• 한국세라믹학회지
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• 제41권2호
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• pp.158-164
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• 2004

우리 주변에서 쉽게 구할 수 있는 12가지 나무와 참나무잎, 소나무껍질 등을 나무 부위별로 구분하여 나무재를 만들어 한국적 천연 재유의 특성을 연구ㆍ분석한 결과 나무재의 주성분은 CaO이며 소나무껍질재는 $SiO_2$, 참나무잎재의 주성분은 CaO와 $SiO_2$이다. 아카시아나무재, 미루나무재 및 대추나무재는 다른 나무재에 비해 MgO와 Fe$_2$ $O_3$ 성분이 많이 함유되어 있어 노랑색기를 띤 녹색유약으로 나타났으며 UV에 의한 4분류 중 가장 채도가 높아 맑은 색을 지닌 투명유 제조에 적합하다. 포도나무재, 배나무재 및 참나무재는 재 안에 많이 함유된 Fe$_2$ $O_3$, MgO 및 MnO의 영향을 받아 UV 분석결과 노랑색기를 띤 녹색 현상이 나타났으며 다른 나무재보다 P$_2$ $O_{5}$의 함량이 많아 온화하고 안정된 느낌을 주는 유백현상이 강하게 나타나 유백유 제작에 적합하다. 소나무재, 플라타너스나무재 및 느티나무재는 다른 나무재에 비해 CaO 성분과 P$_2$ $O_{5}$ 성분이 많아 12가지 나무재 중 가장 선명하고 푸른색기가 많은 녹색 현상이 나타나 청자유약제조에 적합하다. 자작나무, 참나무, 밤나무는 소량으로 유약의 색상에 많은 영향을 주는 MnO가 가장 많이 함유되어 있고 아카시아나무재, 미루나무재, 대추나무재 보다는 약하지만 노랑색기를 띤 녹색유 현상이 나타나 이라보 유약 제조에 적합하다.

• 한국세라믹학회지
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• 제35권5호
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• pp.479-485
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• 1998

천연 원료인 석회석, 규석, bauxite, 무수석고를 이용하여 belite계 시멘트의 한 종류인 고기능성의 modified belite cement를 제조하고자 $C_4A_3{\={S}}$에 비해 $C_2S$의 함량이 상대적으로 많은 두가지 클링커를 합성하였다. 주광물 $C_2S$는, 고온형의 ${\alpha}'-C_2S$를 상온까지 안정화시켜서 수화시 활성을 높이기 위해 붕사($Na_2O\;2B_2O_3{\cdot}10H_2O$)를 첨가하였다. 붕사의 첨가량을 변화시켜 각 클링커의 소성과 수화특성을 비교하고, 이들을 시멘트로 제조할 때 무수석고의 함량을 변화시켜 강도 증진에 기여하는 적정 석고 혼합량을 구하고자 하였다. 그 결과, $C_2S$의 함량을 60 wt.%로 목적할 때, ${\alpha}'-C_2S$로 안정화시키기 위한 붕사의 첨가량은 5 wt.%가 효과적이었으며, 시멘트 제조시 $SO_3/Al_3O_3$ 비가 1.3이 되도록 무수석고를 첨가한는 것이 적절하였다. 붕사가 없는 경우 수화 초기에 ettringite만이 강도에 기여하는 반면 봉사를 첨가하면 수화 초기에 ettringite와 함게 C-S-H 수화물이 생성되었음을 알 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권12호
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• pp.1143-1148
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• 2002

침강성 탄산칼슘은 충진용으로 매우 유용하며 제지, 페인트, 플라스틱, 고무, 잉크 등 광범위한 공업분야에 사용되고 있다. 탄산칼슘은 켈사이트, 아라고나이트, 바테라이트의 세 가지 동질이상이 존재하며 그중 바테라이트는 천연적으로 산출되지 않는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 $Ca(OH)_2-CH_3OH-H_2O-CO_2$계에서 바테라이트 분체를 합성하고자 하였으며, 이때 반응도중 슬러리의 전기전도도, pH, $Ca^{2+}$ 이온농도 등을 측정을 행하였다. 반응이 종료된 후 최종생성물은 XRD 및 SEM을 이용하여 분석하였다. 실험결과 반응온도 50${\circ}C$ 이상에서는 바테라이트와 함께 켈사이트, 아라고나이트가 혼재하게 됨을 알 수 있었으며 순수한 바테라이트를 합성하기 위해서는 반응온도를 40-50${\circ}C$의 범위로 유지해야 함을 알 수 있었다. 또한 반응온도가 40${\circ}C$에서 50${\circ}C$로 증가함에 따라 생성되는 입자의 평균입도를 0.5 ${\mu}m$에서 0.8 ${\mu}m$까지 성장시킬 수 있음을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.565-572
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• 2013

CBPC(chemically-bonded phosphate ceramic) 바인더는 사소 MgO와 인산의 강력한 산-염기 반응을 이용한 초속경 보수재료로서, 시멘트와는 달리 CaO의 함량을 10% 이하로 줄인 재료이다. 이번 실험에서는 CBPC 바인더에 천연광물 및 산업부산물로 이뤄진 6가지 충전재들을 첨가하고 물리적 성능 및 수화 반응을 관찰하였다. 실리카퓸을 첨가한시편이 압축강도 및 동탄성계수가 상대적으로 높았고, 특히 장기강도 면에서 뚜렷한 증가율을 보였다. 또한 XRD 분석을 통해 실리카퓸을 첨가한 시편에서 마그네슘의 수화물인 M-S-H gel and $MgCO_3$ 피크를 관찰 할 수 있었다. 칼슘 성분이 다량 포함된 충전재를 넣은 시편의 경우 강도 및 내구성 면에서 좋지 않은 결과를 낳은 것으로 보아, 칼슘과 마그네슘 수화물은 서로 화학적으로 결합하지 않으므로 섞지 않는 것이 좋다는 결론을 도출했다. 결과적으로 MgO를 기반으로 하는 모르타르에는 순수하게 실리카 성분으로만 이루어진 실리카 흄과 같은 충전재가 알맞은 것으로 나타났다.

• 공업화학
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• 제34권3호
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• pp.221-225
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• 2023

셀룰로오스는 자연의 다양한 공급원에서 쉽게 얻을 수 있는 가장 일반적인 천연 고분자이다. 셀룰로오스의 한 형태인 나노셀룰로오스는 셀룰로오스를 처리해 쉽게 얻을 수 있으며, 그 고유 물성이 상당히 우수하여 광범위한 산업 응용 분야에 사용이 가능하다. 이러한 나노 셀룰로오스는 금속 및 세라믹 필러를 포함하는 고분자 복합재료를 능가하는 뛰어난 기계적 물성 및 열적 안정성을 제공하며, 지속가능한 환경 친화적인 복합소재이다. 이러한 특성을 기반으로 필러, 포장지, 에너지, 의료, 코팅산업 등 다양한 분야에서 광범위하게 연구되고 있다. 본 리뷰에서는 나노셀룰로오스 및 나노복합소재 개발 그리고 응용분야에 대한 연구동향에 대해 고찰해보았다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.18-24
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• 2018

친환경자동차의 보급 확대를 위한 정책수립과 기술개발이 지속적으로 이루어지고 있는 실정이나 아직까지도 내연기관이 차지하는 비중은 약 95% 차지하고 있다. 화석연료를 기반으로 하는 내연기관의 엄격한 배기가스규제를 충족시키기 위해 자동차와 선박용 후처리장치의 비중이 점차로 증가하고 있다. 천연가스는 대기환경 오염물질을 거의 배출하지 않는 청정연료이며, 주로 시내버스의 연료로 사용되어져 왔다. CNG 버스의 보급률이 계속적으로 증가하고 있으며 이에 대한 엄격한 배기규제를 충족시키고 경제적인 후처리장치의 연구개발이 필요하다. 장기적인 연구로는, CNG 버스에서 배출되는 유독성가스인 $CH_4$와 NOx를 동시저감시키는 새로운 NGOC/LNT+NGOC/SCR 복합시스템을 개발하는 것이다. 이 연구는 복합시스템 후단에 장착되는 선택적인촉매환원(SCR)의 washcoat를 세라믹과 메탈 담체에 코팅하여 $de-CH_4/NOx$ 특성을 파악하는 것이다. V, Cu-SCR 촉매는 $CH_4$ 산화반응에는 영향을 미치지 않고, 이중층으로 코팅된 2, 4번 NGOC/SCR 촉매는 $400^{\circ}C$에서 $CH_4$가 산화되기 시작하여 약 $550^{\circ}C$에서는 약 20% 수준으로 $CH_4$가 저감되었다. NGOC/SCR처럼 two layer로 코팅된 2, 4번 SCR 촉매는 $350^{\circ}C$이상에서는 마이너스(-) NOx 전환률을 나타냈다. 이는 $ NH_4NO_3$(질산염)으로 흡장되어 있는 NOx가 촉매의 반응속도가 저하됨에 따라 $N_2$로 환원되지 못하고 $NO+NO_2$로 탈착되었기 때문이다. 세라믹 기반의 복합시스템은 $400^{\circ}C$에서 약 30%, $500^{\circ}C$에서 LOT50에 이르러 메탈 기반의 복합시스템보다 약 20% CH4 정화 성능이 높았고, NGOC/LNT+Cu-SCR 복합시스템 조합이 적합하다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권3호
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• pp.567-573
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• 2012

인조대리석은 천연대리석에 비해 우수한 외형, 높은 마감도, 고른 빛깔, 압력과 마모에 대한 우수한 저항성, 부식과 풍화에 대한 우수한 저항성 등의 장점을 가지고 있다. 그래서 인조대리석은 주방용 조리대, 욕실 세면대, 가구, 안내 데스크 등에 다양하게 사용되고 있다. 그러나 인조대리석을 자르고 마감하는 과정에서 많은 양의 폐기물들이 스크랩 또는 분진의 형태로 발생한다. 고급스런 인테리어 재료의 수요의 증가에 따라 인조대리석으로부터의 폐기물은 증가하고 있다. 폐인조대리석은 분쇄, 열분해, 증류공정 등을 통하여 전자재료, 세라믹 등의 원료가 되는 산화알루미늄 및 인조대리석의 원료가 되는 MMA로 재생이 가능하다. 폐인조대리석의 특성을 TGA/DSC 및 원소분석을 통해 그 특성을 분석하였다. 폐인조대리석을 분쇄 및 열분해하여 원 산화알루미늄을 얻었다. 본 연구에서는 원 산화알루미늄을 회수하는 공정의 최적화를 위해 Box-Behnken 실험계획법을 사용하였다. 원 산화알루미늄의 특성치는 색도 분석, 원소 분석 그리고 표면적 등에 의하여 평가하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제31권3호
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• pp.116-126
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• 2021

코디어라이트(Mg₂Al₄Si₅O₁₈) 하니컴 세라믹스의 대표적 응용분야는 자동차 배기가스 정화용 필터(diesel particulate filter(DPF))이다. 천연광물, 조공제, 유기바인더를 혼합한 슬러리를 압출하여 DPF용 하니컴 코디어라이트를 성형한 후 980~1450℃ 범위에서 소결하였다. 소결온도에 따른 결정상(indialite, cordierite, cristobalite, alumina, spinel, mullite, pro-enstatite)의 형성과정을 XRD Rietveld 정밀화법을 이용하여 정량분석 하였다. 동시에, 세라믹 에칭(etching) 방법으로 소결 시료 표면의 비정질상을 제거한 후 SEM/EDS법을 사용하여 결정상들의 형상과 조성을 확인하였다. 이들 결과로부터 DPF 하니컴에서 결정상 형성 과정을 명확히 밝힐 수 있었다. 또한, DPF 하니컴의 소결온도에 따른 열팽창계수(linear coefficient of thermal expansion, CTE) 변화를 분석하였고, 결정상의 정량분석결과를 바탕으로 계산된 CTE와 비교하였다. 소결된 DPF 하니컴 내의 결정상들이 CTE 특성에 미치는 영향을 고찰하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권11호
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• pp.834-841
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• 2004

우리 주변(경기도 이천, 양평, 용인)에서 쉽게 구할 수 있는 곡물대 10가지와 2가지의 곡물껍질(콩깍지, 왕겨), 4가지의 채소(시금치, 무우잎과 줄기, 호박잎과 줄기, 고추대)의 재를 만들어 한국적 천연 재유의 특성을 연구 분석하고 그 활용 방안을 제시하였다. 그 결과 곡물대재는 4가지로 분류되었다. 1그룹인 들깨대재, 참깨대재, 검정콩대재, 팥대재에는 다른재에 비하여 $SiO_2$ 성분이 적고 CaO와 P$_2$ $O_{5}$ 성분이 10%이상 함유되어 비교적 유백현상이 강하게 나타났으며 약한 녹색기가 도는 밝은 노랑색유로 나타나 유백유 기본유로 활용하기에 적합하였다. 2그룹인 고추대재, 시금치재, 콩깍지재, 무우잎ㆍ줄기재, 콩대재에는 모든 성분이 비교적 고르게 함유되어 있었고, 특히 MgO 함량이 평균 8.53%로 가장 많고 Fe$_2$ $O_3$ 성분이 2% 정도 함유하고 있어 채도가 높은 녹색기를 많이 띤 노랑색유로 나타났으며 유흐름 현상이 강하게 나타나 이라 보 유약의 기본유로 활용하기에 적합하였다. 3그룹인 옥수수대재, 흰콩대재, 호박잎ㆍ줄기재는 $SiO_2$, $Al_2$ $O_3$의 함량이 다른 재에 비하여 많았고 Fe$_2$ $O_3$가 3～5%로 가장 많이 함유되어 있어 UV에 대한 4분류 중 색상, 채도 변화가 가장 크게 나타났으며 짙은 노랑에서 짙은 고동색을 지닌 색상이 강하게 나타나 천목유 및 흑유의 기본유로 활용하기에 적합하였다. $SiO_2$ 성분이 45～82%로 함량이 제일 많아 잘 녹지 않고 다른 재에 비하여 Fe$_2$ $O_3$와 P$_2$ $O_3$ 성분의 함량이 적은 4그룹인 갈대재, 볏짚재, 수수대재, 왕겨재는 푸른색기 또는 녹색기가 도는 흰색에 가까운 미색으로 나타나 백유의 기본유로 활용하기에 적합하였다.

• 광물과 암석
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• 제35권3호
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• pp.333-344
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• 2022

화강암 및 대리석 같은 천연 건축용 석재의 채석 및 활용이 개발도상국에서 급부상하고 있다. 이러한 석재를 사용하기 위해 가공, 절단 및 치수화 과정에서 많은 양의 폐기물이 발생한다. 석재폐기물은 개방된 환경에서 처리되며, 부산물로 발생하는 폐기물의 독성이 환경과 인간의 건강에 악영향을 줄 수 있다. 2019년 세계 석재 산업 성장은 채석장 폐기물을 제외하고 1% 이상 증가한 약 155,000천톤의 새로운 기록을 달성하였다. 인구 천명당 석재 사용량(m²/1,000 inh)은 2001년 177, 2018년 266에서 2019년 268로 증가했다. 2019년 세계 총채석량은 316,000천톤(100%)이고, 생산량의 53%는 채석장 폐기물로 발생되었다. 석재가공 단계에서는 완제품 생산량이 91,150천톤(29%)에 도달했으며 결과적으로 63,350천톤이 석재폐기물이 생산되었다. 그러므로 세계적으로 채석장에서 생산된 석재가 100%이라면 전체 폐기물 발생량은 71%이다. 석재폐기물은 환경적, 경제적 및 사회적 관점에서 상당한 문제를 발생시킨다. 석재폐기물 처리는 기본적으로 3가지 방법이 있는데 재사용, 재활용 및 매립처리가 있다. 그 중에 재사용 및 재활용은 환경 친화적으로 할 수 있는 양호한 석재폐기물 관리 방법이다. 석재폐기물은 많은 사용 방법이 있지만 건축 자재, 세라믹 재료 및 환경 적용으로 요약된다. 석재폐기물을 이용한 재료 생산은 매우 유망하며 채석장과 산업 현장에서 재생되어 사용할 수 있다. 새로운 생산품(인공토양)은 토목 공사, 철도 제방 및 원형교차로 주변 표토로 사용하며, 석분토는 산성토양의 중화를 위해 사용도 가능하다. 또한 석재폐기물은 광물 잔유물 회수, 광물 성분 추출, 건설 자재, 전력 생산, 빌딩 재료와 가스 및 수질 처리에 이용할 수 있다.