ratio compared to $pure-TiO_2$. The humic acid degradation reaction using the UV-A lamp and UV-C lamp was assigned to pseudo-first order reaction. For solar light, only $pure-TiO_2$ and $N-TiO_2$ exhibited the pseudo-first order reaction.
To advance luminance efficiency of Titania at visible range, N-doped $TiO_2$ was prepared by using ammonium hydroxide as a source of nitrogen. The photoactivities of the synthesized $TiO_2$ were evaluated on the basis of degradation of humic acid in aqueous solutions with different light sources, UV-C, UV-A and fluorescent lamp. As a result, at UV-C is high efficiency $UV_{254}$ decrease and TOC removal. In this study, the best synthetic conditions of N-doped $TiO_2$ were 5.0 M of ammonium hydroxide concentration and calcination temperature of $550^{\circ}C$. The degradation rate of humic acid as an evaluation of photoactivities of the catalysts were conducted with pH variation, decrease rate of molecular absorption, removal rate of total organic carbon and fluorescece evolution for humic acid solution. XRD and SEM were applied for analysis of surface analysis of the catalysts.
티타늄은 표면에 형성되는 보호성 부동태 피막 때문에 일반부식과 해수에서 내식성이 강하지만 염산, 황산, 인산 등의 산에서는 보호성 산화물 피막이 파괴된다고 알려져 있다. 본 연구에서는 Ti에 Al 및 V등을 첨가한 ${\alpha}+{\beta}$계에 대하여 $1066^{\circ}C$와 $966^{\circ}C$에서 5시간 용체화 열처리를 실시하고, 이 시편을 $550^{\circ}C$, $600^{\circ}C$, 및 $650^{\circ}C$에서 각각 1시간, 4시간, 8시간 및 16시간 시효열처리한 후 마이크로비커스 경도를 측정하고, 이 시편을 1N $H_2SO_4$ 용액에서 전기화학적 분극법으로 부식을 계측하였으며, 분극을 마친 시편의 표면을 현미경 조직사진으로 부식상태를 검토하였다. 시험 결과 용체화열처리한 시편이 모재와 시효열처리한 시편보다 높은 내식성을 나타내며. 용체화 온도가 높고 시간이 길어질수록 내식성은 증가하였다.
화학제염 기술은 산화제, 환원제, 금속이온, 무기산등이 혼합되어 있는 화학용액을 사용하여 원전기기 계통 내부에 생성된 고방사능 준위의 산화막과 오염물질을 제거하는 기술이다. 원전의 해체 및 유지보수에 있어 방사능 피복저감을 위한 필수적인 기술이다. 현재 원전 해체 산업은 잠재성이 높은 고부가가치 창출 산업으로 주목을 받고 있다. 원전 보유국의 경우, 기존 상용 제염기술과는 차별성 있는 제염기술을 확보하고자 노력하고 있다. 기존의 공정과 비교하여 공정비용 및 시간을 감소시킬 수 있어야 할 뿐만 아니라, 화학용액에 의한 원전 계통 금속 부품의 부식 및 손상을 최소화해야 한다. 금속 부품이 화학약품에 의한 부식손상을 받는다면 금속 부품의 수명 및 재활용 가치가 감소하기 때문에, 화학제염 기술 적용에 있어 용액에 대한 재료의 건전성 평가가 사전에 필히 이루어져야 한다. 본 연구에서는 원전 냉각재 펌프용 재료로 주로 사용되는 Stainless 304강을 시험편으로 선정하여, 화학제염 시험공정 3가지에 대한 부식손상 특성을 규명하였다. 산화공정은 과망간산($HMnO_4$) 용액을 공통으로 사용하였으며, 산화공정 종료 후 환원공정은 각 시험공정에 따라 시험공정 1은 옥살산($H_2C_2O_4$) 2000ppm, 시험공정 2는 옥살산($H_2C_2O_4$)1500ppm + 시트르산($H_8C_6O_7$)500ppm, 그리고 시험공정 3은 옥살산($H_2C_2O_4$) 3000ppm 용액을 각각 투입하여 수행하였다. 산화, 환원공정을 1Cycle로 하여, 각 시험공정 별로 총 5Cycle을 실시하였다. 각 시험공정 Cycle종료 후 시험편을 취외하여 무게감량측정, SEM(Scanning electron microscope) 분석, 3D현미경분석 그리고 타펠분극 실험을 실시하였다. 각 분석결과를 토대로 하여, Stainless 304강에 대한 화학제염 시 모델별 시험공정에 따른 부식특성을 규명하였다.
전단결합강도를 강화하기 위해 레이저를 이용한 부식과 산을 이용한 부식의 비교 연구가 많이 진행되어왔다. 본 연구에서는 Er,Cr:YSGG laser와 전통적인 산부식법을 혼합한 방법의 전단결합강도의 변화에 대한 평가를 하고자 한다. 교정적인 목적으로 발치된 64개의 건전한 소구치를 이용하여 16개씩 4개의 군으로 나누었다. 첫 번째 군은 37% 인산을 15초 적용시키는 전통적인 부식 방법을 택하였고, 두 번째 군은 물방울레이저로 1.5 W로 10초간 부식시킨 후 전통적인 산부식 방법을 시행하였다. 세 번째 군은 두 번째 군과 같지만 산부식을 먼저 시행한 후 물방울레이저로 부식시켰다. 네 번째 군은 물방울레이저를 이용하여 1.5 W로 15초간 부식시켰다. 이후 전단결합강도의 측정 및 치아 표면의 특징 관찰, 그리고 접착제잔류지수를 평가하였다. 두 번째, 세 번째 군은 첫 번째, 네 번째 군에 대하여 전단결합강도가 높게 측정되었다. 하지만 두 가지 기법의 복합사용 순서를 달리한 두 번째, 세 번째 군 사이에는 통계적으로 유의한 차이가 나지 않았다. 기존 산부식을 이용한 브라켓 접착법보다 산부식과 Er,Cr:YSGG laser를 복합적으로 사용 시, 향상된 전단결합강도를 얻을 수 있다.
1994년 11월에 나타난 고리 1호기 증기발생기의 전열관 누설에 대한 원인 조사결과, 손상원인은 2차측 응력부식균열(ODSCC)로 밝혀졌으므로, 이에 따른 단기적인 손상완화대책으로 (1) TiO$_2$와 보론산을 첨가한 틈새 세정, (2) TiO$_2$를 첨가한 하이드라진 담금, (3) $Na^{+}$/Cl$^{-}$ 몰비 조절, (4) 용존산소 제거, (5) T$_{HOT}$ 감소 등을 선정하였다. 이와 같은 완화 대책을 적용한 경우의 ODSCC 손상진전율을 확률론적으로 분석한 결과, 증기발생기교체(1998년 예정) 이전까지 전열관 누설에 의한 운전정지 가능성은 매우 낮게 나타났다.
본(本) 연구(硏究)에서는, 유기(有機)리간드-중금속(重金屬) 착염형성(錯鹽形成) 원리(原理)를 적용(適用)하여 수용액(水溶液) 중(中) 중금속(重金屬)을 제거(除去)하는 방법(方法)을 연구(硏究)하는 일환(一環)으로, 침전형성(沈澱形成) 반응(反應)에 미치는 중금속(重金屬)의 농도(濃度), pH 및 온도(溫度)의 효과(效果)를 조사(調査)하였다. 부숙(腐熟)된 퇴비(堆肥)로부터 추출한 부식산(腐植酸)과 훌브산(酸)을 중금속(重金屬) 수용액(水溶液)과 반응시켜 침전(沈澱)시키고, 복합체(複合體)를 여과법(濾過法)에 의해 분리(分離)하여 중금속(重金屬)의 제거효율(除去效率)를 측정했다. 상대(相對) 리간드가 부식산(腐植酸)일때, 침전형성에 미치는 중금속(重金屬)의 농도효과(濃度效果)를 3가지 유형(類型)으로 나타났다. 중금속의 처리농도가 일전 수준(水準)에 도달하기 전(前)까지는 농도(濃度)가 증가해도 침전(沈澱)이 형성되지 않았으며, 그 후(後)부터는 침전형성율(沈澱形成率)이 증가하여 포화점에 도달했고, 포화점을 지나서는 다시 감소하였다. 침전형성(沈澱形成)을 시작(始作)할 수 있는 중금속(重金屬)과 리간드의 농도비율(濃度比率)은 중금속(重金屬)의 종류(種類)와 리간드의 농도(濃度) 의존성(依存性)을 보여 주었다. 포화침전(飽和沈澱)을 형성할 때 1mg의 부식산과 침전을 형성할 수 있는 양(量)은 Pb가 Cu에 비해 1.3배 이상 많았다. 반면에 상대(相對) 리간드가 훌브산(酸)인 경우 중금속의 침전농도(沈澱濃度)는 중금속(重金屬)의 처리농도(處理濃度)에 비례하여 증가(增加)하였다. 훌브산(酸)에 의한 Pb의 침전효율(沈澱效率)은 훌브산(酸)의 농도(濃度)에 관계없이 거의 100%였으나, Cu는 훌브산(酸)의 농도(濃度)가 높을수록 높았으며, 12~19%였다. pH는 Pb과 FA사이의 침전형성량(沈澱形成量)에 큰 영향(影響)을 미쳤으며, pH가 한 단위(單位) 증가(增加)할 때 침전형성율(沈澱形成率)은 최고 6배까지 증가하였다. 침전형성농도가 급증(急增)하는 pH의 범위는 유기(有機)리간드의 pH 급변구간(急變區間)과 일치(一致)했다. 반응온도는 부식산(腐植酸)과 중금속(重金屬)사이의 침전형성율(沈澱形成率)에 영향을 미치지 않았다. 그러나, 반응온도가 $15^{\circ}C$에서 $55^{\circ}C$로 증가함에 따라, Cu-훌브산의 침전형성율은 2배 가량 증가하였으며, Pb-홀브산의 경우는 6%의 증가를 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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