• 대한기계학회논문집A
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• 제31권12호
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• pp.1157-1164
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• 2007

Ceramic honeycomb structures have performed successfully as catalyst supports for meeting hydrocarbon, carbon monoxide and nitrous emissions standards for gasoline-powered vehicles. Three-way catalyst converter has to withstand high temperature and thermal stress due to pressure fluctuations and vibrations. Thermal stress constitutes a major portion of the total stress which the ceramic catalyst support experiences in service. In this study, temperature distribution was measured at ceramic catalyst supports. Thermal durability was evaluated by power series dynamic fatigue damage model. Radial temperature gradient was higher than axial temperature gradient. Thermal stresses depended on direction of elastic modulus. Axial stresses are higher than tangential stresses. Tangential and axial stresses remained below thermal fatigue threshold in all engine operation ranges.

• 한국정밀공학회지
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• 제27권9호
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• pp.58-66
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• 2010

This study examines thermal safety on three-way catalyst that dominates 70 % among whole exhaust gas purification device in 2003. Three-way catalyst durability in the Korea requires 5 years/80,000 km in 1988 but require 10 years/120,000 km after 2002. Three-way catalyst durability in the USA requires 7 years/120,000 km but require 10 years/160,000 km after 2004. Three-way catalyst maintains high temperature in interior domain but maintains low temperature on outside surface. Therefore this device shows tensile stress on outside surface. Temperature distribution of three-way catalyst was acquired by thermal flow analysis for predicted thermal flow parameter. Thermal stress analysis for three-way catalysis was performed based on this temperature distribution. Thermal safety of three-way catalyst was estimated by power law dynamic fatigue life estimation and strength reduction methods for thermal stress.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.48-54
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• 2002

Since photocatalysts are activated by lights of UV wavelengths, plasma is alternatively used as a light source for a photocatalytic reactor. Light intensity generated by plasma is proportional to the surface area of catalytic material, and this, in many practical applications, is prescribed by the geometry of a plasma generator. Thus, it is crucial to increase the surface area far sufficient light intensity for photocatalytic reaction. For example, in a pack-bed type reactor, multitudes of beads are used as a substrate in order to increase the surface area. Honeycomb monolith type substrate, which has very good surface area to volume ratio, has been difficult to apply plasma as a light source due to the fact that light penetration depth through the honeycomb monolith was too short to cover sufficient area, thus resulting in poor intensity for photocatalytic reaction. In this study, nonthermal plasma generation through a photocatalytic reactor of honeycomb monolith substrate is investigated to lengthen this short penetration depth. The ceramic honeycomb monolith substrate used in this study has the same length as a three way catalyst used fur automotive applications, and it is shown that sufficient light intensity for photocatalytic reaction can also be obtained with honeycomb monolith type reactor.

• 유기물자원화
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• 제11권2호
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• pp.110-116
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• 2003

본 연구는 부숙촉진 미생물이 배양된 복합세라믹 담체를 처리하여 고속발효기를 통한 돈분 퇴비화 과정 중 퇴비 부숙도와 품질안정성을 분석하여 그 이용성과 효용성을 평가하기 위해 수행하였다. 각 처리구는 대조구(C), 미생물 처리구(M), 미생물 및 천연 제올라이트 처리구(M+Z). 미생물 및 합성 제올라이트 처리구(M+SZ), 미생물 및 복합세라믹 담체 처리구(M+CZ)등 5개의 처리구를 두고 실험을 실시하였다. 이에 대한 결과는 다음과 같았다. 온도 변화는 미생물제재 및 제올라이트의 첨가 유무와 종류에 상관없이 모든 처리구에서 유사한 온도변화를 보였으며, 미생물처리구가 대조구보다 약간 온도가 높은 결과를 나타났다. pH 변화는 대조구보다 모든 처리구에서 높게 나타났으며, M+CZ와 M+SZ 처리구에서 다소 높았다. 그리고 T-C, T-N 및 C/N율의 결과를 보면 총탄소의 변화는 M+CZ 처리구가 가장 감소폭이 큰 것으로 나타났으며, M+Z 처리구도 대조구와 미생물처리구보다 감소가 두드러졌다. 전질소는 각 처리구별로 1.4~1.8% 정도였으며, 처리구간의 큰 변화는 없었다. 또한 C/N비는 총탄소의 변화가 큰 M+CZ 처리구와 M+SZ 처리구에서 대조구와 미생물 처리구보다 다소 낮은 결과로 약 21.4~23.3의 결과를 보였다. 부숙도 평가를 위한 식물독성시험 결과 역시 M+CZ 처리구와 M+SZ 처리구에서 가장 높은 약 110 정도의 G.I 값을 나타내었다. 결론적으로 복합세라믹 담체를 이용한 돈분 퇴비화 과정중 퇴비의 이화학적 특성변화와 부숙 안정도의 측면에서 볼 때 그 효용성이 인정되었다고 판단된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제42권3호
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• pp.165-170
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• 2005

Sol-gel 공정에 의해 제조된 세라믹 분리 막은 보다 순수한 재료를 이용할 수 있고, 균일성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 다양한 복합체도 넓은 범위에서 반응을 유도할 수 있다는 장점을 가지고 있어 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 sc,1-gel 공정을 이용하여 Tetraethyl ortho-silicate(TEOS)-Polyethylene glycol(PEG)계 organically modified silicate(ORMOSt)sol을 합성하였다. Polymer분자량을 변수로 하여 sol 합성 후 특성 변화를 점도와 겔화 시간을 측정함으로써 관찰하였다. 합성된 sol을 다공성 담체 위에 dip-coating법을 이용하여 막을 제조하였으며, SEM관찰을 통해 분리 막의 미세구조를 확인하였다. 합성 복합 막의 Oil/water 에멀젼의 처리효율을 cross-flow 타입의 막 분리 장치를 이용하여 확인하였다. Ormosilsol은 유기물의 분자량이 증가될수록 보다 쉽게 코팅 층을 형성 시킬 수 있었고, 담체를 용매에 담지 시켜 코팅 물질이 담체의 기공내로 침투될 때의 모세관력을 줄임으로써 크랙이 방지된 얇은 막을 얻을 수 있었다. Colloidal sol 코팅 막에 비해 ormosil sol코팅 막은 분리효율 뿐 아니라 flux 특설이 시험 5분경과 시점에서 약 $200\;l/m^2h$이상 향상되었음을 확인 할 수 있었다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1994년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.58-58
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• 1994

슬립캐스팅법으로 제조한 튜브형 $\alpha$-알루미나 담체 (평균기공크기 = $0.1 \mum$)에 졸-겔 침지코팅(dipcoating) 또는 가압코팅 (pressurized coating) 법에 의하여 극미세입자 $\gamma$-AlOOH, $TiO_2, SiO_2$, 및 aluminosilicate diphasic 졸을 코팅한 후 300 ~ 500$\circ$C 에서 열처리하여 세라믹 복합막을 제조하였다. 복합막 전체에 대한 균열유무는 $N_2$ 기체투과율의 평균압력에 대한 의존성으로부터 평가하였으며, 한외여과 (ultrafiltration)에의 응용성을 규명하기 위하여 막의 재질 및 제조조건에 따른 polyethylene glycol (PEG) 수용액의 분획분자량 변화를 측정하였다. 합성 세라믹 복합막의 분획분자량 측정 결과 $SiO_2$의 경우 2,000 정도로 매우 우수하였으며 $\gamma-Al_2O_3, TiO_2$, 그리고 aluminosilcate 막들은 6,000 ~ 10,000 범위 값을 갖고 있었다. 또한 막의 기공크기 및 분획분자량을 제어하기 위한 방법으로서 $TiO_2$ 복합막을 300 ~ 700$\circ$C 에서 열처리하였으며 이들에 대한 분획분자량 변화를 비교 분석하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제36권3호
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• pp.244-254
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• 1999

폐윤활유 재생용 TiO2 한외여과막은 정밀영과용 지르코니아 복합막(즉, 복층담채) 및 알루미나 단층 담체(기공크기 0.1$mu extrm{m}$)상에 졸-겔 코팅법에 의하여 TiO2 분리막 층을 코팅하여 제조 하였다. TiO2 졸의 특성 분석을 통하여 봉입침지(sealed dip-coating) 및 가압 코팅(pressurized coating)법으로 결함이 없는 TiO2 복합막을 제조할 수 있는 코팅조건을 최적화 하였다. 합성 TiO2 한외여과막의 분리막층 두께는 1$\mu\textrm{m}$이하의 범위에서 조절되었으며,기공값을 보여주었으며 75$0^{\circ}C$까지 열처리하여도 80%정도의 용질배제율(기공크기 22.5nm)을 유지하는 점으로 봐서 고온 공정을 요하는 폐윤활유 재생막으로서 충분한 열적 안정성을 갖고 있었다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1996년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.59-59
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• 1996

막분리에 의한 폐윤활유 재생공정을 개발하기 위한 기초 연구로써 폐윤활유 분리/재생용으로 적합한 복층(multilayer)세라믹 복합막의 제조와 합성막의 폐유 분리 효율등이 연구되었다. 결함이 없고 두께가 균일한 지르코니아 복합막 (기공크기 0.07 $\mu$m 이하)은 압출 성형법으로 제조한 튜브형 $\alpha$-알루미나 담체 (외경 7.8 mm, 두께 0.6 mm, 기공크기 0.7 $\mu$m)내부표면에 역침지 인상법(reverse dip-drawing technique)에 의하여 지르코니아 슬러리를 코팅 한 후 950$\circ$C에서 1시간 열처리하여 제조 되었다. 또한 지르코니아 복합막 위에 니타니아 졸-겔 코팅을 한 후 450$\circ$C에서 2시간 열처리하여 기공크기가 15 nm정도인 3층 복합막을 제조 하였다. SEM, Bubble Point Test, Mercury Porosimeter 그리고 분획 분자량 측정등에 의하여 복합막의 코팅층 두께, 결함유무 및 막의 기공크기등을 분석하였다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1995년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.67-67
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• 1995

Metal-working lubricants, metal-finishing bath wastes, mechanical oil-water emlsion 등과 같은 공업 폐수들은 보통 0.1 $\mu$m 이하의 크기를 가지는 oil-in-water 에멀젼이 약 2 wt% 정도 포함되어 있어, oil의 함량이 30 wt% 이상이 되도록 농축시킨다면 재사용이 가능하게 되며, 정밀여과막이나 한외여과막으로 oil을 분리할 수 있다. 본 실험에서는 압출성형법으로 제조한 튜브형 다공성 $\alpha-Al_2O_3$ 담체(평균 기공 크기 = 0.7 $\mu$m, 길이:200,600mm, 직경:8mm, 두께:0.8mm) 위에 슬립 캐스팅법을 이용하여 TiO$_2$ 막을 코팅한 후 925$\circ$C에서 2시간 동안 열처리하여 정밀여과용 세라믹 막을 제조하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권9호
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• pp.857-862
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• 2002

석탄회와 벤토나이트 및 이스트 분말의 성형체를 800∼1,000$^{\circ}C$에서 1시간 소성하여 수질정화용 미생물 고정화 세라믹 담체를 제조하여 기공${\cdot}$기계적 특성을 조사하였다. 석탄회와 벤토나이트(FB)시편은 벤토나이트의 첨가량과 소성온도가 증가함에 따라 기공특성은 감소하였으나 압축강도는 증가하였다. 800∼1,000$^{\circ}C$에서 소성한 FB시편은 압축강도 89.6∼128.9 kgf/$cm^2$, 부피비중 1.25∼1.43, 겉보기비중 1.61∼1.78, 기공률 27.2∼62.2%, 평균기공경 7.9∼25.6${\mu}m$, 기공용적 8.9∼$22.2{\times}10^{-5}\;cm^3/g$ 및 비표면적 35.2∼134.3 $m^2/g$을 나타내었다. 이스트 분말을 첨가한 FBY시편은 FB시편에 비하여 기공특성이 향상되었으나 압축강도는 감소하였다. 9F1B시편에 10wt%의 이스트 분말을 첨가하여 900$^{\circ}C$에서 1시간 소성한 9F1B1Y시편은 압축강도 98.7 kgf/$cm^2$, 부피비중 1.20, 겉보기비중 1.67, 기공률 68.1%, 평균기공경 48.9 ${\mu}m$, 기공용적 $29.5{\times}10^{-5}\;cm^3/g$ 및 152.2 $m^2/g$의 비표면적을 나타내었으며, 담체의 기공에 S. saprophyticus의 부착특성이 양호하여 수질정화용 미생물 고정화 담체로 이용이 가능하였다.