• 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.

• 한국광물학회지
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• 제22권3호
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• pp.241-248
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• 2009

비정질 $SiO_2$와 $Al(OH)_3{\cdot}xH_{2}O$를 출발물질로 하여 $250^{\circ}C$, $30\;kg/cm^2$의 조건에서 반응시간을 2~36시간까지 변화시키면서 캐올리나이트를 수열합성하였다. 합성된 캐올리나이트에 대하여 XRD, IR, TG-DTA, TEM 및 EDS를 사용하여 특성분석을 실시하였으며, 이로부터 합성된 캐올리나이트의 반응 시간별 광물학적 특성변화를 규명하고자 하였다. X선 회절 분석결과, 반응시간 2시간에 비정질 출발물질에서부터 뵈마이트가 결정화되었으며 2시간 이상 반응시키면, 뵈마이트 피크가 소멸되거나 혹은 감소하였다. 캐올리나이트는 반응 10시간 이후 생성되기 시작하였으며 반응시간의 증가에 따라 결정도가 점차 증가하였다. TGA 분석결과, 반응시간 36시간 이후에 약 13 wt%의 총중량손실이 관찰되었으며 DTA 분석결과 $258^{\circ}C$에서 관찰된 뵈마이트에 의한 발열피크는 서서히 감소되어 반응시간 10시간 이후에 관찰되지 않았고 스피넬상으로의 전이를 나타내는 발열피크는 반응시간 5시간 이후에 관찰되기 시작하여 반응시간 증가에 따라 피크강도가 증가되었다. FT-IR 분석 결과, 합성 캐올리나이트의 Al-OH 신축진동 밴드인 $3696\;cm^{-1}$과 $3620\;cm^{-1}$사이에서 $3670\;cm^{-1}$과 $3653\;cm^{-1}$의 두개의 작은 피크 분리 및 $940\;cm^{-1}$과 $915\;cm^{-1}$에서 관찰된 캐올리나이트의 특징적인 흡수띠의 관찰은 비교적 질서도가 우수한 캐올리나이트가 합성된 것을 지시하였다. TEM 분석결과, 반응시간 15시간 후에서야 비로소 (001)면의 성장으로 판상형의 캐올리나이트가 형성되었다. 반응시간 36시간 후 합성 캐올리나이트는 단순 판상형에서 육각외형의 판상형으로 변화됨을 확인되었다.

• 자원환경지질
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• 제17권2호
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• pp.115-139
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• 1984

본 논문에서는 경남일대 동 광화대에 위치하는 삼봉광산의 함 동-연-아연-은 열수 석영맥을 대상으로 황화 광석광물의 광물학적 특성을 규명하였다. 백악기 경상 퇴적 분지의 상부 지층인 칼크-알카리 화산암류 내에 발달된 $N-S{\sim}N13^{\circ}W/65{\sim}85^{\circ}W$의 제 단층 열극면 및 압쇄대를 따라 수 개조의 평행한 함 동-연-아연-은 열수 석영맥이 0.5-1.5Km 연장 부존되어 있다. 주 광석광물은 황동석, 방연석, 섬아연석, 황철석 등이며 맥석광물은 석영, 방해석, 견운모, 녹리석 등이다. 이들 광물로 구성된 함 동-연-아연-은 석영맥 내에 있어서 부광대의 발달은 구조 규제를 받고 있으며, 수평 및 수직적 방향에 있어서 조성광물의 대상분포 현상을 보여준다. 열수광화작용은 시기적으로 3회에 걸쳐 진행되었다. 광화 제 1시기(Stage I)는 미량의 황철석과 황동광이 수반하며 제 2시기에는 황동광, 방연광, 섬아연석과 극미량의 제유화 광물을 수반하는 개발대상의 석영맥(Stage IIa and IIb)이 형성되었고, 제 3시기에는 이들 석영맥의 약석대를 따라 최후의 방해석맥 (carbonate stage)이 형성되었다. 주조성 광물과 부성분 광물(황동석, 방연석, 섬아연석, 황철석, 유비철석, 백철석, 에나자이트)을 대상으로 물리적 특성을 실험하고, 광물의 형성단계, 부성분, 결정면의 방향과의 상관성을 밝히며 금속광물의 감정을 위한 제 자료를 제시하고자 반사도와 미경도를 실험 연구하였다 광화시기에 따른 반사력의 특성은 광화작용중 열수계의 물리 화학적 환경의 변화에 따른 광물의 성분 및 구조적 차이에 기인되는 것으로 고려된다. 섬아연석의 반사력과 굴절률은 Zn을 치환하는 철 함량에 정비례하며, //(100) 결정면에서 //(111) 결정면 보다 높은 값을 보여준다. 정성, 정량적인 부성분에 의한 내부반사(백색광하)를 +니콜하에서만 보여주는 경우 섬아연석은 정상 반사력의 값을 가지나, //니콜하에서도 내부반사를 보이는 것은 매우 상이한 spectral dispersion을 나타내는데, 내부 반사광과 같은 파장($544m{\mu}$, $593m{\mu}$, $615m{\mu}$)에서 선택반사 효과는 최대가 된다. 불투명 이방성 광석광물인 황동석은 2축성(-)이다. 표준 하중별로 실시한 빅카의 미경도 실험에서, 섬아연석은 100g 하중하에서 철함량이 8.05%에까지 증가함에 따라 미경도 값이 급격히 증가하나 철 성분이 더 많으면 다시 감소하는 경향을 보여준다. 섬아연석은 //(100) 결정면에서 //(111) 결정면보다 미경도 값이 크며, 방연석 //(111), //(210), //(100)의 순으로 결정방향에 따라 미경도 값이 작아진다. 경도가 작은 유화광물 일수록 indentation의 대각선 길이의 변화폭이 크며, 실험 광물에서는 황철석 섬아연광 황동광 방연광 순으로 증가된다. 한편 모든 실험 광물은 결정방향에 따라 각각 특징적인 indentation의 형태와 단구를 갖는데, 이는 광물감정과 결정면의 방향을 규명하는데 좋은 자료가 된다.

• 공업화학
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• 제21권2호
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• pp.230-237
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• 2010

선상의 액정 다이머 동족체들인 ${\alpha},{\omega}$-비스(4-니트로아조벤젠-4'-카보닐옥시)알칸들(NATWESn, n = 2~8, 10, 유연격자 중의 메틸렌 단위들의 수)을 합성함과 동시에 이들의 열적 거동을 검토하였다. 모든 다이머들은 쌍방성 네마틱 상들을 형성하였다. 다이머들의 네마틱 상에서 액체 상으로의 전이온도들, 그리고 상 전이시의 엔트로피 변화는 n의 함수로서 커다란 홀수-짝수 효과를 나타냈다. 이러한 거동은 유연격자의 홀수-짝수의 변화에 의한 유연격자의 평균적인 형태변화의 견지에서 합리적으로 설명된다. NATWESn이 나타내는 네마틱 상의 열적 안정성과 질서도, 그리고 홀수-짝수의 크기는 니트로아조벤젠 그룹을 폴리메틸렌 유연격자를 통하여 에테르 결합으로 도입시켜 얻은 대칭 다이머들의 결과들과 거의 유사한 반면 모노메소겐 화합물들인 4-{4'-(니트로페닐아조펜옥시}알카노일 클로라이드들, 그리고 곁사슬형 액정 고분자인 폴리[1-{4-(4'-니트로페닐아조)펜옥시카보닐알카노일옥시}에틸렌]들의 결과들에 비해 판이하였다. 이들의 결과를 Imrie에 의한 'irtual trimer model'의 견지에서 검토하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권4호
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• pp.678-683
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• 2012

세리아 미세입자는 자동차, 석유공정, 폐수처리 등 다양한 분야에서 촉매로서 널리 쓰이고 있는 중요한 물질이다. 이제까지, 세리아 미세입자를 제조하기 위한 다양한 제조법이 연구되었는데, 본 연구에서는 짧은 반응시간과 간단한 공정이 가능한 초임계 메탄올을 이용하는 입자 제조 공정을 통해 세리아 나노입자를 제조하였다. 회분식 반응기를 이용하여 짧은 시간 안에 세리아 나노입자를 제조하는데 성공하였다. 초임계 메탄올을 이용하여 세리아 나노입자를 제조하는 경우, 다른 첨가제 없이도 약 6 nm의 크기를 갖는 나노입자를 합성할 수 있었다. 이 크기는 같은 온도와 압력조건의 초임계수를 이용하여 표면개질제 없이 합성한 입자보다 훨씬 작은 크기이다. 이는 초임계수와 초임계 메탄올의 밀도 차이와, 초임계 메탄올에서의 세리아 표면에서 일어나는 결정성장을 제한하는 반응, 그리고 초임계 메탄올과 초임계수의 임계점의 차이에서 기인하는 것이다. 또한 여러 가지 유기물을 표면개질제로 첨가하여 표면을 개질한 세리아 나노입자를 제조하였으며, FT-IR과 HR-TEM, TGA를 통해 이를 확인할 수 있었다. 표면을 개질한 세리아 나노입자는 표면개질을 하지 않은 세리아 나노입자와는 다르게, 유기용매에 대한 분산성이 뛰어났으며, 표면개질제로 사용하는 유기물의 양과 종류를 조절함으로써 세리아 나노입자의 크기와 모양을 조절할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권7호
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• pp.25-31
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• 2010

본 연구에서는 국내 최초로 플라즈마 토치를 사용한 재(ash) 용융설비에서 발생한 슬래그를 대상으로 기존에 제시되지 않은 새로운 냉각방식(분체냉각방식)을 적용하여 현재 적용되고 있는 슬래그 냉각방법보다 적용성 및 부가가치를 높일 수 있는 냉각방식을 제시했다. 재료적 특성분석 및 토공재료로의 재활용 가능성을 검토하여 향후 공정 개발에 적용할 수 있는 방안을 제시하고자 한다. 소각재(ash)는 Y시의 fluidized bed method에서 배출되는 하수슬러지를 소각하여 실험재료로 사용하였다. 하수슬러지 소각 잔재의 XRF 분석결과는 $SiO_2$가 전체 32%로 가장 많은 비율을 차지하고 있으며, CaO, $Al_2O_3$, $Fe_2O_3$ 등이 주성분 원소로 구성되어 있다. XRD 분석결과에서는 냉각슬래그 입자로부터 전형적인 유리화 진행을 찾을 수 있었으며 냉각슬래그 분말로부터 크리스탈상이 관찰되었는데 그 이유는 분말이 녹지 않은 상태로 표면에 존재하기 때문이라 판단된다. EDX 분석으로부터 냉각매체로 사용된 전후에 분체의 성분이 바뀌지 않았으며 만약 다른 형태를 사용한다면 활용성이 더해진 분말을 생산할 수 있을 거라 판단된다.

• 한국광물학회지
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• 제28권1호
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• pp.9-16
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• 2015

통영산 해수양식진주를 광택과 모양에 따라 광택이 좋고 둥근(LR; Luster Round) 진주, 광택이 나쁘고 둥근(LLR; LackLuster Round) 진주, 바로크(LLB; LackLuster Baroque) 진주, 이핵(LTN Lackluster Two Nucleus) 진주로 세분하여 비중 측정, 현미경관찰, X선 회절분석, 주사전자현미경관찰 등을 통해 진주의 광택에 영향을 미치는 요인에 대한 광물학적 연구를 수행하였다. 광택이 좋은 진주는 광택이 나쁜 진주에 비해 비중이 약간 낮았지만 모두 상업적인 진주의 비중 내에 포함된다. 진주층 단면의 두께는 광택이 좋고 둥근 진주는 0.3 mm 정도로 균질한 반면, 광택이 나쁘고 둥근 진주는 각각의 진주층 두께는 균일하나 광택이 좋고 둥근 진주에 비해 두께가 얇다. 이핵 진주와 바로크 진주는 한 진주 내에서도 진주층 두께 편차가 상당히 큰 경향을 보였다. 진주의 표면은 광택이 좋은 진주가 광택이 나쁜 진주에 비해 아라고나이트 결정의 성장선이 좁고 선명하다. 광택이 좋은 진주는 광택이 좋지 않은 진주보다 아라고나이트 결정층의 결함이 적으며 배열이 평행하며 두께가 더 얇고, 표면과 내부에서 두께 차이가 작다. 능주층이 있는 경우 능주층과 진주층에서 아라고나이트 이외에 방해석이 포함되며, 광택이 나쁜 경우 방해석 함량이 매우 높다. 능주층이 없는 진주에서는 광택 여부에 상관없이 방해석이 없고 모두 아라고나이트로 구성되어 있다.

• 한국진공학회지
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• 제22권5호
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• pp.250-256
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• 2013

양전자 소멸 분광법으로 발광 박막 시료에 3.0 MeV 에너지를 가진 양성자 빔을 $0.0{\sim}20.0{\times}10^{13}$ protons/$cm^2$의 조사에 의해 생성된 결함을 측정하여 박막구조 특성에 대하여 실험하였다. 동시 계수 도플러 넓어짐 양전자 소멸법 스펙트럼의 수리적 해석 방법인 S-변수를 사용하고, 양전자 수명 측정 방법에 의한 양전자 수명 ${\tau}_1$과 ${\tau}_2$, 이에 따른 세기 $I_1$과 $I_2$를 사용하여, 박막구조에 대한 결함 특성 변화를 측정하였다. 측정된 S-변수는 박막에 조사된 양성자의 빔 조사량에 따라 양성자가 빈자리에 포획되어 감소하는 값을 보였다. 양전자 수명 ${\tau}_1$은 증가하고, ${\tau}_2$은 일정한 값을 나타내었으나, 반면에 세기 $I_1$과 $I_2$는 큰 변화가 없었다. 그 이유는 양성자 조사 빔의 변화에 따라서 단일 빈자리의 크기는 증가하고, 다 결정체 알갱이 빈자리 때문에 양성자에 의한 다수의 빈자리 결함의 양은 큰 차이가 없기 때문이다. 그리고 Bragg 피크로 인하여 박막 시료의 특정 깊이에 결함을 형성하여 박막 전체의 결함으로 잘 나타나지 않기 때문으로 판단된다.

• 한국재료학회지
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• 제9권1호
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• pp.86-91
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• 1999

(001) $\textrm{SrTiO}_3$(STO) 기판위에 고온초전도 $\textrm{YBa}_{2}\textrm{Cu}_{3}\textrm{O}_{7-x}$(YBCO)박막을 이용한 계단형 모서리 임계접합을 제조하였다. STO (100) 단결정 기판위에 계단형 모서리(step-edge)를 제작하기 위한 이온밀링 마스크로 plasma enhanced chemical vapor deposition방법으로 증착된 diamond-like carbon (DLC) 박막을 사용하였고, oxygen reactive ion etch 방법으로 건식식각하였다. 이렇게 제작된 계단형 모서리 기판위에 c-축 수직한 YBCO 박막과 STO박막을 pulsed laser deposition방법으로 에피텍셜하게 증착하였다. 계단의 상층과 하층에서 모두 임계가 형성되었으며 이 접합의 임계온도는 77 K 이상이었고 16K에서 $\textrm{I}_{c}\textrm{R}_{n}$products가 7.5mV, 77 K에서 0.3mV의 값을 나타내었다. 이들 전류-전압 특성은 two noisy resistively shunted Josephson junction 모델을 잘 만족하였다.

• 한국재료학회지
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• 제10권3호
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• pp.204-211
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• 2000

초음파 분무법으로 $(Y,Gd)BO_3:Eu$의 PDP 적색 형광체를 제조하여 147nm VUV 여기에 따른 발광 특성을 분석하였다. 초음파 분무에 사용된 전구체 용액은 Y, Gd, Eu의 아세트산염과 $H_3BO_3$를 증류수에 용해하여 1.7MHz의 초음파 분무기로 고온의 반응관내로 분무하였다. 분무된 액적은 반응관내에서 통과시 불충분한 반응으로 C-C와 C-H를 함유한 비정질 상이었으나, $1100^{\circ}C$에서 추가 열처리 한 시편은 고상반응법으로 제조한 형광체와 동일한 결정구조와 성분을 보였다. 고상반응법으로 제조한 형광체의 분말 크기는 $3{\mu\textrm{m}}$으로 조대하고 불균일한 분포를 보인 반면, $500^{\circ}C$에서 분무한 후 $900^{\circ}C$에서 열처리하여 제조한 $(Y_{0.7}Gd_{0.3})_{0.95}BO_3:Eu_{0.05}\;^{3+}$ 형광체의 모양은 비교적 구형이었으며 평균 입자크기는 $0.7{\mu\textrm{m}}$로 미세하고 균일한 분포를 하고 있었다. 147nm VUV 여기시 초음파 분무로 제조한 $(Y_{0.7}Gd_{0.3})_{0.95}BO_3:Eu_{0.05}\;^{3+}$ 형광체의 적색 발광강도는 고상반응법으로 제조한 시편이나 상용품인 $(Y,Gd)BO_3:Eu$ 형광체에 비해 그 휘도가 증가되었다.