• 콘크리트학회논문집
• /
• 제19권6호
• /
• pp.785-793
• /
• 2007

본 연구는 정전류 펄스법을 이용하여 콘크리트 내 보강철근의 부식률을 정량적으로 평가한 실험 결과를 나타낸 것이다. 콘크리트와 보강철근의 부식 경계면에서 미소전류의 인가에 의해 변화되는 부식전위 $({\Delta}E)$를 분석함으로써 보강철근의 분극저항 $R_{ct}$는 저항/커패시턴스 (resistance/capacitance)모델에 기초하여 개별 성분으로 분리되었다. 분리된 각 성분에는 부식 과정과 관련된 저항뿐 아니라 콘크리트 내 이온의 확산저항 등과 같은 부식에 관계없는 저항 성분들도 포함되어 있었다. 참조 전극과 보강철근의 측면 이격 거리에 따른 일련의 실험 결과는 부식 과정에 관계없는 저항 성분들로부터 부식에 관련된 저항 성분을 명확히 구별할 수 있음을 잘 보여주고 있다. 만일 보강철근의 부식률이 부식에 관계없는 저항 성분들까지 포함된 분극저항에 의해 평가된다면, 보강철근의 부식률은 실제의 부식 상태보다 최대 2.3배까지 과소평가될 수 있는 것으로 조사되었다. 측정 시간이 부식률 평가에 미치는 영향은 부식 철근의 경우 크지 않았지만, 측정 시간이 길어짐에 따라 부식에 관계없는 저항성분이 포함될 수 있음을 보였고, 비교적 늦은 시상수 (time constant)를 갖는 부동태 철근의 경우 측정 시간에 큰 영향을 받는 것으로 조사되었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2009년도 추계학술발표대회
• /
• pp.24.2-24.2
• /
• 2009

Indium Antimonide(InSb)는 $3{\sim}5\;{\mu}m$대 적외선 감지영역에서 기존 HgCdTe(MCT)를 대체할 물질로 각광받고 있다. 1970년대부터군사적 용도로 미국, 이스라엘 등 일부 선진국에서 연구되기 시작했으며,이온주입, MOCVD, MBE 등 다양한 공정을 통해 제작되어 왔다. InSb 적외선 감지소자는 $3{\sim}5{\mu}m$대에서 HgCdTe와 성능은 대등한데 반해, 기판의 대면적화와 저렴한 가격, 우주공간 및 야전에서 소자 동작의안정성 등으로 InSb적외선 감지기는 냉각형 고성능 적외선 감지영역에서 HgCdTe를 대체해 가고 있다. 하지만 InSb는 77 K에서 0.225eV의 작은 밴드갭을 갖고 있기 때문에 누설전류로 인한 성능저하가 고질적인문제로 대두되었고, 이를 해결하기 위한 고품질 절연막 연구가 InSb적외선 수광 소자 연구의 주요이슈 중 하나가 되어왔다. 그 동안 PECVD, photo-CVD, anodic oxidation 등의 공정을 이용하여 $SiO_2$, $Si_3N_4$, 양극산화막(anodic oxide) 등 다양한 절연막에 대한 연구가 진행되었고[1,2], 절연막과 반도체 사이 계면에서의 열확산을 억제하여 계면트랩밀도를 최소화하기 위한 공정개발이 이루어졌다[3]. 하지만 InSb 적외선 감지기술은 국방 및 우주개발의 핵심기술중 하나로 그 기술의 이전이 엄격히 통제되고 있으며, 현재도 미국과 이스라엘, 일본, 영국 등 일부 선진국 만이 기술을 확보하고 있고, 국내의 경우 연구가 매우 취약한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 InSb 적외선 감지기의 암전류를 제어하기 위한 낮은 계면트랩밀도를 갖는 절연막 증착 공정을 찾고자 하였다. 본 연구에서는 n형 (100) InSb 기판 ($n=0.2{\sim}0.85{\times}10^{15}cm^{-3}$ @ 77K)에 PECVD를 이용하여 $SiO_2$, $Si_3N_4$ 등을 증착하고 절연막으로서 이들의 특성을 비교 분석하였다. $SiO_2$는 160, 200, $240^{\circ}C$에서 $Si_3N_4$는 200, $300^{\circ}C$에서 증착하였다. Atomic Force Microscopy(AFM) 사진으로 확인한 결과, 모든 샘플에서표면거칠기가 ~2 nm의 평탄한 박막을 얻을 수 있었다. Capacitance-Voltage 측정(77K)을 통해 절연막 특성을 평가하였다. $SiO_2$와 $Si_3N_4$ 모두에서 온도가 증가할수록 벌크트랩밀도가 감소하는 경향을 볼 수 있었는데, 이는 고온에서 증착할 수록 박막 내의 결함이 감소했음을 의미한다. 반면계면트랩밀도는 온도가 증가함에 따라, 1011 eV-1cm-2 대에서 $10^{12}eV^{-1}cm^{-2}$ 대로 증가하였는데, 이는 고온에서 증착할 수 록 InSb 표면에서의 결함은 증가하였음을의미한다. 암전류에 큰 영향을 주는 것은 계면트랩밀도 이므로, $SiO_2$와 $Si_3N_4$ 모두 $200^{\circ}C$이하의 저온에서 증착시켜야 함을 확인할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제11권1호
• /
• pp.45-51
• /
• 2010

본 연구는 hydroxyapatite(HAP) 첨가 활성탄(HAP sorbent)의 카드뮴에 대한 흡착특성을 조사하였다. HAP 첨가량의 변화에 따른 카드뮴의 제거특성은 HAP 첨가량이 증가 할수록 카드뮴의 제거량은 흡착에 의한 영향으로 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 HAP에 의한 이온교환능력의 증가에 의한 것으로 사료된다. 동역학적 흡착과 흡착평형에 관한 연구는 연속적인 회분식 실험을 통하여 조사하였다. 조사된 흡착평형 데이터는 Langmuir와 Freundlich isotherm mode을 사용하여 살펴보았으며, 초기 흡착질의 농도 변화에 따른 HAP 첨가 활성탄의 카드뮴의 흡착은 Freundlich isotherm model에 적합한 것으로 나타났다. Cd의 흡착반응의 동역학적 연구를 위하여 유사 1차 반응속도와 유사 2차 반응속도 모델을 사용하 Cd 흡착반응의 흡착 메커니즘을 조사하였다. 유사 2차 반응속도를 따르며, 유사 2차 반응속도 상수는 활성탄에 HAP의 첨가량이 증가할수록 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, intraparticle diffusion model을 사용하여 수용액상의 흡착질과 흡착매질과의 흡착 메커니즘을 조사하였다. 수용액상 카드뮴의 흡착 메커니즘은 흡착질과 흡착매질에서 표면흡착반응과 입자내 확산이 동시에 일어나는 것으로 확인되었다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제13권5호
• /
• pp.254-259
• /
• 2003

Sol-gel dip coating법으로 soda lime glass 기판 위에 ATO(antimony-doped tin oxide) 투명전도막을 제조할 때, 기판 위에 형성된 $SiO_2$ barrier 층 및 $N_2$ gas annealing 에 따른 광투과율 및 전기적 특성에 대한 효과를 정량적으로 측정하고, XPS(X-ray photoelectron spectroscopy) 분석을 통해 고찰하였다. $SiO_2$ barrier층을 갖는 glass 기판 위에 코팅된400 nm 두께의 ATO 박막을 질소분위기에서 annealing한 결과, 광 투과율은 84%그리고 전기저항은 약 $5.0\times 10^{-3}\Omega \textrm{cm}$로 측정되었다 XPS 분석결과 이러한 우수한 전기전도성은 $SiO_2$ buffer층이 glass 기판으로부터 Na 이온의 확산을 막아 ATO막 내에 $Na_2SnO_3$ 및 SnO와 같은 2차상 불순물의 형성을 억제하여 막 내부의 Sb의 농도 및 $Sb^{5+}/Sb^{3+}$ 비를 증가시키고, $N_2$ annealing은 $Sb^{5+}$ 도 환원시키지만 $Sn^{4+}$를 환원시키는 효과가 크게 작용하였기 때문으로 사료된다.

• 자원환경지질
• /
• 제36권3호
• /
• pp.177-189
• /
• 2003

서보광산의 폐광석에 대한 황화광물의 산화작용과 용해된 금속이온들의 이동을 제한하는 메카니즘을 밝히고자 광물학적 연구를 수행하였다. 광물학적 연구를 위해서 반사현미경 관찰, XRD 분석, SEM/EDS 분석을 실시하였다. 폐광석에 대한 광물학적 연구를 통해 앵글레사이트(anglesite), 코벨라이트(covellite), 침철석(goethite), 자연황(native sulfur), 엔소타이트(nsutite) 등의 2차광물을 확인하였으며, 이들 2차광물은 용해된 비소, 구리, 철, 망간, 납, 아연의 확산을 제어한다. 용해된 비소, 구리, 철, 망간, 납, 아연은 철수산화광물과 망간수산화광물에 흡착되거나 공침되기도 한다. 철수산화광물은 결정도가 낮은 것과 높은 것(침철석)으로 분류된다. 비소는 결정도가 낮은 철수산화광물에서 9∼24 wt.%가 검출되며, 결정도가 더 높은 철수산화광물(침철석 등)에서는 상대적으로 낮은 함량(0.6∼7.7wt.%)이 검출되었다. 이것은 결정도가 낮은 철수산화광물에 흡착되었던 비소가 철수산화광물의 결정도가 높아지면서 비소를 방출하기 때문이거나 비표면적의 차이에 기인한 것으로 해석된다. 폐광석으로부터 용해된 중금속과 미량금속원소들은 침전(Fe, Mn, Cu, Pb), 공침(Fe, Mn) 및 흡착(As, Cu, Pb, Zn) 등의 화학반응을 통하여 다시 고정화됨으로써, 현장에서 자연적으로 정화되고 있다. 이러한 광물학적 연구결과들은 광산 폐기물의 지화학적 환경 영향평가에 이용할 수 있고, 가능한 광산복원 계획을 세우는 데 유용한 자료로 사용될 수 있다.

• 공업화학
• /
• 제27권1호
• /
• pp.86-91
• /
• 2016

Ionic liquid 기능화 및 메탈로센 촉매 담지를 위해 세 종류의 무정형 실리카와 SBA-15를 담체로 사용하였다. Ionic liquid가 표면 기능화된 실리카는 1,3-bis(cyanomethyl)imidazolium chloride의 염소 음이온과 실리카 표면의 OH 그룹 사이의 상호작용에 의해 합성되었다. 에틸렌 중합을 위해 ionic liquid가 기능화된 실리카에 메탈로센과 조촉매 methylaluminoxane(MAO)을 담지하였다. SBA-15와 비교하여 큰 기공 크기를 갖는 ionic liquid가 표면 기능화된 XPO-2412와 XPO-2410에 담지된 촉매는 기능화되지 않은 실리카에 담지된 촉매보다 높은 활성을 보였다. 그러나 SBA-15에 담지된 촉매는 ionic liquid의 표면 기능화 후에 활성이 감소하였다. 이는 ionic liquid와 메탈로센 촉매, 조촉매 MAO가 담지되면 기공의 크기가 크게 줄어들기 때문에 중합 시 에틸렌 모노머와 조촉매가 기공 내 촉매 활성점으로 확산하는데 제한을 받기 때문이다. 또한 실리카 표면의 OH 그룹의 농도 변화에 따른 촉매의 중합 활성에 대한 영향을 연구하였다. 무정형 실리카의 OH 그룹의 농도가 증가할수록 중합 활성도 증가하였으며 실리카에 담지된 촉매의 중합 활성은 ionic liquid 표면처리 후에도 유사한 경향을 보였다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제30권4호
• /
• pp.446-452
• /
• 2008

중금속 제거를 위한 조류 Spirulina platensis의 생물흡착 특성에 관해 연구하기 위하여, 조류 균체와 Ca-alginate를 이용하여 조류를 고정화한 고정체에 대하여 각각 회분식반응기에서 Pb와 Cu의 제거 실험을 하였다. Spirulina platensis 균체에 의한 Pb와 Cu의 생물흡착은 20분 이내에 흡착평형에 도달하였다. Pb와 Cu의 흡착량은 초기 농도가 증가하거나 용액의 pH가 높아짐에 따라 증가하여, pH 4.5$\sim$5.0에서 최적 조건을 나타내었다. Pb 혹은 Cu의 농도가 200 mg/L일 때, Spirulina platensis의 단위 무게당 흡착된 Pb와 Cu의 최대 흡착량은 각각 86.43과 57.02 mg/g이었으며, 이는 같은 조건에서 활성탄보다 1.94와 1.48배 높은 값이다. Spirulina platensis 균체에 의한 Pb와 Cu의 흡착특성은 Freundlich와 Langmuir 흡착등온식에 의해 잘 해석되었으며, Langmuir 흡착등온식에 의해 구한 흡착제 단위 무게당 흡착되는 Pb 혹은 Cu의 최대 흡착량($q_{max}$)은 각각 95.24와 62.50 mg/g이었다. Sp. platensis 균체에 대한 FT-IR 분석결과 여러 가지의 기능기들을 확인하였고, 이러한 기능기들이 수용액상에서 금속 이온과 반응할 수 있다. 조류 Spirulina platensis를 Ca-alginate를 이용하여 고정화한 고정체에 의한 Pb와 Cu의 생물흡착의 경우, 40분 정도에 흡착평형에 도달하여 균체에 의한 경우에 비하여 약간의 확산제한이 관찰되었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제35권5호
• /
• pp.356-362
• /
• 2013

암모니아 처리용 플라즈마 스크러버 공정 최적화 연구를 수행하였다. 여러 반도체공정 중 확산과 이온주입공정에서는 불가피하게 부산물로서 암모니아가 배출되며, 따라서 효율적인 건식처리공정기술이 필요하다. 플라즈마 처리공정은 연소공정에서 배출되는 NOx가 발생하지 않으며, 촉매공정에서 나타나는 비활성문제가 없다. 그러나 전기에너지를 사용하기 때문에 실제 적용을 위한 최적화 연구가 필요하며, 본 연구에서는 공정 최적화를 위한 해결책으로 회전아크 반응기의 모드제어에 대한 연구를 수행하였다. 기존 회전아크 반응기에 대한 스케일 업 및 그에 대한 모드 매핑을 수행하였다. 설계 반응기를 이용하여 암모니아 분해특성을 평가하였고, 최적화 설계가 가능한 것으로 나타났다. 또한 열교환기를 포함한 전체 스케일의 스크러버 실험에서 암모니아 분해공정이 보다 안정적이고, 효율적인 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제27권3호
• /
• pp.293-301
• /
• 2005

재생골재를 교각안정용 쇄석으로 재활용하기 위하여 다양한 용출방법을 이용하여 미량원소를 포함한 무기이온들의 용출특성을 연구하였다. 본 연구에 적용한 방법은 연속 회분식 용출시험(Continuous batch leaching test: DIN 38414-S4), 가용용출시험(Availability test, NEN 7341), pH 유지 시험(pH-stat test: CEN/TC 292/WG6) 그리고 탱크 확산시험(Tank diffusion test: NEN 7345)등 이다. 기존에 많이 적용되온 EPA의 TCLP와 국내 공정시험법의 경우 빠르고 경제적인 방법으로 고형폐기물의 단기간 용출특성을 파악할 수 있으나 다양한 용출환경에서 장기간 일어나는 용출특성을 판단하기 어려운 점이 있었다. 본 시험에 적용된 방법들은 이러한 제한을 극복하고 보다 다양한 환경에서 일어날 수 있는 용출특성을 평가하고자 하였다. 본 연구에 적용된 시험들은 별도의 위해성 판단 기준이 없다. 그러나 본 시험의 결과들을 위해성 판단을 위해 많이 쓰이는 TCLP와 국내폐기물 공정시험방법의 기준에 비교할 때 접촉시간, pH 조건 등의 용출조건이 더 가혹한 조건에서 이루어졌음에도 두 시험의 위해성 기준에 훨씬 못 미치고 있다. 이는 재생골재를 교각안정용 쇄석으로 활용할 경우 환경위해 정도가 우려할 수준 이하일 것임을 시사한다. 특히 교각안정용 쇄석이 사용될 하천은 물이 정지되지 않고 늘 흐르는 곳으로써 용출된 원소들은 그 자리에 축적되지 않고 분산, 희석되어 그 영향정도는 더 낮아질 것으로 생각된다.

• 대한화학회지
• /
• 제32권1호
• /
• pp.37-47
• /
• 1988

많은 금속이온들에 대한 킬레이트시약으로 알려진 2-Amino-1-cyclopentene-1-dithiocarboxylate (acdc) 음이온의 전기화학적 거동을 직류 폴라로 그래피, 순환 전압전류법 및 양극 벗김 전압 전류법을 사용하여 수용액 및 아세톤 용액에서 각각 조사하였다. 수용액에서 glassy carbon 전극을 사용하였을 때 +0.25V vs. SCE에서 1전자 산화반응을 거쳐 acdc의 이합체가 생성됨을 확인하였으며 이 이합체는 glassy carbon 전극 표면에 석출되어 흡착이 일어남을 알 수 있었다. 이 흡착된 이합체가 +0.80V에서 2전자 산화반응을 거쳐 S가 한원자 유리된 고리를 형성하는 반응이 일어남을 알았다. 이러한 이합체 생성반응을 이용하여 이 화합물의 흡착성 양극 벗김 전압전류법에 의한 분석법을 조사하였다. 직류폴라로그래피를 사용한 벗김 전압-전류법에 의해 검량선을 얻은 결과 3${\times}10^{-5}{\sim}1.0{\times}10^{-6}$M 사이에서 좋은 직선성을 얻을 수 있었으며 확산 전류를 사용한 분석법에 비해 약 100배 가량 분석감도가 증진됨을 알 수 있었다. 이 때 검출한계는 $2.5{\times}10^{-7}$M 이었으며 $5.0{\times}10^{-6}$M 에서의 상대표준편차는 ${\pm}$4.1 % 이었다.