에폭시수지에 유기화된 층상실리케이트 나노입자를 충진하여 에폭시-나노콤포지트 제조하였다. 에폭시-나노콤포지트는 열적, 기계적 특성이 매우 우수한 콤포지트로서 실란처리에 따른 동적 기계적 특성 (Dynamic Mechanical Analysis)과 가교밀도와의 관계를 조사였다. 나노입자의 충진함량은 3wt%로 충진하였고, Silane Coupling Agent는 에폭시실란으로서 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane이 사용되었다. 실란처리함량은 0.5, 1, 1.5 wt%로서 적용하여 제조된 샘플이다. DMA Storage modulus특성으로 glass state($40^{\circ}C$)에서는 원형에폭시의 경우 2054, 실란처리되지 않은 나노콤포지트 3967, 실란처리된 나노콤포지트는 4867MPa을 나타내었다. rubbery state($140^{\circ}C$)에서는 원형에폭시의 경우 1458, 실란처리되지 않은 경우 2506, 실란처리된 나노콤포지트는 2638MPa을 나타내었다. 또한 실란처리함량에따른 가교밀도변화는 0.5wt%에서는 0.803, 1 wt%에서는 0.671, 1.5wt%에서는 $0.762[mol/cm^3]$이로서 에폭시원형과 실란미처리된 나노콤포지트 그리고 실란처리된 나노콤포지트순으로 glass state와 rubbery state에서의 특성이 크게 향상된 결과를 얻었다. 이는 실란이 고분자와 무기물사이의 결합력을 강화시켜 열적기계적 특성향상을 가져 오는 것으로 볼 수 있다. 가교밀도의 실란처리함량의 변화에 있어서 과량의 함량 첨가는 에폭시와 나노층상실리게이트 표면처리된 잔유량이 오히려 특성의 저하를 가져오는 것으로 볼 수 있다.
본 논문은 전파흡수기능을 갖는 경량, 고강도 고분자 복합재료의 재료 설계 및 전각흡수특성에 관한 연구이다. 전송선로 이론을 도입하여 다층구조 전파흡수체의 반사감쇠량 계산에 필요한 이론식을 제시하고, 각 층의 재료정수 및 두께의 함수로 계산한 전파흡수능 결과에 근거하여 각 층의 재질에 적합한 복합재료를 제시하였다. 본 연구에서 가장 중요한 결과는 페라이트 충진재를 사용하지 않은 3층 구조 (표면층/중간층/배면층)의 전파흡수구조재를 설계하였다는 점이다. 표면층 재료로는 저유전율 특성의 유리섬유 복합재료를 사용하고, 중간층 및 배면층에는 유전상수 및 도전손실이 큰 탄소섬유 복합재료를 사용하여 4~12 GHz 주파수 범위에서 10 dB 이상의 전파흡수특성을 얻을 수 있었다. 이에 반하여 흡수층/반사층으로 구성되는 2층 구조의 전파흡수구조재에서는 흡수층에 페라이트 충진재의 사용이 필수적이었다. 반사층 재질로 탄소섬유 복합재료를 사용하고, 횹수층 유리섬유 복합재료에 페라이트 충진재를 약 40 wt% 첨가함으로써 4~12 GHz 주파수 범위에서 10 dB 이상의 전파흡수특성을 얻을 수 있었다.
질산성질소는 일반적인 지하수 오염물질로서, 본 연구에서는 영가철을 충진한 복극전해조를 이용하여 서로 다른 조건에서 질산성질소 제거실험을 수행하였다. 실험에 사용된 전해조에는 양쪽 끝에 위치한 주 전극 사이에 전도체로서 영가철이, 비전도체로서 규사가 혼합하여 충진되었다. 모의폐수(오염된 지하수를 모사하였으며 초기 질산성질소 농도 약 30 mg/L, 전기전도도 약 300 ${\mu}S/cm$)를 이용한 연속식 실험에서 인가전압 600 V, 유입유량 20 mL/min으로 최대 99% 이상의 질산성질소를 제거하였다. 최적 혼합비 및 최적 유입유량은 각각 1:1~2:1(규사:영가철), 30 mL/min으로 결정하였다. 질산성질소의 주입농도에 따라 유출수의 pH가 비례적으로 거동하였으며, 질산성질소 환원의 최종산물로서 약 60% 정도가 암모니아로 유출되었다. 실험이 끝난 후 영가철 표면에서의 산화철은 대부분 magnetite형태로 존재하였다.
페루 남동부 지역에 위치한 꾸스코 동-금을 포함한 다중금속 광상 지역의 지질은 고생대 페름기-중생대 삼첩기 변성퇴적암인 미투(Mitu)층군과 이를 관입한 동시기 관입암으로 구성되어 있다. 조사지역은 페름기-삼첩기 관입암과 관련된 U-W-Sn-Mo, Au-Cu-Pb-Zn, REE 광화작용과 관련된 금속광화 대로 알려져 있다. 특히 해당 관입암은 대자율 측정 결과 S-type, 티탄철석계열과 관련이 있는 것으로 보인다. 꾸스코 지역은 깔까 북쪽과 시꾸아니 부근에 주요 광화대가 발달하고 있다. 조사대상 광상은 아줄 동, 올미오 동, 빅토리아 금, 빠딴자 동, 나우챠피-초차까나 동, 체카 금광상이다. 아줄 광상의 모암은 안산암질암이며 광석광물로는 반동석 및 황동석이 산출하며, 동은 7.81~15.3%의 범위를 가지고 평균 10.7%이다. 올미오 광상의 모암은 흑색편암이며 엽리를 따라 산화동이 충진되어 있고, 동은 0.61~2.60%의 범위를 가지고 평균 1.74%이다. 빅토리아 광상의 모암은 변성퇴적암이며, 석영맥 충진형 광상으로 금함량은 < 0.1 g/t, 은함량은 < 0.1~< 0.3 g/t이다. 빠딴자 광상에서는 이암 또는 실트암의 층리를 따라 충진하고 있는 산화동이 산출하며, 동은 3.74~9.21%의 범위를 보이며 평균 6.21%이다. 나우챠피-초차까나 광상은 적색사암의 층리를 교대충진하고 있는 산화동 광체이며, 동은 1.62~10.5%의 범위를 가지며 평균 6.39%이다. 체카 광상은 모암인 규암이 각력화작용을 받은 부분에서 금이 산출되고 있는 것으로 보고되어있으나 분석결과 금이 탐지되지는 않았다.
동적형(Dynamic type) 빙축열시스템의 빙축열조에서 단열조건과 비단열조건인 경우 각각 얼음충진율(Ice Packing Factor), 분산유체의 온도 및 유량의 변화에 따른 실험을 수행하였다. 실험시간이 경과함에 따라 빙축열조의 수직방향으로 온도성층화가 나타났으며 분산유체의 유입온도가 높고 유입유량이 많을수록 상부영역에서 온도분포는 크게 변화하였고 온도성층화에 도달하는 시간도 단축되었다. 또한 얼음충진율이 작은 경우가 온도성층화를 이루는 시간이 짧았고 상하부 온도차가 급격히 커진 것 알 수 있었다. 그리고 단열의 경우가 비단열의 경우보다 모든 조건하에서 조금 높은 온도분포를 나타내었으며 온도성층화에 소요되는 시간도 조금 단축되었다. 빙축열조내의 수직방향의 평균온도 상승은 얼음충진율이 낮고 유량이 많을수록 커졌으며 총방열에너지에 대한 잠열에너지의 비($E_{\lambda}/E_[tot}$)는 약 80%정도로 나타났다. 또한 유입온도가 높고 유량이 많을수록 잠열에너지의 방출이 빨리 나타났다.
새로운 고해상 자기지전류 자료가 인리형 분지해석 (백악기 음성분지)을 위해서 지표 퇴적학적 자료와 함께 획득되었다. 두개의 분지 횡단 자기지전류 단면 자료는 남동부의 부분지 형성과 비대칭적인 분지 단면을 보여준다. 이러한 분지 구조는 분지 충진층에 반영된 고수류 방향성과 퇴적상 변이 방향 자료와도 일치한다. 또한 충진층이 중간블록의 급격한 침강이 수반된 인리형 열개작용도 반영하고 있음을 제시한다. 충적-호소 퇴적계의 비대칭적인 암상분포, 퇴적상 변이와 고수류 방향에 대한 지표 자료와 함께, 종합·해석된 고해상 자기지전류 비저항 단면자료는 분지형성과 분지충진 과정을 이해하는데 큰 도움을 준다. 석유탐사와 분지해석을 위해, 고해상 자기지전류 탐사방법은 고비용의 부담이 큰 육상 탄성파 반사법 탐사의 유용한 대안이 될 수 있다.
친유기성 bentonite가 고분자 물질중에서 잘 분산된다는 성질을 이용하여 고분자 물질과 bentonite의 복합재를 제조하고 그 기계적 성질에 관해서 연구하였다. Bentonite는 고분자 물질내에서 분산과 결합이 좋아지도록 imidazoline으로 처리한 후 충진제를 사용하였다. 고분자 물질인 polyethylene은 입도가 100mesh인 것을 사용하였고 친유기성 bentonite 즉 bentone은 입도가 250mesh인 것을 실험에 사용하였다. 분말의 혼합에는 V형 혼합기를 사용하였으며 Banbury mixer로 용융 혼합 시켰다. 시편의 모양은 plate press에 시료를 놓고 열을 가하여 판상으로 제작하였다. 물성을 조사하기 위하여 인장 강도, 곡 강도, 그리고 압축 강도 시험을 하였다. 인장 강도, 연신율, 곡 강도, 그리고 일정한 하중에 대한 굴곡율은 충진제 증가에 따라 감소되었다. 또한 압축 강도는 충진제 증가에 따라 크게 증가 하였다.
본 논문은 전해수 발생장치내에 이온분리집속 격막을 설치하여 비유전율이 틀리는 유전체구를 충진한 구조로 함으로써 고효율의 강전해수 발생장치를 제안하였다. 염화나트륨이 용해된 수도수와 일반수도수를 원료수로서 본 강전해수 발생장치에 인입하였을 때 충진된 유전체구의 비유전율 변화가 수중 이온분리집속성능에 미치는 영향을 연구 검토하였다. 실험결과로서 본 강전해수 발생장치에 원료수로서 수도수의 유속을 0.5[LPM]으로 인입시키고 구형파 펄스전류를 1.0[A]로 인가하였을 때 pH 3.1과 10.6의 전해수를 얻을 수 있었다. 그리고 염화나트륨이 0.1[wt%]용해된 수도수의 경우 pH 2.8과 11.7의 전해수를 얻었다. 또한 비유전율이 가장 높은 BaTiO$_3$과 같은 유전체구를 전해수 발생장치에 충진한 경우 각각 PH 2.7, 11.7과 pH 2.4, 12.0의 전해수를 얻을 수 있었다.
본 연구에서는 다공성 폴리에틸렌 지지체를 기반으로 세 가지 가교제를 혼합 도입한 세공충진 이온교환막을 제조하고 역 전기투석에서 멤브레인의 특성이 발전성능에 미치는 영향을 고찰하였다. 실험 결과, 분자 크기가 다른 가교제를 혼합함으로써 이온교환막의 가교도 및 자유체적이 효과적으로 조절됨을 확인하였으며 상관 분석을 통해 멤브레인의 전기화학적 특성 및 이를 적용한 역 전기투석의 발전성능에 복합적인 영향을 미침을 알 수 있었다. 특히 세공충진 양이온 교환막은 최적 가교조건에서 상용막 대비 동등 이상의 발전 성능을 나타내었으며 음이온 교환막 또한 상용막에 근접하는 우수한 성능을 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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