• 한국건축시공학회지
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• 제19권5호
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• pp.401-409
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• 2019

본 논문은 고갈되고 있는 천연자원의 대체 원료로서 알루미나 산업에서 부산물로 발생되는 레드머드를 재활용하고자 하였으며, 레드머드를 소성하여 세라믹 소재로 적용하기 위하여 실험실 환경에서 레드머드를 배합 및 온도에 따라 레드머드 세라믹을 제조하여 점토벽돌 제조용 원료로서 기초 특성을 검토하고자 한다. 본 논문의 범위에서는 레드머드 배합조건별 KS L 4201와 압축강도 및 흡수율을 비교하였을 때 1종의 경우 2개의 조건, 2종의 경우가 3개의 조건에서 규격을 만족하는 것으로 나타났으며, 레드머드를 점토벽돌 원료로 활용할 경우 레드머드 첨가량은 10%이하 소성온도는 $1200^{\circ}C$가 적절할 것으로 판단된다. 향후 레드머드를 점토벽돌 원료로서 실제 현장에 적용하기 위해서는 다양한 시료와 소성온도가 검토되어야 할 것으로 판단된다.

• 멤브레인
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• 제31권3호
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• pp.184-199
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• 2021

공유결합 유기 구조체(COF)의 한 가지로서, 공유결합 트리아진 구조체(CTF)는 이온 열 삼량 체화 반응을 통해 제조된 반복되는 육각형 트리아진 고리의 네트워크로 구성되어 본질적으로 다공성 구조를 가진다. 또한 일부 화학 물질에 대한 친화성을 높이고 다른 화학 물질을 배제하는 많은 질소 작용기를 포함한다. 조절 가능한 특성 때문에 많은 연구자들이 기체 및 액체 분리 공정을 위한 CTF의 소재를 합성하고 테스트했다. 새로운 CTF, 혼합 CTF 복합재 및 CTF 멤브레인에 대한 다양한 연구가 기체흡착, 기체분리(예 : CO₂, C₂H₂, H₂ 등) 및 담수화에 대해 연구되었다. 일부 CTF 연구는 고급 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 한계와 잠재력을 결정했으며 후속 실험에서는 광촉매 특성에 대한 CTF를 테스트하여 더 큰 지속 가능성을 위한 재활용 가능성을 제안했다. 이 총설에서는 공유결합 트리아진 구조체 기반 분리막에 대해 설명할 예정이다.

• 한국주조공학회지
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• 제41권2호
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• pp.139-143
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• 2021

타이타늄 합금 중 페로-타이타늄은 철강 업계에서 철강과 스테인리스강을 생산하는데 사용되는 주요 첨가물이다. 본 연구에서는 고품질의 페로-타이타늄 합금을 주조하기 위해 경제적인 면을 고려한 저비용 타이타늄 스크랩을 활용하고자 하였다. 먼저 재활용 타이타늄 스크랩의 표면에 형성되어 있는 절삭유 및 불순물을 제거하기 위한 최적의 전처리 공정을 연구하였다. 일반적인 세척 방법인 산이나 유기용제는 세척이 용이하나 환경적으로 문제가 되므로 친환경적인 방법을 고안하여 적용하고자 하였다. 또한, 타이타늄 스크랩을 활용하여 고품질의 페로-타이타늄 잉곳을 제조하고 성분 분석을 통해 불순물과 특성을 상용 소재 규격과 비교 분석하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제30권2호
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• pp.3-13
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• 2021

니켈은 우수한 인성, 전성과 함께 내식성 향상 효과 때문에 널리 사용된다. 따라서 니켈은 우리 일상 생활에서 없어서는 안 될 금속으로, 스테인리스강, 고강도합금, 전자기기 등 기초부터 첨단 응용 분야까지 널리 사용되고 있다. 최근 니켈은 2차 전지 및 커패시터의 주요 소재로 널리 사용되고 있다. 니켈의 사용량은 계속 증가하여 1970년대 전 세계적으로 연간 80만 톤에서 2010년대에는 약 200만 톤으로 증가했다. 그러나, 니켈은 지각 중 원소 존재도에서 23번째로 대표적인 희소금속이다. 본 연구에서는 니켈 제련기술의 현황과 생산량 및 사용 동향에 대해 조사하였다. 니켈은 광석의 종류에 따라 매우 다양한 제련법으로 추출된다. 이러한 다양한 니켈 제련기술은 니켈 2차 자원으로부터 니켈을 추출하는 새로운 재활용 프로세스의 개발에 필수적일 것이다.

• 한국분말재료학회지
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• 제29권2호
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• pp.159-165
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• 2022

Rare earth elements, which are important components of motors, are in high demand and thus constantly get more expensive. This tendency is driven by the growth of the electric vehicle market, as well as environmental issues associated with rare-earth metal manufacturing. TC 298 of the ISO manages standardization in the areas of rare-earth recycling, measurement, and sustainability. Korea, a resource-poor country, is working on international standardization projects that focus on recycling and encouraging the domestic adoption of international standards. ITU-T has previously issued recommendations regarding the recycling of rare-earth metals from e-waste. ISO TC 298 expands on the previous recommendations and standards for promoting the recycling industry. Recycling-related rare earth standards and drafts covered by ISO TC 298, as well as Korea's strategies, are reviewed and discussed in this article.

• 토지주택연구
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• 제14권2호
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• pp.137-145
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• 2023

본 연구에서는 매립석탄재를 이용한 CLSM의 실질적인 기술개발의 일환으로 매립석탄재의 입도분포 및 미립자 함량 등 물성에 따른 CLSM의 유동성, 블리딩 속도, 강도 등의 특성을 검토하였다. 그 결과 채취한 매립석탄재는 밀도 특성과 입도 분포가 다른 것으로 나타났으며 비산재의 양이 많고 혼합수를 많이 첨가한 시편의 경우 블리딩 비율이 기준을 만족하지 못하였고 압축강도 시험 결과, 4시간 동안 0.5MPa 이상의 강도발현은 단위결합재량이 200 이상인 반수석고를 사용한 시편의 경우 만족스러운 것으로 나타났다. 나머지 석고는 강도발현이 불량한 것으로 나타나 매립석탄재는 CLSM 소재로 활용이 가능할 것으로 판단되나 각 발전사의 회처리장에 매립된 석탄재의 물리화학적 특성을 규명하고 적용할 필요가 있다.

• Composites Research
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• 제37권2호
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• pp.115-125
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• 2024

환경에 대한 범세계적인 문제와 관심이 고조되는 가운데 자동차 산업에서도 친환경 소재로의 전환이 가속화되고 있다. 자동차 산업에서 친환경 복합재료는 차량 내부 및 비 구조 부품에 주로 사용된다. 특히 천연섬유 복합재료는 차량의 경량화로 연료 소비와 온실가스 배출을 줄이는데 도움을 주며 재활용이 가능하고 우수한 열적 특성과 내구성을 가지고 있어 자동차 내장 부품에 적합하다. 아울러 생산 비용 절감과 지속 가능성은 천연섬유 복합재료의 주요 장점이다. 친환경 복합재료 시장은 2022년부터 2030년까지 연평균 성장률 15.3%로 864억 3천만 달러 규모로 성장할 것으로 기대되며, 천연섬유 복합재료 시장은 2023년부터 2028년까지 연평균 5.3% 성장해 4억 2,400만 달러에 이를 것으로 예상된다. 본 리뷰 논문에서는 천연섬유 복합재료를 중심으로 차세대 자동차용 친환경 복합재료의 연구 동향과 실제 자동차 산업에서의 적용에 대해 탐구한다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권6호
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• pp.44-51
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• 2022

현재 전기로(EAF) 제강 공정에서는 내화재 보호 및 탈황능 개선을 위해 MgO 함유 Flux인 경소돌로마이트를 사용하고 있으며, 탈산 효과와 동시에 Slag foaming을 통한 전력에너지를 저감시키기 위해 가탄제를 투입하고 있다. 본 연구에서는 상기 효과들을 경제적으로 달성하기 위해 폐 MgO-C계 내화재를 사용하고자 한다. 폐 MgO-C계 내화재는 현재 대부분 재활용되지 못하고 폐기되고 있는 실정이지만 다량의 MgO와 흑연 성분을 함유하고 있어 제강용 Flux로서의 효용가치가 입증되면 대량 재활용이 가능할 것으로 기대된다. 본 실험에서는 상용 EAF slag 조성을 토대로 Target 조성 범위를 설정하였다. Target EAF slag가 원만히 형성될 수 있도록 하기 위해 Flux와 함께 투입될 Pre-melt base slag를 제조하였다. Pre-melt base slag는 SiO₂, Al₂O₃, FeO를 혼합하여 알루미나 도가니에 장입 후 1450℃에서 1시간 이상 가열하여 제조하였다. 이후 제조된 Pre-melt base slag에 혼합 Flux #2(경소돌로마이트+폐 MgO-C계 내화재+석회석)을 가하여 용융반응 시험을 수행하고 그 결과를 기존 제강 Flux에 해당하는 혼합 Flux #1(경소돌로마이트+석회석) 경우와 비교 평가하여 그 대체 가능성을 평가하였다. 신뢰성있는 평가를 도출하기 위해 XRD, XRF 및 Slag foam height, Slag basicity, 철 회수 등의 평가를 종합하였다.

• Composites Research
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• 제36권1호
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• pp.1-15
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• 2023

미래모빌리티의 발전 기대에 따라 에너지 소비 절감에 대한 수요가 증가하고 있다. 경량구조용소재는 온실가스 배출 감소 및 에너지 효율 향상을 위한 방안으로 알려져 있다. 특히, 섬유강화복합재료(FRP, fiber reinforced polymer composite)는 뛰어난 기계적 특성 및 낮은 무게로 인해 기존 합금을 대체할 수 있는 소재로 주목받는다. 본 논문에서는, 탄소섬유강화복합재료(CFRP, carbon FRP) 및 자기강화복합재료(SRC, self-reinforced composite)의 산업 적용 및 연구 동향을 강화재, 고분자 매트릭스 및 공정에 기반하여 검토하였다. 항공분야에서 주로 활용되는 에폭시 수지 기반 오토클레이브 공법의 높은 공정단가 및 긴 제조시간을 극복하기 위하여, 속경화성 에폭시 수지를 이용한 고압수지이송성형 공정으로 CFRP가 적용된 전기자동차의 양산을 보고하였다. 또한, 탄소섬유복합재료의 재활용 이슈를 해결하기 위한 열가소성 수지 기반 CFRP 및 계면 향상 방안들이 재료 및 공정 측면에서 검토되었다. FRP의 우수한 기계적 특성을 유도하는 주요한 요인으로 알려진 완벽한 매트릭스-강화재 계면을 형성하기 위하여, 고분자 섬유에 동일한 매트릭스를 함침시킨 SRC에 대한 연구들이 보고되고 있다. 다양한 열가소성 고분자에 기초한 SRC의 물리적 및 기계적 특성들을 고분자 배향 및 복합재료 구조 측면에서 검토하였다. 또한, 고연 신 폴리프로필렌 섬유 기반 SRC의 공정창 확장을 위한 공중합체 매트릭스 전략이 논의되었다. 경량구조용소재의 CFRP 및 SRC 적용은 미래모빌리티의 에너지 효율 향상에 대한 잠재적인 선택을 제공할 수 있다.

• 한국가정과교육학회지
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• 제22권1호
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• pp.51-65
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• 2010

본 연구의 목적은 중학생의 로하스 의식을 함양시키는 것이다, 이를 위해 중학교 2학년 기술 가정 '의복의 선택과 관리' 단원에서 로하스 관련 교육 내용 요소를 추출하여 학습 주제를 선정하고 실천적 문제 중심 교수 학습 과정안을 개발하여 수업에 적용하였다. 개발된 교수 학습 과정안은 경기도 시흥시 소재 중학교 2학년 8학급 학생을 대상으로 학급별로 5차시씩 적용하였다. 교수 학습 과정안의 학습 주제는 로하스 소비와 관련하여 일반적인 의식, 오가닉 패션, 천연 자연소재 섬유, 재활용 소재 패션, 천연 염색 총 5가지이며 총괄 실천적 문제는 '로하스 의식을 함양하기 위해 나는 무엇을 해야 하는가?'로 설정하였다. 각 교수 학습 과정안의 특징은 문제 인식의 도입 단계에서 정보 탐색 및 정보 선택을 하는 전개 단계를 거쳐 실천적 추론을 하는 정리 단계로 구성되었다는 것이며, 총 5차시에 걸쳐 활동지와 읽기 자료, 교사 도움 자료를 포함, 총 34개의 자료를 개발하여 로하스 의식을 함양할 수 있게 하였다. 교수 학습 과정안을 수업에 적용한 결과 로하스 의식은 일반적인 로하스 의식, 의복의 선택과 관련한 로하스 의식 모두 수업 전보다 수업 후 유의미하게 함양되었다. 또한 학생들은 본 수업이 로하스 의식 함양에 도움이 되었고 이로 인해 의복의 선택과 관련하여 소비 생활에 대한 생각 및 태도가 많이 변화되었다고 하였다. 본 연구는 학생들이 로하스 소비라는 국가 사회적 흐름에 동참하며, 사회가 요구하는 소비자로서의 자질을 갖추도록 했다는 점에서 교육적 의의를 가진다. 더불어 가정과 교육에서 건강과 환경, 사회를 위하여 로하스 의식 함양을 위한 다양한 교수 학습 과정 안이 개발되어야 할 것이다.