• 대한기계학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.54-71
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• 1990

본 연구에서는 세라믹 기계요소를 생산하기 위한 기초연구로서, 세라믹 사출 성형에 대한 기본적인 가공조건과 여러변수들을 고찰하고 가능한한 최대의 세라믹체적 비를 갖고 세라믹입자와 완벽한 융합을 이룰수 있는 최적의 결합제 구성과 세라믹입자 의 충진비율에 따른 혼합체(mixture)의 유동특성을 규명하여 사출성형의 적부를 판별 함과 동시에 그 훈련된 상태를 고찰하여 이후의 공정에서 불균일에 의한 결함이 발생 하지 않도록 정확한 성형조건을 제시하고자 한다. 또한 사출성형에 가장 적절한 혼 합체를 선정하여 탈지공정 및 소결을 행하고 각 공정에서의 부품의 수축률 및 결함을 관찰하여 그 결함의 원인 및 제거방법에 대하여 논의할 것이다. 본 논문에서 제시한 각 공정 및 고찰은 중요한 모든 변수들의 경향 및 특성을 다루었으며 정밀한 세라믹부 품의 신속한 생산을 위한 기초 연구로서 실제 산업체에 응용될 수 있을 것으로 사료된 다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.37-42
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• 2019

메탄을 생산하기 위한 하이드레이트 해리시 물과 메탄이 동시에 발생한다. 따라서, 지반 내 이온수의 담수화 및 다상유체의 흐름이 예상되고, 흙입자의 이동 및 막힘에 영향을 주게 된다. 본 연구는 담수화 및 다상유체 흐름이 대표적 세립토인 고령토 입자의 이동 및 막힘에 어떻게 영향을 주는지 규명하고자 한다. 연구 결과는 다음과 같다. (1) 공극의 크기가 커질수록 최소 막힘 발생 농도가 증가한다. (2) 고령토 입자는 소금물보다 담수에서 쉽게 뭉침 및 공극 막힘이 발생한다. (3) 다상유체 흐름 내에서 고령토의 최소 막힘 발생 농도는 단상유체 흐름에 비해 감소한다. 따라서, 하이드레이트로부터 메탄 생산 시, 담수화 및 다상유체의 흐름 발생으로 인해 고령토의 공극 막힘이 쉽게 발생할 수 있고, 이로 인해 투수계수의 저하로 메탄 생산효율의 저하가 예상됨을 설명하였다.

• 공업화학
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• 제29권2호
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• pp.162-167
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• 2018

투명전도성필름(transparent conductive film, TCF) 제조를 위해 사용되는 은 나노입자의 평균입자 크기 및 형태가 폴리에틸렌 테리프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 필름 위에 코팅된 은 전도성 라인의 광학 및 전기특성에 미치는 영향을 연구하였다. Ag-CM, Ag-ME 및 Ag-EE 방식으로 제조한 은 나노입자가 Ag-EB, Ag-CR 및 Ag-PL 방식으로 제조한 은 나노입자보다 투명도는 차이가 없으나 전도도에서 우수한 특성을 보였다. 이는 입자의 크기가 앞에 언급한 세 가지 경우 평균 입도가 약 80 nm 이하이고 입도의 균일도가 양호한 반면, 뒤에 언급한 세 가지 경우 평균입도가 100 nm 이상이며 입자의 뭉침 현상이 심하게 나타난 결과와 관련이 있음을 확인하였다. 이 결과는 PET 필름 위에 코팅을 하고 건조시켜 제조한 패턴을 각각의 시료별로 SEM으로 정면과 측면에서 관찰하였을 때, 패턴의 형상 및 두께의 균일도 측면에서 나타난 결과와 동일하였다. 따라서 은 나노입자의 평균입자 크기가 작고 입자의 균일성이 유지될수록 보다 우수한 전기 특성을 나타냄을 확인하였다.

• KSBB Journal
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• 제25권5호
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• pp.437-442
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• 2010

본 연구에서는 초임계 이산화탄소의 추출기술에 초음파 적용을 위한 기초 연구로서 캐놀라 씨앗의 입자의 크기, $CO_2$ 유속, 추출기의 종횡비, 초음파 파워 등의 공정변수가 캐놀라 오일의 추출 속도와 수율에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 초임계 이산화탄소 추출에 있어 씨앗을 더 작게 분쇄할수록 더 빠른 추출속도를 보였으며, 추출기의 종횡비가 감소할수록, $CO_2$의 유속이 증가할수록 추출 속도는 증가하였다. 그러나 초음파가 적용된 초임계 이산화탄소 추출의 경우 0.6 mm 이하로 분쇄된 씨앗의 입자 크기 분포가 가장 큰 시료 C의 경우 입자들의 뭉침 현상 증가로 인해 오히려 초음파의 적용이 추출속도와 수율을 크게 감소시켰으며, 12.0 L/min의 $CO_2$ 유속에서도 추출 속도와 수율이 감소하는 것을 확인하였다. 초음파의 적용은 초기 추출시간 50-70분 동안 추출속도 증가에 거의 영향을 미치지 않았으며, 초음파 파워 또한 추출 속도와 수율의 증가에 큰 영향을 미치지 않음을 확인할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권4호
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• pp.443-454
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• 2013

콜로이드 실리카와 가용성 실리카를 이용하여 나트륨이 첨가되지 않은 다양한 금속이온 첨가 MCM-41 촉매를 제조하였다. 전이금속 이온인 $V^{5+}$, $Co^{2+}$ 및 $Ni^{2+}$이 MCM-41에 첨가되었을 경우 기공벽 내의 실리콘 이온과 등방치환을 하여 실리카 기공벽 내에서 독립된 단일 활성점을 형성하여 우수한 환원 및 활성 내구성을 보였다. 수소 승온 환원법을 이용하여 Co-MCM-41 촉매의 기공 곡률 반경효과에 대해 검토해 본 결과, 적절한 환원 처리와 기공 크기 및 pH 조절에 따라 코발트 금속입자의 크기를 1nm 이하의 범위에서 조절할 수 있었으며, 이 미세 금속 입자들은 표면 금속이온들과의 결합으로 인해 상당한 고온 안정성이 있음을 발견하였다. 완전 환원 후에도 비정형 실리카의 부분 덮힘으로 인해 금속 입자들의 표면 이동 및 뭉침 현상이 현저히 저하되는 것을 볼 수 있었다. 이들 촉매의 반응 예로 금속 입자 크기에 민감한 단일층 탄소 나노튜브의 합성을 Co-MCM-41을 이용하여 실시하였고, 금속 입자의 안정성 시험반응으로 Co 및 Ni-MCM-41을 이용한 CO 메탄화 반응, V-MCM-41을 이용한 메탄올 및 메탄의 부분 산화반응 및 기공곡률 반경이 촉매활성에 미치는 영향 등을 살펴보았다.

• 공업화학
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• 제27권4호
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• pp.439-443
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• 2016

본 연구에서는 $MnO_2$ 나노입자들이 기능화된 그래핀에 증착된 나노복합체를 제조하고 이의 우수한 전기화학적 특성을 순환전압전류법, 정전류 충전-방전법 및 임피던스 분석을 통하여 증명하였다. 환원된 그래핀 산화물의 표면 개질을 위하여 이온성 액체를 도입함으로써, 그래핀 시트들 간의 뭉침현상을 제어하고 $MnO_2$ 나노입자들의 성장부위를 제공하였다. 상기 제조된 $MnO_2/RGO$ 나노복합체는 전자주사현미경, 투과전자현미경, X선 광전자 분광기, X선 회절기를 사용하여 분석하였다. $MnO_2/RGO$ 전극의 전기화학적 특성은 $Na_2SO_4$ 전해액을 사용하여 3상 전극 시스템 하에서 분석실시하였다. $MnO_2/RGO$ 전극은 높은 비정전용량(251 F/g), 고속 충방전(80.5% 용량 유지율) 및 장수명 특성(93.6% 용량 유지율)을 나타내었다.

• 전기화학회지
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• 제19권3호
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• pp.63-68
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• 2016

$Li_4Ti_5O_{12}$는 우수한 사이클 특성과 구조적 안정성을 지니고 있으며 급속충전 및 고출력 특성을 지닌 리튬이온 이차전지용 음극 활물질이다. 고상법을 통한 $Li_4Ti_5O_{12}$의 합성 중에 발생하는 입자간의 뭉침을 억제하기 위하여, 원료인 $TiO_2$와 $Li_2CO_3$에 카본블랙을 소량 첨가하여 합성을 진행하였다. 원재료 대비하여 카본블랙을 각각 0, 0.5, 1.0, 및 3.0 질량%로 추가하여 고상법으로 $Li_4Ti_5O_{12}$를 합성하였으며, 얻어진 각 분말의 탭밀도와 분급속도를 비교하였다. 카본블랙의 함량이 증가함에 따라 입자의 뭉침이 감소하여 탭밀도가 감소하였으며, 카본블랙을 1.0 질량% 사용한 경우에 가장 빠르게 분급이 진행되었다. 또한, 카본블랙의 사용량에 무관하게 전기화학적 속도특성에서는 차이가 발생하지 않았기 때문에 1.0 질량%의 카본블랙의 추가를 통하여 성능의 손실없이 분말의 제조속도를 높일 수 있다.

• 산업식품공학
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• 제21권3호
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• pp.225-232
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• 2017

본 연구에서는 홍삼분말 입자크기 $10.00{\mu}m$ 이하의 홍삼분말과 $100.00{\mu}m$ 이상의 홍삼분말 간의 이화학적 특성 및 추출 효율성분 함량을 비교분석하였으며, 분산안정성을 기반으로 가공공정에서 적합한 홍삼분말 입자크기를 조사하였다. 본 연구에 사용된 홍삼분말은 $158.00{\mu}m$, $8.45{\mu}m$, $6.33{\mu}m$ 의 입도크기를 가졌으며, 각각 RG A, RG B, RG C로 표현하였다. 본 연구에서는 홍삼분말(2.6%, w/v)을 증류수에 분산시킨 홍삼용액을 4주 동안 저장 온도 $4^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, $40^{\circ}C$에 각각 보관하였으며, 이에 따른 갈색도 및 지방산패도 변화를 확인하였다. 갈색도는 홍삼분말 입자크기와 관계없이 저장온도 및 시간에 따라 갈색도 값이 감소하였으며, 지방산패도(TBA)의 값은 저장온도에 상관없이 4주 동안 유의적으로 증가하였으나 홍삼분말의 지방함량이 낮아 지방산패도 값은 0.1 미만의 낮은 값을 보였다. 분산 안정성을 나타내는 backscatterting 값은 홍삼분말을 이용한 제품 가공시 적합한 입자크기를 알아보기 위하여 측정하였으며, RG A는 RG B 및 RG C와 다르게 분산직후 바로 침전이 되어 용기의 바닥부분에서 높은 backscattering 값을 보였다. RG B는 분산 10시간 이전까지 RG C보다 낮은 TSI 값을 보였으며, 10시간 이후 RG C와 같은 분산안정성을 보였다. RG A, RG B, RG C의 DPPH 및 ABTS 자유 라디칼 소거능의 $IC_{50}$ 값들은 각각 2.74-3.34 mg/mL, 2.77-2.95 mg/mL으로 홍삼분말 입자크기에 따른 유의적인 차이를 보이지 않았다. 일반적으로 홍삼분말의 입자크기 감소는 표면적 증가로 이어져 유효성분 추출 효율성이 증가하지만, 본 실험에서 RG A, RG B, RG C 간의 유효성분 추출에 큰 차이를 보이지 않은 것은 미세한 입자가 열수추출 과정 중 입자간 뭉침현상이 발생하여 표면적 증가와 관련있는 것으로 고려된다. 홍삼분말의 ginsenoside 총 함량은 24.28 mg/g 및 24.53 mg/g로 입자크기에 따른 유의적 차이를 보이지 않았으나, ginsenoside $Rg_1$, Re, $Rh_2$ 함량은 RG C가 RG A보다 유의적으로 높은 값을 가졌다. 따라서 홍삼분말 입자크기는 갈색도, 지방산패도, 항산화 효과에 큰 영향을 미치지 않지만 미세한 입자크기를 가진 홍삼분말이 분산안정성이 좋아 홍삼분말을 이용한 홍삼제품 가공공정에 보다 적합할 것으로 사료된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권4호
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• pp.642-650
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• 2020

순환유동층 보일러에서 유동 입자들의 순환 경로는 연소로에서 비산된 입자들이 사이클론에서 포집되어 비기계적 밸브인 실포트(Sealpot)를 거쳐 연소로로 재순환하는 일반적인 경로를 갖는다. 그러나, 유동 입자들로부터 열을 추가적으로 흡수하기 위해 유동층 외부열교환기(FBHE; Fluidized Bed Heat Exchanger)가 설치된 경우, 실포트의 일부 입자들은 FBHE를 거쳐 연소로로 재순환하는 경로를 갖게 된다. 이때 기포유동층 영역으로 운전되는 FBHE는 실포트로부터 유입되는 고온(800~950 ℃)의 입자들의 유동 특성에 따라 열교환 튜브의 국부적 가열로 인한 손상 및 hot spot에 의한 입자들의 고온 뭉침(agglomeration)이 발생할 수 있어 순환유동층의 안정적 조업에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 국내 D 순환유동층 보일러의 FBHE에 대한 운전자료 분석 및 바라쿠다를 통한 CPFD(Computational Particle Fluid Dynamics) 해석을 통해 구조적 문제로부터 발생하는 열흐름의 불균일성을 밝혀내었다. 실제 D 순환유동층의 FBHE 열교환 튜브 온도는 실포트의 고체온도 변화와 가장 밀접한 상관관계를 나타내었으며, FBHE 내의 열흐름의 불균일성은 FBHE의 조업 유속의 증가(0.3→0.7 m/s)로는 그 불균일성을 해소하기 어려운 것으로 나타났다. 그러나, FBHE로 유입되는 고온 입자들에 대한 사전 혼합 영역(Premixing Zone)이 설치된 경우와, 연소로로 재순환되는 입자 배출 라인의 대칭화를 통한 구조변경 시, 입자 혼합의 증대와 더불어 열흐름의 불균일성은 상당 부분 감소하는 것으로 고찰되었다. 이에, FBHE의 구조 최적화가 열교환 성능 및 운전 안정성을 확보하는 대안임을 제시하였다.

• 분석과학
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• 제19권5호
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• pp.394-399
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• 2006

본 연구에서는 반도체 웨이퍼 연마 공정에 사용한 산화제와 첨가제의 연마 속도에 미치는 영향과 전기 화학적 특성에 대해 조사하였다. 산화제로는 과산화수소, 질산화 철과 요오드산 칼륨을 사용하였으며, 이들은 연마액의 pH와 종류에 따라 텅스텐 막질에서 상이한 산화반응을 나타내었다. 이러한 차이점은 연마성능에 영향을 끼치며, 과산화수소는 식각반응이 질산화 철과 요오드산 칼륨에서는 부동태 반응이 우세하였다. 그리고 염기성 화합물인 TMAH와 KOH를 연마액에 첨가하였을 때 텅스텐에 대한 전위 에너지 변화 증가 및 연마 제거속도 증가를 확인할 수 있었으며, 제타 전위 값의 절대 값 증가를 통해 분산성 향상에도 도움이 되는 것을 알 수 있었다. 마지막으로 음이온 계면 활성제중 평균 분자량이 25만인 폴리아크릴산을 100 ppm 첨가시 연마 입자의 뭉침 현상이 줄어들면서 분산성 향상에 효과적인 것을 알 수 있었다.