• Proceedings of the Mineralogical Society of Korea Conference
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• 2003.05a
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• pp.10-10
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• 2003

일라이트-스멕타이트 혼합층광물(I-S)은 열역학적으로 상호 대립적인 두 가지 모델로 이해되고 있다. 첫째, MacEwan 결정자 모델은 I-S를 5-20개의 스멕타이트와 일라이트 층으로 구성된 결정자로 해석한다. 이러한 모델은 분산과 재응집 과정을 기초로 하는 X-선 회절분석(XRD)에서 기인한 것으로 Reynolds의 XRD 모델과 동일하다. 둘째, 기본입자 모델은 I-S를 물리적으로 분리될 수 있는 최소 입자인 기본입자가 $c^{*-}$축 방향으로 응집된 응집체로 해석한다. 이러한 모델은 분산 과정을 기초로 하는 주사전자현미경(TEM) 관찰에서 기인한 모델이다. 강일모 등(2002)은 이 두 가지 모델을 비교함으로써 1< $N_{F}$<100/% $S_{XRD}$ ( $N_{F}$=평균 기본입자 층개수, %$S_{XRD}$=XRD 분석을 통하여 측정된 팽창성)을 도출하였다. 이 식은 기본입자모델과 Eberl & Srodon(1988)이 제시한 최대 팽창성(%$S_{MAX}$)을 동시에 해석할 수 있게 해준다. %$S_{MAX}$는 XRD 모델에서는 고려하지 않는 I-S 결정자 상$\cdot$하부에 존재하는 두 개의 0.5nm 규산염층을 하나의 스멕타이트 층으로 간주하여 얻어진 팽창성이다. Srodon et al.(1992)은 %$S_{MAX}$=100/ $N_{F}$을 제시하였으며, 강일모 등(2002)은 %$S_{MAX}$는 기하학적으로 기본입자가 무한적층을 하였을 때 관찰되는 %$S_{XRD}$와 동일함을 밝힌 바 있다. 만약, XRD 분석을 위한 시료 준비과정에서 I-S 결정자가 분산되었다가 재응집을 한다면, XRD에서 관찰되는 결과는 일차적으로 기본입자의 적층성에 영향을 받게 된다. 따라서, 기본 입자의 적층성은 XRD 분석을 이용하여 I-S 구조를 해석하는데 매우 중요한 요인이다. 본 연구는 기본입자의 적층성을 정량화하기 위해 %$S_{XRD}$=A/ $N_{F}$ (0$S_{MAX}$=100/ $N_{F}$로부터 얼마나 벗어나 있는가는 지시해 준다 금성산화산암복합체에서 산출되는 11개 I-S 시료와 14개의 Drits et al.(1998) 자료로부터 1nA=-0.14 $N_{F}$+4.7의 실험식을 도출할 수 있었으며, 기본입자의 적층성은 일차적으로 기본입자의 두께에 의해 영향을 받는 것으로 관찰되었다. Nadeau(1985)는 기본입자두께분포로부터 I-S 결정자의 팽창성을 측정하기 위하여 Ps=$\Sigma$p(N)/N을 제시하였다(Ps=스멕타이트 층 비율, N=기본 입자 층개수, p(N)=N의 확율). 그러나 위식은 실질적으로 %$S_{MAX}$를 제공해주기 때문에 %$S_{XRD}$를 유추하는데는 부적합하다. 본 연구는 이를 변형하여 Ps=$\Sigma$p(N)A(N)/N을 제시하였다(A(N)=N에 대한 A값). 위의 실험식을 사용하여 헝가리산 Zempleni 시료(15%$S_{XRD}$)의 기본입자분포로부터 %$S_{XRD}$를 계산한 결과, 16%$S_{XRD}$의 결과값을 얻을 수 있었다. 따라서, 본 연구에서 도출한 관계식들이 유효함을 확인할 수 있었다.계식들이 유효함을 확인할 수 있었다.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.15 no.2
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• pp.95-103
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• 2002

The object of this study was to interpret the ralationship between expandability (% $S_{XRD}$), MacEwan crystallite thickness ( $N_{CSD}$), and mean fundamental particle thickness ( $N_{F}$ ) in illite-semctite mixed layer (I-S), quantitatively. This interpretation was extracted from comparison of two structural models (MacEwan crystallite model and fundamental particle model) of I-S mixed layers. In I-S structure, % $S_{XRD}$, $N_{CSD}$, and $N_{F}$ are not independent parameters but are related to each others by particular geometric relations. % $S_{XRD}$ is dependent on $N_{CSD}$ by short-stack effect, whereas, % $S_{XRD}$ and $N_{F}$ have relation to smectite interlayer number (Ns)=( $N_{F-}$1)/(100%/% $S_{XRD-}$ $N_{F}$ . Therefore, % $S_{XRD}$ and $N_{F}$ should satisfy a specific physical condition, 1< $N_{F}$ <100%/% $S_{XRD}$, because $N_{s}$ is positive. Based on this condition, this study suggested % $S_{XRD}$ vs $N_{F}$ diagram which can be used to interpret % $S_{XRD}$, $N_{F}$ , $N_{S}$ , and ordering, quantitatively. The diagram was examined by XRD data for I-S samples from Ceumseongsan volcanic complex, Korea. I-S samples showed that $N_{F}$ departs from the physical upper-limit ( $N_{F}$ =100%/% $S_{XRD}$) with decrease in % $S_{XRD}$. This phenomenon may happen due to decrease of stacking-capability of fundamental particles with their thickening.g.s with their thickening.g.

• Economic and Environmental Geology
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• v.36 no.1
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• pp.1-8
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• 2003

This study was performed to measure expandabilities and coherent scattering domain sizes (CSDs) of bentonite samples from Campo and Yonil area, Korea, using X-ray powder diffraction (XRD), and to compare their experimental data with those of international standard bentonite samples (SAz-1, STx-1, and SWy-2). Most of Gampo and Yonil bentonite samples comprised randomly interstratified illite-smectite (R0 I-S), and their expandabilities ranged over 77-100%S$_{XRD}$ from the saddle/001 method. The interstratification deformed 001 peaks of EG-solvated samples (Mering's first principle), which prohibited us from adopting these peaks to measure CSDs using BWA (Bertaut-Warren-Averbach) method. CSDs of the bentonite samples with R0 I-S could be measured through dehydration at 30$0^{\circ}C$ after K-saturation, where the deformation originated from the interstratification could be removed effectively. Campo and Yonil bentonite samples showed that their mean CSDs ranged over 3.8-5.4 interlayers, and that their CSDs distributions were similar to those of Gonzales (STx-1) and Wyoming (SWy-2) bentonite samples.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.40 no.3
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• pp.234-240
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• 2003

Hardened cement pastes of OPC which contains 10 wt% CSA type expansive additives were immersed in aqueous solution of 10 wt% MgS $O_4$.7$H_2O$ and then investigated by compressive strength, XRD. SEM and DSC etc.. According to the results including the hydration products and the microstructure of the hardened paste, the case of CSA type expansive additives［No. 6(C/(equation omitted) : 2.29, A/(equation omitted) : 0.16)] prepared from raw materials increased the resistance to $Mg^{2＋}$, S $O_4$$^{2-}$ ion diffusion than that of OPC paste due to the densification by the formation of fine ettringite in the first stage and the hydrates according to $\beta$-C$_2$S hydration in the late period.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.33 no.1
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• pp.69-83
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• 2023

Forest fires increase the risk of subsequent soil erosion and mass movement in burned areas, even under rainfall conditions below landslide alert thresholds, by destroying plants and vegetation and causing changes to soil properties. These effects of forest fires can alter runoff in burned areas by altering soil composition, component minerals, soil water repellency, soil mass stability, and soil fabric. Heat from forest fires not only burns shallow organic matter and plants but also spreads below the surface, affecting soil constituents including minerals. This study analyzed X-ray diffraction and physical properties of topsoil and subsoil obtained from both burned and non-burned areas to identify the composition and distribution of clay minerals in the soil. Small amounts of mullite, analcite, and hematite were identified in burned soils. Vermiculite and mixed-layer illite/vermiculite (I/V) were found in topsoil samples from burned areas but not in those from non-burned areas. These findings show changes in soil mineral composition caused by forest fires. Expansive clay minerals increase the volume of soil during rainfall, degrading the structural stability of slopes. Clay minerals generated in soil in burned areas are therefore likely to affect the long-term stability of slopes in mountainous areas.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.13 no.1 s.53
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• pp.78-87
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• 2009

When the steel slag is utilized to the concrete as the alternative fine aggregate, its use is limited as the concrete aggregate because of expansibility caused by much quantity of free CaO. So, this study is intended to examine the characteristics of the concrete which uses the rapidly cooled steel slag whose content of free CaO is sharply reduced by rapidly cooling the steel slag as the fine aggregate. Accordingly, by comparing and considering the results of the concrete slump loss test with the different substitution ratio and fine aggregate ratio of rapidly cooled steel slag, hydration by XRD and SEM analysis, compressive test by age, a length variation test and rapid chloride ion penetration test, the rapidly cooled steel slag's proper substitution ratio and the fine aggregate ratio was derived.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.59 no.1
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• pp.35-41
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• 2021

Silicon is a promising next-generation anode material for lithium-ion battery, and it has been studied for commercialization due to the high theoretical capacity. However, it has problems of the volume change during charge-discharge and the poor electrical conductivity. To solve these problems, formation of SiO2 and carbon coating on the surface of silicon crystal were performed to protect the side reaction and enhance the electrical conductivity of silicon. CNT and CNF were also added to mitigate the volume change and increase the conductivity. Physical properties of asprepared samples were analyzed by XRD, SEM, and EDS. Electrochemical characteristics were investigated by electrical conductivity measurement, EIS, CV and cycle performance test. (Si/SiO2/C)+CNT&CNF showed high electrical conductivity and low charge-transfer resistance, and the capacity was 1528 mAh/g at 1st cycle and 1055 mAh/g at 50th cycle with 83% capacity retention.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.71-71
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• 2018

현재 상용화된 Graphite 음극활물질의 경우 낮은 부피당, 무게당 용량을 가지며 이는 다양한 분야에 활용하는데 제약이 있다. $SiO_2$는 Si에 비해서는 낮은 용량이지만 metal oxide 계열 중 가장 높은 이론용량을 가지고 있으며, 리튬 이온과 반응 시 큰 부피팽창을 하며, 절연체로 전기전도도가 낮아 리튬이 차전지의 음극재로 상용화가 어려운 단점이 있다. 본 연구에서는 TEOS를 이용하여 탄소와 $SiO_2$를 동시에 $TiO_2$ microcone 구조에 코팅하여 3가지 물질의 복합체를 형성하여 용량을 증대시키고 구조적 안전성을 향상시키는 방법을 소개 한다. 음극재의 특성은 고분해능 주사전자현미경 (HR-SEM), 고분해능 엑스선 회절분석기 (XRD), 를 통해 조사하였으며, 순환전류법 (CV), 충 방전 싸이클 분석을 통해 리튬이차전지의 작동원리와 보다 향상된 성능을 규명하였다.

• 한국문화재보존과학회:학술대회논문집
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• 2004.03a
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• pp.78-91
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• 2004

염(Salts)은 일반적으로 가장 강력한 풍화요인 물질 중 하나이다. 염의 결정화(crystallization) 및 수화(hydration)작용은 석재의 화학적 풍화 뿐만이 아니라 물리적 풍화를 가속화 시킨다. 감은사지 석탑은 오랜 세월 대기 중에 노출되어 대기환경오염으로 인한 화학적 풍화 뿐만이 아니라 지리적으로 바다에 인접해 있어 바다에서 기원한 염화나트륨(NaCl)의 영향으로 다른 석조물에 비해 심한 물리적 풍화현상을 보이고 있다. 편광 현미경 및 SEM, XRD, XRF를 이용하여 석탑의 구성석재 및 염(salts)에 대한분석을 실시하였으며, 용출실험을 통해 얻은 용액에 대해서는 IC와 ICP-AES를 이용하여 분석하였고, 염류와 석재의 반응산물로 만들어진 염에 대해서는 정방위시료와 부정방위시료를 제작하여 분석하였다. 감은사지 석탑을 이루는 암석은 결정응회암으로 주 구성 광물은 사장석 및 정장석이며 소량의 석영 및 흑운모 등이 함유되어 있고 소량의 유리질 석기로 구성되어 있다. 석재의 표면에는 주 구성 광물들의 화학적 풍화로 인해서 생성된 2차 광물로 팽창성 점토광물인 스멕타이트가 존재하며, 대기오염물질과의 결합에 의해 생성된 대표적인 황산염인 석고$(gypsum,\;CaSO_4{\cdot}2H_2O)$, 소금(halite, NaCl), 해양기원 염류인 소금성분과 대기오염물질이 만들어낸 테나다이트$(thenardite,\;Na_2SO_4)$가 존재한다. 이들 염류는 일차적으로 암석의 표면에 백화현상을 초래하기도 하고, 대기 중의 오염물질과 결합하여 일부는 흑화현상을 보이기도 한다. 또한 암석 내 수분이 증가할 경우 이들 염들이 암석의 공극이나 열극을 따라 내부로 이동하여 subflorescence를 발생시켜 박락 및 박탈의 원인이 되었으며, 온도와 수분의 변화에 따른 이들 염(salts)의 수화 및 결정 작용 그리고 새로운 염(salts)의 침전작용을 반복하면서 석재 내부와 외부의 암석 및 결정에 균열과 미세열극 등이 생성되어 석재 자체의 구조적 안정성에 영향을 주고 있다. 따라서 감은사지 석탑은 지리적 환경 차이로 인해 일반적인 환경의 석조물들과는 다른 형태의 풍화양상을 보이고 있어서 풍화양상 및 풍화형태에 대한 정확한 연구와 이해를 바탕으로 보존대책이 마련되어야 한다.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.21 no.1
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• pp.21-27
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• 2009

In this study, experimental findings on the resistance to magnesium sulfate attack of portland cement mortar and paste specimens incorporating metakaolin (MK) are presented. Specimens with four replacement levels of metakaolin (0, 5, 10 and 15% of cement by mass) were exposed to solutions with concentrations of 0.424% and 4.24% as $MgSO_4$ at ambient temperature. The resistance of mortar specimens was evaluated through visual examination and linear expansion measurements. Additionally, in order to identify the products formed by magnesium sulfate attack, microstructural analyses such as XRD, DSC and SEM/EDS were also performed on the paste samples incorporating metakaolin. Results confirmed that mortar specimens with a high replacement level of metakaolin exhibited lower resistance to a higher concentration of magnesium sulfate solution. It was found that the negative effect of metakaolin on the magnesium sulfate attack is partially attributed to the formation of gypsum and thaumasite. Conclusively, it is necessary to pay a special attention when using metakaolin in concrete structures, particularly under highly concentrated magnesium sulfate environment.