장류제품에 감마선을 조사하였을 때 감마선 조사가 장류제품의 영양성분 조성에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 된장, 고추장 및 청국장에 0, 5, 10, 20 kGy의 선량으로 감마선을 조사한 다음 유리아미노산, 지방산, 그리고 유기산의 조성을 분석하였다. 유리아미노산과 지방산의 조성은 모든 시료에서 20kGy의 감마선 조사에 의하여 유의적인 변화가 없었다. 유기산은 청국장의 citric acid와 succinic acid는 감마선 조사전의 2%에서 10 kGy 이상의 조사선량에서 10% 수준으로 증가하였고, malic acid는 40%에서 30% 수준으로 낮아짐으로써 유기산 조성의 변화가 관찰되었으나 된장과 고추장에서는 20 kGy의 조사에 의해서도 유의적인 변화가 없었다.
고흥 길두리 안동고분에서 파편상태로 출토되어 복원이 불가능한 유리구슬 7점에 대해 미세조직관찰과 성분분석을 실시하여 유리유물의 화학조성 및 풍화의 특성을 밝히고자 하였다. 먼저 유리의 풍화상태를 분석한 결과, 표면과 내부 균열부분에 주변 매장환경으로부터 기인한 것으로 추정되는 오염물질이 다량 관찰되고 검출되었다. 또한 Na과 K 등의 알칼리금속 성분이 균열부에서 주로 감소되는 것으로 보아 이 부분에 풍화현상이 집중적으로 일어났음을 알 수 있었다. 화학조성을 통한 특성분류에서는 potash glass group($K_2O-SiO_2$유리군) 2점, soda glass group($Na_2O-SiO_2$유리군) 4점, 알칼리혼합유리군(mixed alkali glass group) 1점으로 확인되었다. 유리의 발색원소를 추정해보면, 청색과 감색 유리는 코발트(Co), 벽색은 철(Fe)과 구리(Cu), 황갈색은 철(Fe)로 추정된다. 이러한 고분출토 유리구슬의 과학적 연구는 향후 4~5C 호남문화권의 교류관계를 밝히는데 중요한 자료로 이용될 것으로 기대된다.
본 연구는 나주 정촌 고분군 1호 석실묘에서 출토된 유리구슬 편 19점에 대하여 형태적 특성 관찰과 화학 조성 분석을 통해 재질 및 특성을 밝히고, 이를 기초로 나주 복암리 3호분에서 출토된 유리구슬과 비교함으로써 마한 백제권에서 나타나는 고대 유리의 특성을 알아보고자 하였다. 정촌 고분군의 유리구슬은 감청색, 옅은 감청색, 벽색, 녹색, 감청색과 자색의 혼합색 등으로 구분할 수 있으며, 늘인 기법과 주조 기법을 사용하여 제작되었다. 복암리 3호분도 청색계 위주로 두 고분군에서는 모두 적색계 유리가 출토되지 않았다. 화학 조성에 따른 분류에서 정촌 고분군과 복암리 고분군에서는 공통적으로 소다유리군과 포타쉬유리군이 확인되었으며, 그 밖에 정촌 고분군에서는 알칼리혼합유리군, 복암리 고분군에서는 납바륨유리군이 확인되었다. 두 고분군의 유리 문화를 살펴보면 나주 정촌 고분군에 비하여 복암리 3호분이 색상별로 다양한 유형의 특성을 지녔다.
$Fe_2O_3$, ZnO 등이 주성분인 EAF dust를 $30{\sim}70\;wt%$ 첨가한 규산염계 유리 및 결정화유리를 제조하고, 시편내부에 생성된 상 및 미세구조와 물리적 특성과의 관계를 고찰하였다. 또한 제조된 유리와 결정화유리의 결정화 거동을 상분석 및 미세구조 관찰을 통하여 분석하였다. EAF dust가 30 wt% 첨가된 용융체의 경우 전형적인 비정질 XRD 패턴을 나타냈으며, 그 이상 첨가된 용융체에는 미용해 된 결정상이 일부 존재하였다. 모든 결정화유리에서는 franklinite, willemite 그리고 augite 결정상이 형성되었다. 결정화유리의 비중은 같은 조성의 유리에 비하여 높았고, EAF dust 함량에 따라 함께 증가하였다. 또한 결정화 유리의 열적 및 기계적 특성이 유리보다 우수하게 나타났다. 즉 유리는 EAF dust 첨가량과 함께 열팽창 계수가 증가하였으나 결정화유리에서는 반대로 감소하였다. 또한 EAF dust 첨가량에 따라 비커스 경도는 유리 및 결정화유리 모두 증가되었으며 같은 조성에서 결정화 유리의 경도값이 항상 더 높게 나타났다.
고함량 PbO계 조성 PDP 격벽용 유리의 경우, 광학적, 기계적 및 전기적 물성들을 만족시키며, 동시에 높은 온도에서 열처리공정을 거쳐야 하므로, 유리의 조성-물성-공정상의 trade-off가 발생하여, 이를 극복하기 위한 방안으로서 유리의 결정화가 유효하다. 이에 본 연구에서는 고함량 PbO계 조성 PDP 격벽용 후보 유리계의 최적결정화조건을 확립하고자 열시차분석법(DTA)에 의한 결정화 특성을 연구하였다. $62PbO-19B_2O_3-10SiO_2-9(Al_2O_3-K_2O-BaO-ZnO)$(in wt%) 조성계의 유리에 결정핵생성 및 성장을 위해 $TiO_2$를 3 wt%를 첨가한 수, 용융/냉각/분쇄 처리 후 얻어진 유리 분말을 $445^{\circ}C$에서 각각 1∼10시간 열처리하여 핵생성을 시켰으며, 이렇게 얻어진 각 유리 분말은 각기 $5∼25^{\circ}C/min$의 가변 승온속도로 DTA 측정을 하였다. DTA 결정화 피크 온도는 승온속도가 높아짐에 따라 증가하였고, 열처리 시간이 증가함에 따라 감소하였다. Avrami 변수는 1에 근사하는 값이 얻어져서, 표면결정화가 우선하였으며, 최대 핵생성 처리시간은 2시간이었다.
시험 재배한 4가지 감자 품종에서 추출한 유리(遊離) 및 결합(結合) 지질(脂質)중의 중성(中性) 지질(脂質)을 구성하는 지방질을 박층 크로마토그래피, 가스-액체 크로마토그래피등의 방법에 의하여 분리 정량하여 비교한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 유리(遊離) 및 결합(結合) 지질(脂質) 중의 중성(中性) 지질(脂質)로는 esterified sterol, triglyceride, diglyceride, free fatty acid, free sterol등의 성분을 분리 동정하였고, 이중 triglyceride와 esterified sterol의 함량이 가장 많았다. 한편 유리(遊離) 지질(脂質) 중의 triglyceride와 esterified sterol의 함량은 총(總) 지방질(脂肪質)에 대하여 각각 10 및 2.7 %로 결합(結合) 지질(脂質) 중의 3.0 및 0.8% 보다 각각 3배 정도로 많았다. 2. 유리(遊離) 및 결합(結合) 지질(脂質) 중의 중성(中性) 지질(脂質)을 구성하는 주된 지방산 조성은 총(總) 유리(遊離) 및 결합(結合) 지질(脂質)을 구성하는 지방산 조성과 같았으며 다만 유리(遊離) 지질(脂質)의 중성(中性) 지질(脂質) 중에는 총(總) 유리(遊離) 지질(脂質) 보다 포화 지방산의 함량이 적고 불포화 지방산의 함량이 많은 것이 다른 점이었다. 또 중성(中性) 지질(脂質)을 구성하는 각 지방질의 주된 지방산 조성은 총(總) 중성(中性) 지질(脂質)의 구성 지방산 조성과 그 패턴이 거의 같았다.
구형의 압자를 유리평판 위에 올려 놓고 미끄럼 시험을 할 때 하중이 임계치보다 크면 유리평판 표면에 소위 "semi-circular cone-crack(SCCC)"들이 형성된다. 그리고 이 SCCC형성에 필요한 임계하중은 유리의 강도에 의하여 결정된다. 한편 소석회 유리에서 크기가 작은 이온인 $Na^+$를 큰 이온인 $K^+$로 대치시켜주는 경우 시편표면에 잔류압축응력이 생성되어 강도가 크게 증가한다. 따라서 유리의 내마모성도 이온교환을 하면 크게 향상될 것임을 예측할 수 있다. 본 연구의 목적은 이 예측을 실험적으로 확인하는 것이다. 확인하는 것이다.
현재 유리병의 대량생산을 목적으로 하는 자동 제병공장에서는 저렴하면서도 질 좋은 유리를 생산하고자 하는 것이 첫째 목적이다. 이 목적에 가장 경제적으로 접근하면서 수입 원료에 비하여 훨씬 저렴한 국내산 원료의 효율적인 활용방안의 연구와 에너지절감 및 환경 친화적인 자원재활용 등을 목적으로 파유리를 사용하고 그 양을 늘리기를 원하고 있다. 그러나 소다석회유리에서 $Al_2 O_3$의 함량이 2%미만일 때는 물리화학적인 장점이 실현될 수 있으나, 국내에서는 이러한 좋은 규사를 채광 할 수 없고, 채광 가능한 제품은 $Al_2 O_3$의 함량이 4%이상이므로 국내산 규사만으로 유리조성의 $Al_2 O_3$의 함량을 2%미만으로 조절하기는 불가능한 실정이다. 따라서 낮은 품질의 유리물로서 생산이 가능한 200ml 이하의 소형 유리병(특히 갈색약품 병) 생산 공장에서는 국내산 규사만을 사용하여 유리물을 만들고 있으나, $Al_2 O_3$함량증가에 따라 발생되는 결점(Cord, Knot, 실투, 기포 등)의 증가로 생산효율이 크게 떨어지고 있다. 또한 파유리 투입 시 병유리와는 조성상의 이질성에서 오는 결점의 발생과 파유리 사용량의 증가에 따른 유리물점도 상승으로 용해로 바닥의 온도가 낮은 유리물 정체부위의 실투발생 등 생산 공정에 나쁜 영향을 미치는 여러 가지 문제점들이 발생하게 되었다. 실험을 통해 얻은 결과를 여러 가지 분석 방법을 통해 관찰, 분석하여 이러한 문제점을 해결하였다.
타일의 내마모성과 내산성을 향상시키기 위해 결정화유리가 최근에 새로운 유약 재료로서 소개되고 있다. 신 유약의 연구에 사용된 조성은 $Ca_2$ZrSi$_4$O$_{12}$ 상에 근접하는 CaO-ZrO$_2$-SiO$_2$계의 유리조성의 분말로, 마이크로파 가열 (2.45 GHz)에 의해서 900-120$0^{\circ}C$의 0-20분간 소성되어 평가되었다. 그 결과, 100$0^{\circ}C$ 이상에서 소성한 시편은 내부 결정화를 나타내었으며, 결정상은 미세(5$mu extrm{m}$)한 크기를 갖는 $Ca_2$ZrSi$_4$O$_{12}$가 주 결정상이며, $Ca_2$ZrSi$_4$O$_{12}$, CaSiO$_3$, SiO$_2$의 세 상이 나타났다. 소결체의 미세구조는 사용한 유리분말의 입도의 영향을 받았다. 미세분말 (<38$\mu\textrm{m}$)을 이용한 소결체의 조직이 조세분말 (45-150$\mu\textrm{m}$)의 경우보다 수축율면에서 높았으며 낮은 기공도를 갖는 미세구조를 가졌다. 마이크로파에 의한 유리분말의 소성은 1000-120$0^{\circ}C$ 구간에서 10분 이내 결정화가 완료되는 급속 가열 공정이었으며 CaO-ZrO$_2$-SiO$_2$계 결정화 유리 제조에 균일한 체적가열을 할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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