캐패시터(capacitor)의 고주파(수십MHz) 전기장에서 유전손실(dielectric loss)에 의한 유리의 용융 및 합성에 관한 이론적 고찰이 수학적 모델에 의하여 이루어졌다. 유전 가열법에 있어서 캐패시터에 놓여진 유전체가 흡수하는 에너지는 용융인자(전압, 주파수)와 피시물(유리)의 전기, 물리적 성질[유전율(${\epsilon}$). power factor($tan{\delta}$)]에 의존한다. 본 연구에서는 이러한 물성들의 온도 의존성뿐만 아니라 외부로의 열손실 등이 조사되었으며, 특성 분석을 통해 최적의 용융 모델을 설계하였다.
자동차 폐촉매로부터 폐촉매 중에 함유되어 있는 백금족 금속(Pt, Rh, Pd)를 회수하는 방법으로는 크게 건식법과 습식법이 현재 이용되고 있다. 본 연구에서는 건식 용융법으로 폐촉매로부터 백금족 금속 회수하기 위한 기초 실험으로 포집금속으로 Fe와 Cu을 사용하여 폐촉매를 용융하였을 때 각각의 농도 변화를 비교함으로써 용융 조건과 적정 포집금속으로 찾는 것을 목적으로 하였다. 본 실험으로 얻어진 결과를 요약하면 Fe을 포집금속으로 히는 것이 Cu을 포집금속으로 사용하는 것보다 회수율 측면에서 유리하였으며, 용융 처리 온도는 $1,500^{\circ}C$에 비교하여 $1,600^{\circ}C$ 용융 하였을 때 슬래그 중 잔류하는 백금족 금속의 농도 변화율이 크게 향상되었다. 용융 온도 $1,600^{\circ}C$의 경우 처리 후 슬래그 중 백금족 원소인 Rh, Pd, Pt의 평균 농도는 각각 6.21 ppm, 5.98 ppm, 6.97ppm으로, 이는 용융 온도 $1,500^{\circ}C$시 보다도 슬래그 백금족 원소 중 Rh와 Pd는 농도변화율 측면에서 각각 50.58%, 55.31%향상되었다. 그러나 폐촉매 중의 Pt의 초기농도가 12.9 ppm으로 낮아 용융처리 후 농도변화율의 비교가 어려웠다.
중대사고시 원자로 압력용기내 또는 원자로 공동(cavity) 내에서의 노심용융물은 주입되는 물로 인하여 물과 접촉하는 표면이 냉각되면서 피막층(crust)이 형성된다. 이러한 피막층의 형성은 노심용융물과 냉각수 사이의 열전달 현상에 영향을 미치며 중대사고 발생시 사고 진행에 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 이러한 용융물의 피막층 형성의 해석모델을 수립하기 위해 전이현상과 전도와 대류를 포함하는 2차원 열전달과 상변화를 수반하는 문제를 포함하는 운동량방정식과 에너지방정식을 2차원으로 구성하였으며 에너지방정식은 엔탈피의 함수로 나타내었다. 그리고 이러한 2차원 지배방정식을 해석하기 위해 유한차분법 및 SIMPIER 알고리즘을 이용하였다. 비교대상으로는 한국원자력연구소에서 수행한 냉각수의 비등과 기체주입 효과가 고려되지 않은 실험을 대상으로 하였다. 계산결과 용융물의 피막층은 파동(wave) 형태로 형성되었으며 일정시간이 경과하면 변화가 없는 안정한 상태가 되었다. 용융물 내에서의 온도분포는 액체상태일 경우에는 하부가열면과 상변화가 일어나는 경계면부근을 제외하고는 거의 일정한 온도분포를 나타내고 있으며 용융물이 고화된 피막층에서는 급격한 온도변화를 보여주고 있다.
본 이 연구의 목적은 이중 고온용융 압출법을 이용하여 기존의 방법으로 가지기 어려운 이상성의 약물방출 양상을 가지는 제형을 개발하는 것이다. 이 고온용융 압출물은 동회전 능을 가지는 두 개의 스크류가 장착된 압출기를 이용하여 제조되었다. Hydroxpropylmethylcellulose(HPMC) 같은 상대적으로 유리전이 온도가 높은 고분자를 이용하여 1차로 고온용융 압출물이 제조되었고, 이 1차 압출물과 상대적으로 유리전이 온도가 낮은 HPMC-AS(Acceate succinate)나 PEO(polyethlene oxide)를 이용하여 2차로 고온용융 압출물이 제조되었다. 또한 이중 고온용융 압출물과의 비교시험을 위해 같은 조성과 같은 조건하에서 일반적인 한 번의 고온용융 압출물도 제조되었다. 시차주사 열량계를 통해 물리적인 성질이 평가되었고, 미국약전의 제 1법에 따라 $37{\pm}0.5^{\circ}C$와 100 rpm의 조건에서 약물방출 시험이 진행되었으며 그 약물방출은 유사성인자($f_2$)를 이용하여 평가되었다. 시차주사 열량계 결과는 이부프로펜의 결정성이 이중 고온용융 압출법에서나 한번 고온용융 압출법 모두에서 무정형으로 변화된 것을 확인할 수 있었으며, 용출시험에서는 이중 고온용융 압출법에서 더욱 더 이상적인 이부프로펜의 방출을 인공위액(pH 1.2)에서 2시간, 0차 방출을 인공장액(pH 6.8)에서 6시간 동안 확인할 수 있었다. 빠른방출이 요구되는 글리메피라이드의 경우는 이중 고온용융 압출물에서는 60분에 80% 이상의 빠른 약물 방출을 보인 반면, 한번 고온용융 압출물에서는 약물방출이 HPMC와의 상호작용 때문에 느려져서 기준을 만족하지 못했다. 유사성 인자($f_2$) 값도 28.5로 매우 다른 방출을 보여주고 있음이 통계적으로 확인되었다. 이상의 결과들을 종합해 볼 때, 이중 고온용융 압출법은 완건성이 좋은 또 원하는 약물방출을 얻을 수 있는 방법이라 할 수 있다.
Sodium octylbenzenesulfonate(SOBS)와 sodium dodecylbenzenesulfonate(SDBS)를 폴리프로필렌(PP) 용융액에 각각 균일하게 서로 다른 함량으로 섞어 넣은 후에 용융압착법 으로 PP 필름을 제조하였다. 저장 점성도(η') 저장탄성률(G') 및 손실 탄성률(G")을 진 동식 레오미터를 사용하여 170~195$^{\circ}C$에서 측정하였다. 실험온도 범위내에서 첨가제를 함유 한 PP와 순PPrks에 Cole-Cole 플롯(G'에 대한 G"의 log-log 플롯)에는 차이가 없었다. 그러나 광범위한 전단속도에서 SOBS의 첨가량이 8%를 넘어서면서 η'과 G'은 증가하였 다. 이러한 현상은 PP 중에서의 첨가제의 응집효과로 설명되었으며 이것은 SOBS와 SDBS 를 함유하는 PP 필름의 시차 주사열량법 및 주사전자 현미경 관찰결과로 확인되었다. SDBS를 8% 미만 함유하는 PP로부터 섬유의 용융방사가 가능하였으나 SDBS3% 이상 함 유PP 방사섬유는 연신 과정중에 섬유의 절단이 이따금 일어났다. PP 기질내에 있어서의 SDBS의 뜨거운 물에대한 견뢰성을 SDBS와 C. I. Basic blue 41사이의 이온결합 형성 거동 에 바탕을 두어 가시분광법에 의하여 검토하였다.
난용성 신소재 중의 하나인 파인 세라믹의 분석을 위하여, 알칼리 용융법과 고압 산분해법 등의 시료 전처리법을 유도결합원자발광분석기(ICP-AES)를 이용하여 연구하였다. Al2O3 분말을 분석하여 본 결과, 고압 산분해법이 알칼리 용융법보다 재현성 있는 측정치를 얻을 수 있었다. SiC분말의 경우에서는 고압산분해법으로 처리한 후 Si매트릭스를 Si-F형태로 증발시켜서 분석하여 본 결과 분말 중의 ppm 농도 범위의 불순물들이 매트릭스에 의한 간섭없이 분석되었다. 일본 인증기준물인 JCRM022, JCRM023 초미립 분말을 고압 산분해법으로 분석하여 본 결과, 좋은 재현성과 높은 정확성을 나타내었다.
Sm 원소가 첨가된 $(Sm/Y)_{1.8}Ba_{2.4}Cu_{3.4}O_{7-x}$[이하 (Sm/Y)1.8] 고온초전도체를 국부용융성장법을 이용해 대기 중에서 용융성장실험을 하였다. 초기 (Sm/Y)1.8 초전도체 시편은 rubber 몰드를 이용해 냉간정수압성형(CIP) 과정을 거쳐 길이 방향 원통형상으로 제조되었다. 이렇게 얻어진 (Sm/Y)1.8 초전도체는 용융온도 및 성장속도에 따라 광학현미경, TEM그리고 SQUID magnetometer를 이용해 미세구조 및 초전도특성을 평가하였다. 이 결과 (Sm/Y)1.8 초전도체의 최적의 용융온도 및 성장속도는 $1085^{\circ}C$에서 3.5mm/hr로 나타났다. 특히 일방향으로 용융성장된 (Sm/Y)1.8 초전도체의 광학현미경 및 TEM에 의하 미세구조 관측 결과, 초전도상인 (Sm/Y)123 matrix내에 비초전도상인 (Sm/Y)211 inclusions이 균질하게 분포되어 있는 것이 관측되었다. 초전도특성을 평가한 결과 용융성장된 (Sm/Y)1.8초전도체는 90K에서 임계온도가 시작되어 77K이상의 온도에서 포화되는 특성을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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