• 자원환경지질
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• 제53권6호
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• pp.677-685
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• 2020

우스키 마애불상군의 모암은 아소-4 화산쇄설암층군에 속하는 암회색 응회암이다. 이 불상군은 상부에서 유입되는 강수와 지반에서 상승하는 지하수로 인한 백화현상과 암반의 토양화가 상당히 진행되어 보존대책이 시급한 상태였다. 불상군 표면 염풍화의 주요 원인인 백색오염물에서는 세나다이트, 석고, 백운석이 동정되었다. 이들의 용출실험 결과, 세나다이트는 교반초기에 용해되었다가 4시간 이후 재용출되고, 석고는 2시간 교반까지 검출되다가 4시간 교반 후 용해되는 특성을 보였다. 백색오염물의 재결정 환경을 파악하기 위해 11개월간 미기후 환경을 모니터링한 결과, 봄철에는 세나다이트와 미라빌라이트의 상전이가 넓게 나타나고, 여름과 가을철에는 고온으로 인해 수용액 상태로 유지된다. 겨울철에는 온도가 하강하면서 미라빌라이트의 분포대가 가장 넓게 도시된다. 따라서 석불군 일대의 수분 이동통로를 차단하고 보호각 내에서 유지되는 다습한 환경을 제어하기 위한 초정밀 관측이 요구된다.

• 자원환경지질
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• 제50권2호
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• pp.117-128
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• 2017

고준위방사성폐기물 심지층 처분 대상 암종으로 고려되는 화강암에서 방사성핵종의 장기 거동 특성을 이해하기 위한 연구의 일환으로 KURT(KAERI Underground Research Tunnel) 화강암에 존재하는 U-Th 함유광물의 산출특성 및 존재형태 대한 연구를 수행하였다. KURT의 화강암은 주로 석영, 장석류와 운모류로 구성되며, 그 외에 저어콘 및 희토류원소를 함유하는 모나자이트, 바스트네사이트 등이 확인된다. 또한 견운모, 미사장석, 녹니석과 같은 이차광물과 함께 석영맥과 방해석맥 등이 관찰되는데 이는 후기 열수작용에 의한 영향으로 추정된다. U-Th 함유광물은 대부분 $30{\mu}m$ 이하로 석영 및 장석류, 운모류의 경계에서 확인된다. EPMA 정량분석 결과, U-Th 함유광물의 74.2 ~ 96.5%가 $UO_2$ (3.39 ~ 33.19 wt.%), $ThO_2$(41.61 ~ 50.24 wt.%), $SiO_2$ (15.43 ~ 18.60 wt.%) 등으로 구성된 것으로 확인된다. EPMA 분석결과를 이용한 화학구조식 계산결과, U-Th 함유광물은 규산염 광물로 토라이트(thorite), 우라노토라이트(uranothorite)인 것으로 판단된다. U-Th 함유 규산염 광물은 화강암과 페그마타이트 및 열수작용에 의해 형성된다. 따라서 마그마의 분화에 의해 형성된 KURT 화강암은 후기 열수에 의해 변질 및 교대작용이 수반되었을 것으로 판단된다. U-Th 함유 규산염 광물은 열수에 기인한 온도, 압력, pH 등의 변수들과 지화학적 요인에 의해 재결정 작용을 일으킨 것으로 추정된다. 또한 재결정 과정 동안 반복적인 용해/침전에 의해 우라늄과 토륨의 농집량 변화에 따라 토라이트, 우라노토라이트 광물들이 형성된 것으로 판단된다.

• 한국자기학회지
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• 제6권4호
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• pp.242-250
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• 1996

RF-마그네트론 스퍼터법으로 제조된 $400\;{\AA}$의 $Ni_{81}Fe_{19}$ 박막을 자장중에서 열처리할 때 박막의 미세구조 및 표면형상의 변화에 따른 전자기적 특성을 조사하였다. 보자력은 열처리 온가 $300^{\circ}C$까지 증가함에 따라 박막내부 잔류응력의 감소 및 재결정에 의해 감소하였고, $400^{\circ}C$에서는 결정립성장 및 표면조도의 증가에 의해 증가에 의해 증가하였다. $4{\pi}M_{s}$는 열처리온도에 따라 큰 변화를 보이지 않고, 9.2 kG 수준의 거의 일정한 값을 보였다. 열처리 온도가 증가 함에 따라 전기비저항은 $37\;{\mu}{\Omega}cm$에서 $24\;{\mu}{\Omega}cm$로 감소하였으며, 자기저항값은 $0.6\;{\mu}{\Omega}cm$ 수준으로 거의 일정한 값을 보였고, 자기저항비 1.5 %에서 3.1 %로 증가 하였다. 따라서 자기저항비의 증가는 주로 전기비저항의 감소에 기인한 것으로 나타났다. 이상에서 박막을 실제적인 자기저항 헤드에 응용을 고려시, 최적 열처리조건은 400 Oe의 일방향 자장중 $300^{\circ}C$에서 1시간 열처리할 때로 나타났다.

• 한국식품과학회지
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• 제33권1호
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• pp.60-65
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• 2001

국내산 당면 4종류(고구마 당면(자유낙하식; Dropping method) 3종류, 옥수수 당면(압출식; Extusion method) 1종류)와 중국산 1종류, 일본산 6종류를 가지고 당면의 이화학적 특성을 조사하였다. 포장단위는 국내산의 경우 일반 가정용으로 고구마 당면이 500g과 1kg 두 종류의 포장이 주류를 이루었고 일본의 경우 국내산에 비하여 소 포장으로 100, 150, 250 g이 주류를 이루었다. 당면의 두께에 있어서는 중국산 녹두당면이 0.82 mm로 가장 가늘었으나 대부분의 당면은 $1.0{\sim}1.3\;mm$ 정도를 나타내었다. 시중 당면의 DSC endotherm을 분석한 결과 peak 온도가 전분의 호화온도보다 낮은 $42{\sim}48^{\circ}C$에서 시작하였으며 당면의 X-ray 회절도에서도 peak가 선명하지 않은 것으로 보아 호화가 일어난 후 노화로 재결정이 생겼음을 알 수 있었다. 당면의 조리 특성을 보면 국산 고구마 당면은 hardness와 compression slope가 각각 $9,500{\sim}11,000\;g/cm^2$, $18,000{\sim}26,000\;g/cm^3$으로 옥수수 당면보다 2배 이상 높았다. 당면 조리시의 고형분 손실(cooking loss)은 옥수수 전분으로 만든 당면이 19.8%로 고구마 당면($4.2{\sim}6.6%$)보다 높았으며 외국산의 경우 녹두당면이 7.7%로 낮았으나 대부분 국내산 당면보다 높게 나타났다. 조리과정 중 당면의 두께변화 즉 팽윤도(swelling ratio)는 고구마 당면이 $58{\sim}69%$, 옥수수 당면이 50%로 옥수수 당면이 고구마 당면 보다 낮게 나타났으나 옥수수 당면의 경우 cooking 중 고형분 loss가 커 탄력이 떨어지고 뚝뚝 끊어지는 현상이 심하여 고구마 당면에 비하여 품질이 떨어짐을 알 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제28권6호
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• pp.635-646
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• 1995

동양활석광상의 광화대는 옥천누층군에 속하는 향산리 돌로마이트의 최하부 돌로마이트층준에 발달하며 광체는 이 지역 지층 중에 밥달하는 $N85^{\circ}{\sim}90^{\circ}W$에 $40^{\circ}$ 로 플란지하는 작은 습곡축에 따라 파이프상으로 배태되어 있다. 이 광상의 모든 광체들의 상반이나 하반에 각섬질암이나 녹니석편암을 수반한다(김옥준 등, 1963; 박희인과 김기태, 1966). 동양활석광상의 활석광화작용은 돌로마이트의 재결정작용과 규화작용에 이어 투각섬석과, 판상, 엽편상활석(I), 미립질 활석 (II)의 생성 순으로 이루어졌다. 활석(I)은 돌로마이트와 $SiO_2$ 성분이 풍부한 유체와의 반응으로 생성되었고 활석 (II)는 돌로마이트와 유세와의 반응과 이마 생성된 투각섬석과 유체와의 반응으로 생성되었다. 광화기간중 유체는 초기에는 $H_2O-CO_2$계의 것으로 $CO_2$가 풍부한 것이었으나, 말기로 가며 $H_2O-NaCl-CO_2 $계를 거쳐 $H_2O-NaCl $계의 것으로 변하였다. 투각섬석과 활석(l) 생성기의 온도 및 압력조건은 각각 1,640~2,530 bar, $440{\sim}480^{\circ}C$ 였고, 활석 (II) 생성기의 온도 및 압력조건은 1,400~2,200 bar와 $360{\sim}390^{\circ}C$였다. 이 값은 동양활석광상 북쪽 약 5km에 분포하는 문주리층 구성암석의 변성온도 및 압력값에 비하여 현저하게 낮다. 활석광상의 모암인 돌로마이트의 ${\delta}^{13}C$과 ${\delta}^{18}O$값은 각각 2.9~5.7‰ (PDB)과 -7.4~16.8‰ (PDB)로서 기 보고된 태백산지역의 석회암의 값에 비하여 높으나 변질받지 않은 퇴적원 돌로마이트가 갖는 값의 범위내에 든다. 동양활석광상의 활석의${\delta}^{18}O$와 ${\delta}D$값은 각각 +8.6-15.8‰ (vs SMOW)와 -65~-90‰ (vs SMOW)로서 마그마 기원의 물의 값을 갖는다. 이 값은 이 지역의 문주리층과 계명산층을 구성하는 변성암류의 ${\delta}^{18}O$과 ${\delta}D$ 값과는 판이하다. 경석고의 ${\delta}^{34}S$ 값은 22.4‰ (CDT)로서 고생대초의 황산염의 ${\delta}^{34}S$의 값(30‰ vs CDT)보다 낮아 화성기원의 S가 첨가되었을 가능성이 있다. 활석광석에는 약하게 염리와 파랑벽개 등이 발달하고 있어 활석광상은 옥천대가 겪은 여러 차례의 변형작용중 최후기상이 적어도 끝나가 이전에 마그마 기원의 유체에 의하여 생성된 열수교대 광상이라 사료된다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.42-42
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• 2009

마찰교반접합 (Friction Stir Welding)은 1991년 영국 TWI에서 개발된 접합 법으로서 회전하는 툴이 재료내부에 삽입되면 툴과 재료사이에서 발생하는 마찰열에 의하여 온도가 상승하게 되어 재료는 연화되고, 이러한 재료 내부에서 회전하는 툴이 이동하게 되면 재료 내부는 기계적 교반에 의해 소성변형이 일어남과 동시에 접합이 이루어진다. 마찰교반접합은 동적 재결정에 의한 접합부의 미세한 결정립 형성으로 인하여 기계적 특성이 향상되며 보호 가스가 필요 없어 친환경적임과 동시에 용융 용접 법에 비해 접합 시 에너지 소모가 적으며 또한 접합 후 접합부에서의 변형이 상대적으로 적다는 장점이 있다. 이러한 장점을 가진 마찰교반접합은 알루미늄 합금, 마그네슘 합금 그리고 동 합금과 같은 저 융점 비철재료에 많은 연구와 적용 사례들이 있어왔다. 하지만 최근에는 일반 탄소강, 연강, 오스테나이트계 스테인리스강, 니켈 합금, 티타늄 합금과 같은 고융점 재료에도 연구 및 적용이 진행되고 있는 추세이다. 페라이트계 스테인리스강은 가격이 비싼 Ni을 함유하지 않아 오스테나이트계 스테인리스강에 비하여 강재의 가격은 낮으면서도 고온특성 및 내식성이 우수하여 건축용, 자동차 배기계용으로 널리 사용되고 있다. 하지만 이런 장점을 가진 페라이트계 스테인리스강을 기존의 용융 용접 법으로 접합 시 용접부 및 열영향부에서의 결정립의 조대화로 인한 인성 및 연성이 저하되며, 특히 예민화된 열영향부 입계 내에 Cr 탄화물이 석출되어 입계주변에 Cr 결핍 층을 형성되어 입계부식이 발생되는 문제점이 발생된다. 본 연구에서는 마찰교반접합을 이용하여 두께 3mm의 409 스테인리스강에 대해 맞대기 접합을 실시하였다. 접합 변수를 툴의 재료 (WC-12wt%Co, $Si_3N_4$)로 하여 접합을 실시하였고 접합 후 외관상태 점검, 광학 현미경과 주사 전자 현미경을 통하여 미세조직을 관찰하였으며 황산-황산동 부식 시험을 실시하여 접합부의 부식 특성을 평가하였다.

• 암석학회지
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• 제25권3호
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• pp.261-281
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• 2016

제주도 현무암에 포획된 맨틀 페리도타이트에 대한 암석학적/지화학적 연구는 한반도 상부맨틀 암석권 진화에 대한 우리의 지식을 한층 높이고 있다. 제주도의 페리도타이트 포획암은 대부분 첨정석 레졸라이트이며, 그 외 하즈버가이트와 휘석암으로 이루어져 있다. 제주도 페리도타이트 포획암은 부분용융, 재결정변형작용, 교대작용을 경험한 후 맨틀에 남아있던 잔류맨틀물질임을 나타낸다. 이 포획암은 맨틀웨지 환경에 있었던 암석으로 분별부분용융에 의해 일차적으로 결핍과정을 겪었으며, 소규모의 전단대내 특정한 편압에서 소량의 반상쇄성-압쇄조직이 형성되는 재결정작용도 경험했다. 그 이후 페리도타이트는 섭입하는 슬랩 기원의 $SiO_2$, K, $H_2O$, LREE에 포화된 유체(혹은 용융체)에 의해 다양하게 교대/부화되었다. 슬랩 기원의 이 유체는감람석과 반응하여 사방휘석과 금운모를 이차적으로 형성하였다. 교대작용은 제4기 제주도 마그마 시스템보다 충분히 앞선 사건이었으며, 모마그마와는 성인적으로 관련이 없다. 이러한 교대작용에도 불구하고 제주도 상부맨틀 암석권은 비교적 높은 온도와 교대작용 이후에 주어진 충분한 시간에 의해 지화학적으로 완전한 평형상태에 도달하였다. 그 이후에 동해가 열리고 동아시아 암석권은 확장되어지면서 원시 제주암석권도 맨틀웨지 환경에서 판내부환경으로 변환되어진다. 제4기 판내부환경에서 제주도가 형성되면서 이때 상승하는 알칼리 현무암에 포획된 맨틀 페리도타이트가 지표면에 운반되어졌다. 제주 상부맨틀 암석권에서 일어난 이런 종류의 물질순환은 대륙지각하부 암석권맨틀의 진화에 상당히 중요한 역할을 했었을 것이며, 동아시아 아래 상부맨틀 암석권에 EM I, EM II와 같은 부화된 영역을 형성하는데 기여했을 수도 있다.

• 자원환경지질
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• 제54권2호
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• pp.233-245
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• 2021

암석의 미세구조에 대한 많은 연구는 실제 암석 관찰 뿐만 아니라 다양한 실험 장비를 이용하여 미구조의 발달 과정과 그 메커니즘을 이해하기 위해 수행되어 왔다. 변성이나 변형 작용 중에 입자 성장이나 입도의 변화를 일으킬 수 있는 광물 군집 내 입자 경계 이동 작용은 주요한 재결정작용 메커니즘 중 하나이다. 특히, 변형 과정 중 나타날 수 있는 입자 경계 이동의 연속적 관찰은 암석 유사 실험을 이용하여 수행될 수 있었다. 이번 연구에서는 다양한 실험 방법 중 유사 물질을 이용한 입자 성장 및 변형 실험 방법에 대해 기존 방법을 개량할 수 있는 실험 장비의 개발과 이를 통한 효과적인 미구조 분석 방법을 제시하였다. 개발된 실험 장비는 유사 물질 실험이 가능한 변형 장치와 실체 현미경에 회전 조작이 가능한 편광판들을 장착하여 광학적 조작이 가능하도록 구성되었다. 이들 장치들은 마이크로 컨트롤러를 통해 온도 및 변형 속도 제어 및 실험 동안 관찰되는 미구조 변화를 연속적으로 촬영할 수 있도록 자동화하여 구성되었다. 또한 편광판 회전 조작을 통해 취득되고 합성된 디지털 이미지들은 보다 정확한 입자 경계를 구분하고 분석할 수 있게 해주었다. 실험 결과의 입도 및 형태와 같은 미구조 분석을 위해 선분 교점 측정 방법과 입자 경계 트레이싱 방식을 비교하여 적용하였다. 유사물질로써는 석영과 유사한 광학적 성질을 가지는 노캠퍼(Norcamphor, C7H10O)라는 물질을 사용하였다. 개발된 장비의 실효성을 검증하고자 노캠퍼를 이용한 정적 입자 성장 실험과 단순 전단 변형 실험 및 이에 대한 미구조 분석을 수행하였다. 정적 입자 성장 실험은 시간이 지남에 따라 입자 수의 감소와 입도가 증가하는 전형적인 입자 성장 작용의 특징과 온도에 따른 성장 곡선들의 명확한 차이를 보여주었다. 중온-저변형율 조건의 단순 전단 변형 실험 결과는 평균 입도의 큰 변화는 없었으나, 입자 형태에 대해 전단 변형이 증가함에 따라 전단력 방향에 수직한 방향에 대해 약 53°의 방향으로 신장률이 증가하는 변화를 보여주었다. 이러한 미구조의 발달과정은 주어진 실험 조건에서 변형에 의해 입자 내부의 소성 변형과 내부 회복 작용이 균형을 이루면서 진행된 것으로 해석된다. 개량화 및 자동화된 실험장치를 이용한 이들 입자 성장 작용 실험 및 변형 실험의 예는 유사물질 실험에서 목적하는 바와 같이 실험 과정 동안의 입자의 미구조 변화과정을 순차적으로 관찰할 수 있고, 전체 수행 과정동안 수동적 조작없이 효율적으로 실험을 진행할 수 있다는 장점을 보여주었다.

• 한국지구과학회지
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• 제21권4호
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• pp.449-468
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• 2000

탄산염 완사면과 테두리진 탄산염 대륙붕에서 퇴적된 오르도비스기 정선석회암은 다양한 속성양상을 보인다. 어란석 입자나 펠로이드 주위에 분포하는 등후의 침상의 교결물로 나타나는 해수속성작용은 최초의 속성작용이었으며 재결정화된 마이크로스파 내지 스파 방해석, 방해석으로 채워진 증발암 캐스트 그리고 어란석 입자 주위에 분포하는 등후의 스파 방해석으로 나타나는 담수속성작용으로 이어졌다. 얕은 매몰 속성 작용의 양상은 마이크로스타일로라이트와 용해 씸을 포함하며, 깊은 매몰 속성작용의 양상은 스타일로라이트, 매몰 교결물, 거정질 방해석 그리고 포이킬로토픽 방해석을 포함한다. 매몰교결작용은 압력용해양상과 쌍정 엽리를 갖는 거정질 방해석 또는 포이킬로토픽 조직을 갖는 방해석에 의해 특징지어진다. 돌로마이트는 조간대 기원의 극세립 및 세립질 모자이크 돌로마이트, 다양한 기원의 산재된 돌로마이트, 생물 교란 반점이 돌로마이트화 된 패치돌로마이트, 깊은 매몰 기원의 안장형 돌로마이트가 있다. 규화작용은 방해석을 치환한 석영과 열극에 침전된 석영이 있다. 포이킬로토픽 조직을 보이는 극조립질의 매몰교결물은 -10.4%$_o$ PDB의 ${\delta}^{18}$O 값과 -1.0 %$_o$ PDB의 ${\delta}^{13}$C 값, 504ppm Sr, 3643ppm Fe 그리고 152ppm Mn 값을 보인다. 세립 및 조립질 방해석으로 구성된 석회암은 매몰교결물과 비슷한 ${\delta}^{18}$O 값과${\delta}^{13}$C값을 보이나, 매몰교결물에 비해 Sr 함량은 낮고, Fe 및 Mn 함량은 높다 이런 지화학적 경향은 세립 및 조립질 방해석의 재결정화 작용이 담수 환경에서 일어난 후 매몰환경에서 다시 재결정되어 나타난 것으로 해석되며, 매몰교결물은 비교적 높은 온도와 낮은 물/암석 비를 갖는 환경에서 형성된 것으로 해석된다. ${\delta}^{18}$O 값이 -8.2%$_o$ PDB, ${\delta}^{13}$C 값이 -1.9%$_o$ PDB, 213ppm Sr, 3654ppm Fe, and 114ppm Mn을 보이는 극세립 및 세립의 돌로마이트는 조상대 환경에서 퇴적물과 동시기적으로 형성된 후 비교적 낮은 암석/물의 비율을 갖는 매몰 환경에서 재결정 된 것으로 해석된다. 지화학적 자료는 정선석회암의 속성환경은 물/암석의 비가 낮은 매몰환경이 주된 속성환경이었음을 시사한다. 정선석회암은 퇴적될 당시 해수 속성 작용과 담수 속성 작용을 받았다. 행매층과 회동리층의 퇴적으로 정선석회암의 일부는 얕은 매몰 환경 하에 놓이게 되었고, 데본기의 지구조적 변형기에 대기하에 노출되었을 것으로 해석된다. 석탄기와 페름기의 평안계 지층이 약 3km의 두께로 퇴적되어 정선석회암은 이시기에 깊은 매몰환경에 놓이게 된 것으로 해석되며 스타일로라이트, 매몰 교결물, 거정질 방해석 그리고 안장형 돌로마이트가 형성된 것으로 해석된다. 정선석회암은 중생대와 신생대에 있었던 송림, 대보, 불국사 변동으로 대기에 노출된 것으로 보이며 담수 속성환경에 다시 놓이게 된 것으로 해석된다. 백악기와 제3기의 불국사 변동 후 정선 석회암은 대기 하에 노출되어 담수 속성작용을 받은 것으로 보인다.

• 자원환경지질
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• 제49권2호
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• pp.77-88
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• 2016

백석면[Chrysotile, $Mg_3Si_2O_5(OH)_4$]은 사문석군 광물에 속하는 1:1 층상규산염광물로 섬유상의 형태와 구조적 특성으로 인해 다양한 이용과 연구가 진행되었으나, 근래에는 1급 발암물질로 선정되면서 백석면의 분해에 따른 본질적인 무해화를 위한 연구의 관심도가 높아졌다. 따라서 이 연구는 열처리에 따른 백석면의 광물학적 특성 변화를 관찰하여 열분해에 따른 무해화 과정을 알아보고자 하였다. 실험은 캐나다 LAB Chrysotile 광상에서 산출되는 백석면을 이용하여 $600-1,300^{\circ}C$ 범위에서 2시간 동안 열처리를 하였으며, TG-DTA, XRD, FT-IR, SEM-EDS, TEM-EDS 분석을 통해 백석면의 결정구조, 형태 및 화학성분의 변화를 확인하여 광물학적 특성변화를 관찰하였다. 열분해 실험 결과, 섬유상의 hollow tube 구조를 가지는 백석면은 약 $600-650^{\circ}C$에서 흡열반응이 일어남에 따라 팔면체판(MgOH)에서 수산기(OH)가 제거되면서 백석면은 비정질 광물의 형태로 변화하였다(탈수화 1단계). 약 $820^{\circ}C$에서는 발열반응이 관찰되었으며 이는 Mg, Si, O의 재배열 결과 주상의 고토감람석(forsterite, $Mg_2SiO_4$)으로 상전이에 영향을 준 것으로 사료된다(탈수화 2단계). 또한 $800^{\circ}C$ 이상으로 열처리한 일부 시료에서 고토감람석 내 결정구조의 변화가 시작되었고, $1,000^{\circ}C$ 이상에서는 온도 상승에 따라 점진적인 재결정 작용 결과 3차원적으로 성장하여 구형광물로 형태 변화가 나타나며 완화휘석(enstatite, $MgSiO_3$)을 형성하였다. 따라서 이 연구는 다양한 분석법의 적용과 2시간 동안의 열처리를 통하여 백석면의 탈수화 반응에 따른 결정구조의 붕괴와 섬유상 형태의 변형을 확인하였으며, 백석면은 무해 광물인 고토감람석과 완화휘석으로 상전이 됨을 통해 백석면의 무해화 과정을 제시 할 수 있었다.