• Composites Research
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• 제33권5호
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• pp.241-246
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• 2020

본 연구에서는 교반주조 공정을 통해 B₄C 입자가 균일하게 분산된 알루미늄 금속복합재료를 제조하고 후 공정으로 열간압연을 수행하였다. 제조된 복합재료의 미세조직, 기계적 특성 및 내마모 특성에 대해 분석하였다. 40 ㎛ 크기의 B₄C 입자가 균일하게 분산된 복합재료는 강화재의 체적율이 증가함에 따라 인장강도는 증가하였으며, 마모 성능도 개선되었다. 20 vol.% 복합재료의 경우 인장강도 값은 292 MPa로 기지재인 Al6061 대비 155% 증가하였다. 내마모시험 결과 20 vol.% 복합재료의 경우 마모 너비와 깊이가 각각 856 ㎛, 36 ㎛이며, 마찰계수는 0.382로 Al6061 대비 상당히 우수한 내마모 특성을 나타내었다.

• Composites Research
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• 제33권5호
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• pp.247-250
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• 2020

본 연구에서는 액상가압성형 공정을 이용하여 SiC 연속섬유가 강화된 마그네슘 복합재료의 제조 가능성을 검토하였다. 액상가압성형 공정을 이용하여 SiC 섬유가 균일 분산된 AZ91 복합재료를 제조하였으며 열처리를 통하여 석출상을 제어하였다. SiC 섬유와 기지합금의 계면에 연속적인 Mg₂Si상이 형성되면서 계면 결합력이 향상되었고, 제조된 복합재료의 상온 인장강도는 479 MPa로 우수한 기계적 특성을 나타내었다.

• 환경위생공학
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• 제15권2호
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• pp.95-101
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• 2000

산업의 고도화에 따른 경제성장으로 인류의 삶의 질은 많이 좋아졌지만 경제활동으로 인한 각종 환경 오염물질은 상대적으로 많이 배축된 것이 사실이다. 특히 대기오염물질의 주 요인이 되고있는 질소산화물과 아황산가스 등 많은 오염물질이 있지만 최근 더욱더 문제가 되고있는 것이 휘발성 유기화합물질로써 대기중의 탄화수소 화합물의 총칭으로 광 화학 옥시던터와 오존 등으로 인한 대기오염으로 인체에 미치는 영향이 아주 심각하며, 발생장소도 대규모 석유화학 장치산업의 원유를 정제하는 정제공정에서부터 저유소 및 중간 제품공정, 그리고 소비자가 직접 접하는 전국각지에 산재되어 있는 주유소 등에서 많은 량의 휘발성 유기화합물질이 발생되고 있다. 이에 대한 대책으로 정부차원에서 우선 대규모 석유화학단지를 휘발성 유기화합물질 배출저감을 위한 종합대책지역으로, 전남 여천지역은 1996. 9. 20일, 울산지역은 1997. 7. 1일에 지정고시 하였다. 울산지역의 경우 당초 대상물질이 47개 항목에서 시행초기에 보완적인 차원에서 크실렌 및 초산 등 일부물질이 수정된 31개 항목으로 변경고시 되었으며, 이에 대해 사업장에서는 해당물질에 따른 처리시설을 설치 가동 중에 있다. 그러나 휘발성 유기화합물질의 발생조건과 발생량, 각 물질의 혼합시 안전성문제 등이 공정조건상 일정하지 않아 방지시설 선정설치에 많은 에로사항이 있었다. 기존의 시설에 방지시설을 추가한다는 것은 화학공장 특성상 여러 가지 조건이 있으며, 그 동안 많은 시행착오를 하면서 설치하였다. 그러나 일부시설은 아직도 완벽한 방지효과를 얻기에는 부족하므로 향후 계속적인 기술 및 설비투자와 관리대책이 보완되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.124-124
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• 2000

다이아몬드에 버금가는 높은 경도뿐만 아니라 높은 화학적 안정성 및 열전도성 등 우수한 물리화학적 특성을 가진 입방정 질화붕소(cubic boron nitride)는 마찰.마모, 전자, 광학 등의 여러 분야에서의 산업적 응용이 크게 기대되는 재료이다. 특히 탄화물형성원소에 대해 안정하여 철계금속의 가공을 위한 공구재료로의 응용 또한 크게 기대된다. 이 때문에 각종의 PVD, CVD 공정을 이용하여 c-BN 박막의 합성에 대한 연구가 광범위하게 진행되어 많은 성공사례들이 보고되고 있다. 그러나 c-BN 박막의 유용성에도 불구하고 아직 실제적인 응용이 이루어지지 못한 것은 c-BN 박막의 증착직후 급격한 박리현상 때문이다. 본 연구에서는 평행자기장을 부가한 ME-ARE(Magnetically Enhanced Activated Reactive Evaporation)법을 이용한 c-BN 박막의 합성에서 적용한 증착공정 인자들의 변화에 따른 박리특성 고찰과 함께 다층박막화 및 제 3원소 혼입 방법을 적용하여 박리특성 향상 정도를 조사하였다. BN 박막합성은 전자총에 의해 증발된 보론과 (질소+아르곤) 플라즈마의 활성화반응증착(Activated Reactive Evaporation)에 의해 이루어졌다. 기존의 ARE 장치와 달리 열음극(got cathode)과 양극(anode) 사이에 평행자기장을 부가하여 플라즈마의 증대시켜 반응효율을 높였다. 합성실험용 모재로는 p-type으로 도핑된 (100) Si웨이퍼를 30$\times$40mmzmrl로 절단 후, 10%로 희석된 완충불산용액에 10분간 침적하여 표면의 산화층을 제거한 후 사용하였다. 박막실험실에서의 주요공정변수는 기판바이어스 전압, discharge 전류, Ar/N2가스유량비이었다. 합성된 박막의 결정성 분석을 FTIR을 이용하였으며, BN 박막의상 및 미세구조관찰을 위해 투과전자현미경(TEM;Philips EM400T) 분석을 병행하였고, 박막의 기계적 물성 평가를 위해 미소경도를 측정하였다. 박리특성의 고찰은 대기중에서의 자발적 박리가 일어나 90%이상의 박리가 진행된 시점까지의 시간을 측정하였고, 증착직후 박막의 잔류응력 변화와 연관하여 고찰해 보았다.

• 청정기술
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• 제17권3호
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• pp.259-265
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• 2011

섬유 염색 산업은 공장 주변의 주민들이 악취로 인하여 고통을 받고 있으며 반드시 해결해야할 대기오염 문제이며, 특히 텐타공정에서 발생하는 백연과 악취를 저감하여야 한다. 섬유 염색 산업의 주된 대기 오염물질은 탄화수소로 이루어진 유연제, 가소제, 발수제등을 사용하는 후처리 공정에서 주로 발생한다. 화학 물질이 처리된 섬유를 텐타공정에서 건조하는 동안 섬유에 포함된 오염물질들이 기화하여 대기로 배출된다. 백연은 주로 1 마이크론 미만의 작은 고상 혹은 액상물질로 이루어져 있으며, 텐타공정에서 발생된 오염물질 분자들이, 이들 입자에 붙어서 상당히 먼 거리까지 이동하며 악취를 유발하게 된다. 텐타공정의 악취를 줄이는 가장 효과적인 방법은 이러한 미세한 오일 미스트를 제거하는 것이다. 본 연구에서는 700 CMM의 Full-scale EFC (Electric Fume Collector) 운전을 통하여, 악취 및 백연이 효과적으로 제거되었으며 많은 양의 오일을 회수 할 수 있었다.

• 한국석유지질학회지
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• 제14권1호
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• pp.45-52
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• 2008

천연가스로부터 청정연료인 합성유를 제조하는 GTL기술은 1920년대 군수의 목적으로 독일의 Fisher와 Tropsch에 의해서 석탄으로부터 합성유를 제조하는 기술의 필요에 의해 처음으로 개발되었다. 이후, 1960년대 인종차별로 인한 정치적 고립으로 석유수급이 어려웠던 남아프리카공화국의 수송용 연료의 필요에 의해 Sasol사에서 본격적으로 FT(Fisher-Tropsch) 합성기술을 상용화하기 시작했다. 최근까지도 저렴한 석유자원으로 인해 GTL기술이 원유 정제기술로부터 얻어지는 석유제품에 비해 경제성을 확보하지 못하여 본격적인 상업화가 지연되어 왔으나, 에너지 자원의 수급 및 기타 경제적, 환경적 변화로 인해 GTL사업에 대한 관심이 고조되고 있으며 보유 석유자원이 한계에 다다라 상대적으로 풍부한 천연가스의 석유화를 목표로 하고 있는 카타르를 중심으로 GTL플랜트 건설이 추진되고 있다. 천연가스를 원료로 석유제품(디젤 및 나프타, 윤활기유 등)을 만드는 GTL기술은 크게 3가지 공정으로 구분되는데, 천연가스에서 수소와 일산화탄소를 제조하는 합성가스 제조공정(Synthesis Gas Generation), 합성가스를 FT합성반응에 의해 고분자 선형탄화수소로 전환시키는 FT합성공정(FT Synthesis)과 FT합성유로부터 석유제품을 만드는 개질공정(Product Upgrading)으로 구성된다. 생산된 제품은 유황 및 질소화합물 등을 적게 함유하고 있고, 정유플랜트 연료보다 방향족성분이 적어, 연소 시 인체에 해로운 물질을 적게 생산하는 청정연료이며, 천연가스를 저온 액화하는 LNG사업에 비하여 운송이 용이하고 안정성이 높다는 장점을 가지고 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.520-520
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• 2016

석유 화학공장에서 발생하는 spent sulfidic caustic (SSC) 폐수는 액화석유가스(LPG)나 천연가스(NG)의 정제과정에서 발생되는 것으로 고농도의 sulfide와 cresylic, phenolic 그리고 mercaptan 등이 포함된 독성과 냄새를 유발하는 물질이다. 이러한 물질들은 LPG나 NG의 정제과정에서 높은 산도를 가진 휘발성 황화합 물질들을 제거하기 위해 사용된 NaOH가 $H_2S$와 반응하여 발생하는 것이다. 진한 갈색 또는 검은색을 띄는 SSC 폐수는 12 이상의 높은 pH를 가지고 있으며 5~12 wt%의 높은 염분도를 가지고 있다. 또한 강한 부식성과 독성을 가진 황화합물의 농도가 1~4 wt%이며, 방향족 탄화수소 물질 (i.e. methanethiol, benzene, tolune and phenol)들도 다량 함유되어 있다. 따라서 이러한 유해 물질들은 기존의 하수처리 공정으로 방류하기 전에 완벽하게 처리해야만 하수처리 공정의 오염 부하량을 줄일 수 있다. 습식산화공정은 SSC 폐수를 처리하기 위해 흔히 사용되고 있는 물리-화학적 처리 공정이지만 고비용, 고에너지가 필요하며, 고온 및 고압에서만 작동되어 안전상의 문제점을 갖고 있다. 또한 습식산화공정을 거친 폐수는 배출허용기준을 만족하기 위해 생물학적 2차 처리가 반드시 필요하다. 철-과산화수소를 이용하는 펜톤산화 공정, 그리고 sulfide를 sulfate로 전환시키는 생물학적 처리 공정은 황화합물의 완전한 무기물화가 힘들며, 현장 적용 시 기술적 경제적 부담이 크다. 이러한 단점을 극복하고, SSC 폐수를 효과적으로 처리하기 위해 본 연구는, 높은 흡착력과 광산화력을 가진 흡착광산화 반응 시스템(Adsorption Photocatalysis System, APS)을 개발하였다. APS는 SSC 폐수를 시스템 내부로 유입하여 수중의 오염물질을 흡착광산화제로 구성된 반응구조체가 흡착하고, 흡착된 오염물질을 UV에너지와 이산화티타늄 광촉매의 광화학반응에 의해 최종적으로 무해한 물질로 환원시키는 폐수처리시스템이다. APS의 반응구조체는 태양에너지 및 인공에너지원에 의해 활용 가능하며, 난분해성 유기화합물질을 물과 이산화탄소로 분해할 수 있는 친환경적이고 경제적인 소재로서 널리 쓰이고 있는 이산화티타늄 광촉매와 화력발전소의 높은 소성온도에 의해 연소된 후 발생되는 bottom ash를 이산화티타늄의 지지체로 사용하여 높은 흡착력과 광촉매 산화력을 가진 복합물이다. 개발된 APS에 의해 SSC 폐수를 처리한 결과, COD 86.1%, 탁도 98.4%, sulfide 99.9%의 높은 처리효율을 보여주고 있다. 따라서 본 연구를 통해 개발된 APS는 강한 부식성과 독성 그리고 높은 농도를 가지고 있는 SSC 폐수를 효과적으로 처리할 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.885-893
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• 2014

중금속과 총 석유 탄화수소(TPH)로 동시 오염된 복합오염 토양을 정화하기 위해 펜톤 산화와 토양 세정법에 활용되고 있는 $H_2O_2$와 sodium dodecyl surfate (SDS)를 활용하여 강화된 동전기를 연구하였다. 또한, 토양 고유의 특성 차이 및 전극액 농도에 따른 정화 효율의 영향을 확인하기 위해 토양과 농도를 달리하여 실험하였다. 인공적으로 오염시킨 토양에서 10% $H_2O_2$와 20mM SDS를 활용한 실험에서 중금속 정화 효율이 가장 높게 나타났으며, 반면에 같은 농도의 용산 토양 실험에서 토양 고유의 높은 산 완충능력으로 중금속 정화 효율이 떨어졌다. 20% $H_2O_2$와 20mM SDS으로 전극액 농도를 높인 실험을 통해 높은 전류는 토양의 pH에 영향을 주었으며, 이로 인해 중금속 정화에 영향을 미쳤다. TPH의 정화 효율의 경우 용산토양의 높은 산 완충능력과 유기물 함량으로 인해 인공적으로 오염시킨 토양에 비해 산화 효율이 저하되었다. 게다가 40mM의 sodium dodecyl surfate (SDS)의 농도가 주입될 경우, SDS의 scavenger 영향 때문에 TPH 정화에 악영향을 주었다. 토양 고유의 구성성분 및 전극액 농도가 동전기-펜톤 공정의 전기화학적 현상 및 전기삼투유량, 오염물질 정화에 매우 큰 영향을 주는 인자로 판명되었다.

• 유기물자원화
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• 제24권3호
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• pp.5-13
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• 2016

본 연구는 바이오가스화 처리 유 무에 따라 하수슬러지 처리방법별, 즉 소각, 탄화, 건조, 고형화 등에 대한 환경성 및 경제성 분석을 실시하였다. 환경성 분석에 대하여, 소각 및 탄화로부터의 대기오염물질은 기준치의 1-34 % 수준으로 배출되고 있었다. 건조 및 고형화는 악취 기준치의 30 % 정도 배출되고 있었다. 나머지 오염물질들은 검출되지 않거나 기준치 이하에서 관리되고 있었다. 고형화에서 부산물은 매립지 복토재로서 사용될 때, 일축강도가 기준치보다 못미쳐서 차량 통해서 불완전하고 토양유실의 가능성이 있다. 또한 고형화는 빈번한 공정 막힘과 운전 중단 등의 어려움이 많은 것으로 조사되었다. 결과적으로, 환경성 및 경제성을 고려할 때 혐기소화 이후 후처리로 소각 또는 건조하는 경우가 가장 타당한 것으로 분석되었으며, 후처리로 탄화처리하는 경우가 가장 타당성이 적은 것으로 분석되었다. 고형화 처리는 가장 경제적이었으나 환경적 및 운전성이 부족하여 타당성이 부족한 것으로 분석되었다.

• 공업화학
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• 제25권2호
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• pp.209-214
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• 2014

SDA (Solvent deasphalting)를 이용한 오일샌드 역청의 부분경질화 공정을 개발하기 위해 수행된 본 연구에서는 말텐에 대하여 포화탄화수소 용매의 종류, 용매 투입 비율, 온도, 전단속도 등에 따른 유변학적 거동과 비뉴톤 특성을 살펴보았다. 오일샌드 역청은 전단속도가 $50sec^{-1}$이고, 온도가 $25{\sim}85^{\circ}C$인 조건에서 $800{\sim}150000mPa{\cdot}s$의 겉보기 점도를 보이며, $35^{\circ}C$ 이하에서는 0.1~0.3 Pa의 항복응력을 나타냈다. 오일샌드와 말텐은 모두 Pseudoplastic의 특성을 보이고 포화탄화수소 용매의 탄소 수가 낮아질수록 말텐의 겉보기 점도는 감소하였다. 겉보기 점도와 온도와의 상관관계는 Guzman-Andrade식으로 나타낼 수 있었으며, n-Pentane의 투입 비율이 커짐에 따라 말텐의 점도가 감소하였다. 또한 온도가 높아질수록 말텐은 뉴톤 유체에 접근하였고, 용매로 사용된 포화탄화수소의 탄소 수가 작아질수록 비뉴톤 성질은 증가하였다.