• 대한토목학회논문집
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• 제43권5호
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• pp.555-566
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• 2023

본 연구에서는 콘크리트 부재에 저온 적용을 위해 SOL-GEL 기법을 이용하여 제조된 열에너지 저장 복합상변화물질(CPCM)를 개발하였다. 코어는 테트라데칸, 지지재는 활성탄(AC)을 각각 사용하였다. 진공 함침법을 이용하여 AC의 다공성 구조에 테트라데칸 상변화 물질(PCM)을 함침시키고, 테트라에틸오르토실리케이트(TEOS)를 사용한 SOL-GEL 공정을 이용하여 제조된 복합체에 실리카 겔을 얇게 코팅하였다. CPCM의 열 성능은 시차주사열량계(DSC)과 열 중량분석(TGA)을 통해 분석했다. DSC 결과 테트라데칸 PCM은 용융 및 동결 온도가 각각 6.4℃ 및 1.3℃이고 해당 엔탈피는 각각 226J/g 및 223.8J/g인 것으로 나타났다. CPCM은 7.1℃ 및 2.4℃에서 용융 및 동결 과정에서 각각 32.98J/g 및 27.7J/g의 엔탈피를 나타내었다. TGA 시험 결과 AC는 500℃까지 열적으로 안정하며, 이는 120℃ 정도인 순수 테트라데칸의 분해 온도보다 훨씬 높은 것으로 나타났다. 또한, AC-PCM과 CPCM의 경우 각각 80℃와 100℃에서 열분해가 시작되었다. CPCM의 화학적 정성 분석을 위해 푸리에 변환 적외선(FT-IR) 분광법을 이용하였으며, 그 결과 개발된 복합체가 화학적으로 안정함을 확인하였다. 마지막으로, SOL-GEL 공정 후 AC 표면에 실리카 겔의 얇은 층이 존재함을 확인하기 위해 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 AC와 CPCM의 표면 형태를 분석하였다.

• 한국안전학회지
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• 제23권1호
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• pp.66-71
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• 2008

$PcFe(4-VP)_2$[Pc: Phthalocyanine, 4-VP: 4-Vinylpyridine]와 $PcFe(VIM)_2$[VIM: 1-Vinylimidazole]의 제조를 재래식 방법인 유기용제 사용에 따른 폭발 및 유해증기 발생 위험성을 차단하기 위해 무용제 방식으로 ligand인 4-VP와 VIM을 반응매체로 하여 PcFe를 밀폐용기에서 용융시키는 새로운 방법을 도입, 제조하여 분말상 진청록색의 물질을 제조하였다. 이들 물질은 $CH_2Cl_2$에 가용성인 $PeFeL_2$형태의 물질이다. 제조된 물질을 ATR-FTIR, UV/Vis, DSC/TGA, Surface Resistivity Meter를 이용하여 분석한 결과 film 상태에서 UV/Vis 차단 특성이 뛰어남과 동시에 대전 방지특성을 나타내며 또한 내열성이 우수한 물질이 제조되어 사용 및 응용이 가능할 것으로 사료된다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제3권1호
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• pp.57-65
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• 2005

본 연구는 사용 후 핵연료의 금속전환 공정에서 발생되는 폐용융염을 고형화하는 방법으로 GRSS(Gel-Route Slabilization/Solidifcation)개념을 이용한 전처 리법을 제안하였다. Sodium silicate와 H3p04로 구성된 물질계에서는 SiO$_2$에 의해 형성되는 반응모듈 내에서 휘발성 핵종은 열적으로 안정한 화합물로 전환된다. 얻어진 생성물은 붕규산 유리매질과의 반응을 통하여 Li는 Li$_{3}$PO$\_4$ 형태로 유지되며 Cs 및 Sr은 유리매질내에 포용될 수 있다. 또한 sodium silicate, H$_{3}$PO$_4$ 및 ZrCl$_4$로 이루어진 물질계를 이용하여 내구성이 우수한 WZP 세라믹 고화매질을 합성하였다. $700^{circ}C$이상에서 NZP구조가 형성되며, Cs가 Li보다 우선하여 NZP구조를 형성하였다. 이상의 결과로부터, GRSS를 이용한 폐용융염의 전처리는 단순한 공정과 열적 안정성을 통하여 검증된 고화매질로 고형화가 가능토록하는 유효한 접근법이라 할 수 있으며, 수화학적 안정성의 검증을 통하여 ANL의 제올라이트를 이용한 고화법에 대한 대안이 될 것으로 기대된다.

• 암석학회지
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• 제24권2호
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• pp.141-147
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• 2015

알칼리 용융법으로 제조한 규산염 암석 참조물질(JR-3, JG-3, JGb-1, JB-1b) 유리원판에 대하여 레이저 삭마-유도결합 플라즈마 질량분석법(LA-ICP-MS)으로 미량원소를 분석한 결과의 신뢰도를 평가하였다. 희토류 원소를 포함하는 28개 원소 분석결과시 암석내 농도가 10 ppm 이상인 경우에는 측정의 상대표준편차(RSD)가 7% 이하이었으며, 10 ppm이하의 농도에서는 RSD가 다소 증가하기도 하지만 25%를 넘지는 않았다. 동일한 암석 참조물질로부터 이전에 보고된 분석자료의 평균과 비교하면 대부분의 경우 최대 10% 내외의 편차로 잘 일치하는 만족스러운 결과를 나타낸다. 알칼리 용융 유리원판을 이용한 LA-ICP-MS 분석법은 용액 ICP-MS 분석법에 비하여 전처리 과정을 대폭 줄이고 빠른 시간 내에 비교적 높은 정밀도로 고철질에서 규장질까지 대부분 암석의 미량원소를 분석할 수 있는 방법으로 평가된다.

• 암석학회지
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• 제25권3호
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• pp.261-281
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• 2016

제주도 현무암에 포획된 맨틀 페리도타이트에 대한 암석학적/지화학적 연구는 한반도 상부맨틀 암석권 진화에 대한 우리의 지식을 한층 높이고 있다. 제주도의 페리도타이트 포획암은 대부분 첨정석 레졸라이트이며, 그 외 하즈버가이트와 휘석암으로 이루어져 있다. 제주도 페리도타이트 포획암은 부분용융, 재결정변형작용, 교대작용을 경험한 후 맨틀에 남아있던 잔류맨틀물질임을 나타낸다. 이 포획암은 맨틀웨지 환경에 있었던 암석으로 분별부분용융에 의해 일차적으로 결핍과정을 겪었으며, 소규모의 전단대내 특정한 편압에서 소량의 반상쇄성-압쇄조직이 형성되는 재결정작용도 경험했다. 그 이후 페리도타이트는 섭입하는 슬랩 기원의 $SiO_2$, K, $H_2O$, LREE에 포화된 유체(혹은 용융체)에 의해 다양하게 교대/부화되었다. 슬랩 기원의 이 유체는감람석과 반응하여 사방휘석과 금운모를 이차적으로 형성하였다. 교대작용은 제4기 제주도 마그마 시스템보다 충분히 앞선 사건이었으며, 모마그마와는 성인적으로 관련이 없다. 이러한 교대작용에도 불구하고 제주도 상부맨틀 암석권은 비교적 높은 온도와 교대작용 이후에 주어진 충분한 시간에 의해 지화학적으로 완전한 평형상태에 도달하였다. 그 이후에 동해가 열리고 동아시아 암석권은 확장되어지면서 원시 제주암석권도 맨틀웨지 환경에서 판내부환경으로 변환되어진다. 제4기 판내부환경에서 제주도가 형성되면서 이때 상승하는 알칼리 현무암에 포획된 맨틀 페리도타이트가 지표면에 운반되어졌다. 제주 상부맨틀 암석권에서 일어난 이런 종류의 물질순환은 대륙지각하부 암석권맨틀의 진화에 상당히 중요한 역할을 했었을 것이며, 동아시아 아래 상부맨틀 암석권에 EM I, EM II와 같은 부화된 영역을 형성하는데 기여했을 수도 있다.

• 암석학회지
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• 제28권2호
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• pp.85-109
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• 2019

경기육괴 서부 당진지역에서는 흑운모 화강암, 우백질 화강암류, 화강섬록암, 각섬석 반려암, 석영 반려암, 토날라이트 등의 중생대 화성암이 확인된다. 당진지역의 중생대 주요 화성활동 시기는 ~227 Ma, ~190 Ma, ~185 Ma, ~175 Ma로 나타난다. 반려암류는 함수광물인 각섬석의 함량이 높게 나타나는 각섬석 반려암과 석영 반려암으로 주로 구성된다. 이들은 소규모 암주 상으로 연구지역 전역에서 관찰되고, 관입 시기는 185~175 Ma로 확인된다. 트라이아스기 흑운모 화강암($225{\pm}2.3Ma$)은 남부의 해미화강암($233{\pm}2Ma$, Choi et al., 2009)과 지화학적 성격이 유사한 충돌 후 화성암으로 판단된다. 흑운모 화강암의 주요 마그마 근원물질은 화강암질 대륙지각이지만, 이 암체가 소량의 고철질암을 마그마 근원물질로 갖거나 원시 마그마 형성 시소량의 맨틀 용융물(고철질 맬트)이 성분으로 기여했을 가능성이 있다. 쥐라기 화강암류와 반려암류는 고태평양판의 섭입과 관련되어 형성된 대륙호 화성암으로 판단된다. 우백질 화강암류는 화강암질 대륙지각의 용융에 의해, 반려암류는 부화된 맨틀의 부분용융에 의해 형성된 것으로 추론된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.101-108
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• 2019

본 연구는 석탄가스화발전(IGCC)에서 발생하는 부산물인 CGS에 대한 콘크리트용 잔골재로서의 활용성을 분석한 것이다. 즉, KS F 2527 "콘크리트용 골재"에서 천연 및 용융슬래그 잔골재에 해당하는 품질항목을 중심으로 CGS 1~12회분에 대한 물성평가를 실시하였다. 그 결과, 물리적인 특성으로 입자모양판정실적률, 안정성 및 팽창성은 KS의 품질기준을 전부 만족하였으나, 절건밀도와 흡수율은 7~12회분에서 품질이 불안정한 것으로 나타났다. 입도의 경우 불균일한 굵은 입자분포로 인해 품질이 다소 불안정하였고, 7~12회분은 입자가 너무 굵은 것으로 나타났다. 유해물질 특성으로 0.08mm체 통과량 또한 7~12회분의 일부 수준에서 KS기준을 벗어났으나, 염화물함유량, 점토덩어리, 석탄 및 갈탄은 모두 만족하는 것으로 나타났다. 한편, 화학성분은 1~6회분에서 $SO_3$를 제외하고 전부 만족하였으며, 유해물질 함유량 용출량은 함유량에서 7~12회분의 F를 제외하고 전부 규정치 이내로 나타났다. SEM분석 결과 1~6회분에 비해 7~12회분이 거친 표면성상 및 다공질을 보여 품질이 저하된 것으로 판단되었다. 따라서 향후 콘크리트용 골재로서 활용하기 위해서는 별도 조치를 통한 품질편차 감소가 필요하고, 양질의 골재와 혼합하여 품질을 보완한다면 골재수급난 해소 및 순환자원 활용에 긍정적으로 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제29권4호
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• pp.483-493
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• 1996

중부 옥천대에 분포하는 대보 화강암질 저반의 주원소, 미량원소 조성으로부터 조구조환경과 기원물질의 특징을 연구하였다. 화강암류는 흑운모 화강암, 조립질 반상화강암 및 화강섬록암으로 나눌 수 있다. 화강암류의 불규칙적인 Na, K 함량변화는 분별정출작용만으로 설명될 수 없고 기원물질의 불균질성이나 다양한 기원물질의 불완전한 혼합을 반영하는 것으로 생각된다. 대보 화강암에서 나타나는 친석 원소(LIL element)의 부화와 낮은 Ta/Hf비는 정상적인 칼크 알칼리 계열의 대륙 연변부 호 화강암의 특징과 부합된다. 희토류원소 변화양상으로 보아 $SO_2$ 함량이 높은 흑운모 화강암을 보다 염기성인 화강섬록암의 후기 분화체로 보기는 어렵다. 대보 화강암의 ${\varepsilon}_{Nd}(t)$값과 친석 원소의 함량은 서로 체계적인 변화를 보이지 않아 그들의 지화학적 특징이 초생적인 용융체와 지각 물질 사이의 혼합에 의해 규정되었을 가능성을 배제한다. 대보 화강암의 지구화학적 특징은 주로 기원물질의 고유한 불균질성을 반영한다고 보아진다.

• 공업화학
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• 제20권4호
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• pp.381-385
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• 2009

비균일계 촉매의 일반적인 형태는 촉매로서 활성이 있는 금속 혹은 금속 화합물을 표면적이 넓은 다공성 물질인 지지체에 분산 담지시켜서 금속의 표면적을 높이고 이로부터 금속의 분산이 높아지면서 촉매로서의 활성도 높아져 일반적인 반응에 응용되고 있다. 그러나 본 연구에서는 금속염을 이용한 액상 촉매의 제조 및 응용에 초점을 맞추었다. 일반적인 금속염들은 높은 온도에서도 용융되지 않지만 이 금속염 화합물에 다른 금속염 화합물을 함께 섞어 혼합시키면 이 혼합물이 보통의 비균일 촉매 반응온도인 $200^{\circ}C$에서 $400^{\circ}C$의 범위에서 액상으로 존재할 수 있게 된다. 고온에서 액상형태가 되는 용융된 금속염 혼합물(molten salt)을 지지체의 세공 내에 담지시켜 담지된 액상 촉매로서의 가능성을 알아보고 이들의 촉매 제조와 표면 연구에 초점을 맞추었다. 이들 금속염 혼합물은 종류가 매우 다양하여 여러 종류의 금속에 대하여 혼합염을 선택하여 응용할 수 있다. 본 연구에서는 일반적인 촉매로 많이 이용되고 있는 구리를 선정하고 이의 염화물인 염화구리(CuCl)와 함께 혼합되어 용융될 수 있는 금속염 혼합물을 만들기 위해 칼륨 염화물을 선택하여 CuCl-KCl 혼합염을 촉매 제조에 이용하였다. 이 금속염 혼합물을 지지체에 첨가시킨 양은 담지 시킬 알루미나 세공 부피의 약 25%로 하여 용융된 금속염의 표면적이 넓어지도록 하였고 제조 후의 표면은 SEM와 EDS를 이용하여 분석하였다. 금속염 혼합물은 염산 수용액을 이용하여 함침법으로 담지 시켰으며 제조한 직후와 제조한 후 금속염 혼합물을 용융점 이상으로 3 h 동안 열처리 한 후의 표면을 비교하였다. 실험 결과 표면에서의 CuCl-KCl의 조성은 일정하지 않았지만 이 열처리가 표면에서 금속염 혼합물의 형성을 촉진시키고 있음을 알 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제2권3호
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• pp.258-267
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• 1993

본 연구에서는 초고온 잠열 축열재를 이용한 에너지 저장 시스템을 개발하기 위한 첫 단계로 에너지 저장 시스템 내부를 구성하는 단일 축열재 모듈에 대한 축방열 특성에 관한 수치모델을 개발하였다. 잠열축열재는 Si와 Al이 각각 96.8%와 2.7%인 합금으로 Ca, Fe 및 Ti 등의 불순물을 함유하고 있으며, 그것을 둘러 싼 캡슬은 SiC와 흑연이 각각 58%와 42%인 합금으로 융점은 약 1673 K다. 재료분석 결과에 준하여 수치모델 개발에 필요한 물리·화학적 데이타를 참고문헌으로부터 인용하였으며 유체의 온도와 속도를 축열재의 축방열 특성에 관한 변수로 사용하였다. 상전이에 관한 해석은 겉보기 열용량 법(apparent capacity method)과 postiterative 법의 장점들을 이용하여 해석하였다. 수치해석 결과 가스의 온도가 실제 조업에 가까운 1773 K의 경우 잠열재가 축방향으로 빨리 용융되고 상대적으로 가스의 온도가 높아 온도 차이가 큰 3000 K의 경우 잠열재가 반경방향으로 빨리 용융되는 현상이 일어났다. 가스의 유속은 온도에 관계없이 느린 경우에만 용융시간에 영향을 주고 빠른 경우에는 융용시간이나 용융형태에 거의 영향을 주지 못하며, 유속이 느릴수록 축열재 내부 온도구배의 앞·뒤 비대칭성이 심해지는 것이 예측되었다.