유성밀로써 사문석과 활석을 분쇄시 X-ray 회절분석, FT-IR, DSC-TG, 입도분석 그리고 SEM관찰 등을 이용하여 결정조직과 물리적 특성변화를 조사하였다. 분쇄기간이 증가함에 따라 사문석과 활석 원시료의 결정피크가 점처 감소하여 120분 이상 분쇄시 비정질상으로 변하였으며 이와 같은 변화는 마그네슘 결정 조직의 무질서에 기인한다. 분쇄된 시료에서 나타나는 흡열반응의 피크는 원시료보다 낮은 온도에서 관찰되었다. 또한 불규칙한 모양의 원시료는 분쇄처리를 실시함에 따라 구형의 응집체로 변하였다.
견운모와 첨가제(LiNO3 혹은 TiO2)를 주입하여 구심력 기반의 유성밀으로 분쇄한 결과 분쇄 시간 10분 이내에 각각 중간경(D50) 2~3 ㎛(견운모 단독 혹은 견운모+LiNO3) 및 0.5~0.6 ㎛(견운모+TiO2)의 분쇄 산물이 취득되었다. 견운모 단독 분쇄시 초기에는 입도(D50)가 감소하다가 이 후 분쇄시간이 경과되면서 입자 간 응집으로 D50이 10 ㎛ 이상으로 증가하였다. 반면, 첨가제 주입시 초기 분쇄시간 경과에 따른 입도감소가 두드러졌으나 응집은 견운모 단독분쇄의 경우보다 활발하지 않은 걸로 보인다. 제타전위 측정 결과 첨가제 주입 시 견운모 단독분쇄 경우보다 분쇄 초반에는 pH에 따른 제타전위가 완만하였으나 분쇄 후반에는 단독 분쇄 시의 pH-제타전위 경향에 상대적으로 근사하였다. 또한 초음파 가진을 통한 해쇄실험 결과 해쇄시간 50분 정도까지만 입도 감소가 급격한 것으로 관측되었다.
700 $^{\circ}C$이상의 온도에서 실시되는 고온수전해는 다가오는 수소경제시대의 주요한 수소제조기 술로 주목되고 있다. 이 연구에서는 Ni보다 전기전도도가 우수하고 가격이 저렴한 Cu를 사용하여 고온수 전해 수소극용 Cu/YSZ 복합체를 기계적합금법에 의해 제조하여 미세구조를 관찰하였고 Cu/YSZ를 수소전극으로 한 반전지를 제조하여 수조제조 실험을 실시하였다. Cu/YSZ 복합체는 Cu와 YSZ를 6:4(vol%)의 조성비로 유성밀을 사용하여 400 rpm으로 24시간 동안 실시하여 제조하였다. 고에너지 볼밀 후 500 nm이하의 나노크기의 복합체가 제조되었으며 Cu입자에 YSZ가 고르게 분포되어 있었다. 수은압입법으로 측정한 기공률은 70%이고 기공크기는 평균 0.5 ${\mu}m$으로 미세한 기공으로 이루어져 있었다. 제조된 Cu/YSZ 복합체를 수소전극으로 한 반전지를 제조하여 수소제조 실험을 실시한 결과 Ni/YSZ 전극보다 수소제조 성능이 우수한 것으로 나타났다. Cu의 높은 열팽창계수와 낮은 녹는점을 보완하면 우수한 고온수전해용 전극재료로 사용될 것으로 판단된다.
본 연구에서는 지하공동구 및 트레이에 설치된 케이블의 화재시 화염전파를 막기 위해 사용되고 있는 수성 및 유성계 난연도료의 도포 두께별 연소특성을 파악하기 위해 연기밀도(ASTM E 662)와 산소지수 (ASTM D 2863) 시험법을 이용하여 실험을 수행하였다. 본 연구 결과, 난연도료의 연소특성은 다음과 같다. (a) 난연도료의 최적 두께는 수성계의 경우 1.5∼2mm, 유성계의 경우 0.2mm 것으로 나타났다. (b) 연기밀도는 Non-flaming방식보다 Flaming방식에서 더 높게 나타났다. (c) 연기밀도와 산소지수를 측정한 결과 수성계 난연도료가 유성계 난연도료 보다 연소특성이 우수한 것으로 나타났다. (d)수성 및 유성계 난연도료의 산소지수가 규격(30이상)에 만족함을 알 수 있었다.
화력발전소 바닥재는 입자크기의 범위가 넓고 미연탄소 함량이 높아 지오폴리머의 원료로 잘 사용되지 않는다. 지오폴리머의 원료로서 바닥재가 대부분인 매립 석탄재를 대량 재활용하기 위한 가공공정을 평가하기 위하여 로드밀과 유성볼밀로 분쇄하여 지오폴리머의 강도에 미치는 영향을 알아보았다. 기계적 분쇄가 바닥재의 비정질 함량 변화에 미치는 영향은 거의 없었다. 이는 석탄재의 주요 결정질 상인 뮬라이트가 침상으로 존재하는데, 침상의 뮬라이트는 높은 강도와 인성을 갖기 때문에 비정질화되기 어렵기 때문으로 판단된다. 그러나 분쇄 효과는 입자크기를 감소시켰으며 매립 석탄재 입자의 크기 분포를 보다 균일하게 하여 알칼리와의 반응성을 증가시켰다. 로드밀은 상대적으로 입자크기의 범위를 좁게 만들었지만 입자크기 감소효과는 적었다. 그럼에도 불구하고 로드밀의 분쇄는 최대 약 37%의 압축강도를 증가시켰으며, 이는 유성볼밀의 효과와 동일하였다. 로드밀 분쇄는 매립 석탄재의 반응성을 증가시켜 지오폴리머의 원료로 대량 재활용하기에 적합한 공정이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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