• Geomechanics and Engineering
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• 제28권6호
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• pp.547-557
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• 2022

Dune sands are poorly graded collapsible soils lacking fines. This experimental study explored the technical feasibility of sustainable invigoration of fine waste materials to improve the geotechnical properties of dune sand. The fine waste considered in this study is fine marble waste. The fine waste powder was mixed with dune sand at different contents (5, 10,15, 20, 25, 50%), where the gradation, void ratio, compaction, and shear strength characteristics were assessed for each fine marble waste -dune sand blend. The geotechnical properties of the dune sand-fine marble waste mix delineated in this study reveal the enhancement in compaction and gradation characteristics of dune sand. According to the results, the binary mixture of dune sand with 20% of fine marble waste gives the highest maximum dry density and results in shear strength improvement. In addition, a numerical study is conducted for the practical application of the binary mix in the field and tested for an isolated shallow foundation. The elemental analysis of the fine marble waste confirms that the material is non-contaminated and can be employed for engineering applications. Furthermore, the numerical study elucidated that the shallow surface replacement of the site with the dune sand mixed with 20% fine marble waste gives optimal performance in terms of stress generation and settlement behavior of an isolated footing. For a sustainable mechanical performance of the fine marble waste mixed sand, an optimum dose of 20% fine marble waste is recommended, and some correlations are proposed. Thus, for improving dune sand's geotechnical characteristics, the addition of fine marble waste to the dune sand is an environment-friendly solution.

• Elastomers and Composites
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• 제58권1호
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• pp.44-56
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• 2023

Additive manufacturing (AM) or three-dimensional (3D) printing of metals has been drawing significant attention due to its reliability, usefulness, and low cost with rapid prototyping. Among the various AM technologies, fused deposition modeling (FDM) or fused filament fabrication is receiving much interest because of its simple manufacturing processing, low material waste, and cost-effective equipment. FDM technology uses metal-filled polymer filaments for 3D printing, followed by debinding and sintering to fabricate complex metal parts. An efficient binder is essential for producing polymer filaments and the thermal post-processing of printed objects. This study involved an in-depth investigation of and a fabrication route for a novel multi-component binder system with steel alloy powder (45 vol.%) ranging from filament fabrication and 3D printing to debinding and sintering. The binder system consisted of polyvinyl pyrrolidone (PVP) as a binder and thermoplastic polyurethane (TPU) and polylactic acid (PLA) as a carrier. The PVP binder held the metal components tightly by maintaining their stoichiometry, and the TPU and PLA in the ratio of 9:1 provided flexibility, stiffness, and strength to the filament for 3D printing. The efficacy of the binder system was examined by fabricating 3D-printed cubic structures. The results revealed that the thermal debinding and sintering processes effectively removed the binder/carrier from the cubic structures, resulting in isotropic shrinkage of approximately 15.8% in all directions. The scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) patterns displayed the microstructure behavior, phase transition, and elemental composition of the 3D cubic structure.

• 한국토양비료학회지
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• 제18권1호
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• pp.38-49
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• 1985

Sewage sludge를 시용하지 않은 토양(W), 6년간 시용한 토양($WS_6$), Swedge sludge와 토양의 혼합물을 1 주일동안 incubation한 토양( $WS_1$), 그리고 Sewage sludge (SS)로부터 각각 수용성 유기물을 추출, 정제하고 원소분석, 작용기분석을 함과 동시에 IR, UV-VIS, NMR spectroscopy에 의하여 구조적 특성을 조사하였다. SS는 W보다 H, N, P 함량이 많아서 높은 H/C비와 낮은 C/N비로 특징지워 졌으며 total acidity, carboxyl group, phenolic hydroxyl group 함량의 경우 일반적으로 SS가 가장 높았고 그 다음이 $WS_6$, $WS_1$, 그리고 W가 가장 낮았다. Aromatic character나 aromatic carboxyl group 함량은 W가 가장 크고 SS가 가장 적었으며, Aliphatic proton, aliphatic carboxyl group 함량은 SS가 가장 많고 W가 가장 적었다. 단백질 분해산물은 SS에서 풍부했고 W에서는 검출되지 않았다. NMR spectra는 SS의 수소가 W보다 다양한 functional group에 결합되어 있다는 것을 보여 주었으며 aromatic proton의 구조적 주변환경도 SS가 가장 복잡하고 그 다음이 $WS_1$, $WS_6$, 그리고 W가 비교적 단순함을 보여 주었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.105-105
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• 2009

$ZrO_2$ is one of the most attractive high dielectric constant (high-k) materials. As integrated circuit device dimensions continue to be scaled down, high-k materials have been studied more to resolve the problems for replacing the EY31conventional $SiO_2$. $ZrO_2$ has many favorable properties as a high dielectric constant (k= 20~25), wide band gap (5~7 eV) as well as a close thermal expansion coefficient with Si that results in good thermal stability of the $ZrO_2/Si$ structure. In order to get fine-line patterns, plasma etching has been studied more in the fabrication of ultra large-scale integrated circuits. The relation between the etch characteristics of high-k dielectric materials and plasma properties is required to be studied more to match standard processing procedure with low damaged removal process. Due to the easy control of ion energy and flux, low ownership and simple structure of the inductively coupled plasma (ICP), we chose it for high-density plasma in our study. And the $BCl_3$ included in the gas due to the effective extraction of oxygen in the form of $BCl_xO_y$ compound In this study, the surface kinetic properties of $ZrO_2$ thin film was investigated in function of Ch addition to $BCl_3/Ar$ gas mixture ratio, RF power and DC-bias power based on substrate temperature. The figure 1 showed the etch rate of $ZrO_2$ thin film as function of gas mixing ratio of $Cl_2/BCl_3/Ar$ dependent on temperature. The chemical state of film was investigated using x-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The characteristics of the plasma were estimated using optical emission spectroscopy (OES). Auger electron spectroscopy (AES) was used for elemental analysis of etched surface.

• 자원환경지질
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• 제38권6호
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• pp.707-716
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• 2005

ODP Leg 127 Site 794A에서 채취한 제4기 퇴적물의 유기지화학적 특성을 규명하고 고해양학적 의의를 이해하기 위하여 Rock-Eval 열분석, 원소 분석 및 유기물의 탄소동위원소 분석 등의 유기지화학적 분석을 실시하였다. 총유기탄소 함량, 총유기탄소에 대한 총질소 함량비, 총유기탄소에 대한 총황 함량비, 수소지수와 산소지수의 관계 및 유기물의 탄소동위원소 비를 기초로 유기물 특성 및 퇴적 당시의 고해양환경 해석을 시도하였다. 유기지화학적 분석결과 암색층은 상당량의 육상기원 유기물을 함유하고 빈산소/무산소환경에서 퇴적된 것으로 나타났다. 반면 담식층은 해양기원 유기물이 우세하게 포함되어 있으며 산소환경에서 퇴적된 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 해수면이 상승했던 간빙기동안 주변 대륙으로부터 다량의 육상기원 유기물의 유입으로 동해 표층생산성이 높아짐으로써 암색층이 퇴적된 것으로 해석된다. 반면에 해수면이 하강했던 빙기동안에는 육상기원 유기물 유입이 급감하였으며, 주로 해양의 일차생산과 중국사막지역으로부터 유입된 Kosa에 의한 퇴적물 희석작용에 의해 담색층이 퇴적된 것으로 해석된다.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제9권1호
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• pp.66-77
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• 2015

In order to survey the seasonal variation of the chemical composition of particulate matter of $2.5{\mu}m$ or less ($PM_{2.5}$), $PM_{2.5}$ was sampled from 8 February 2013 to 31 March 2014 in an industrial area of Chiba Prefecture, Japan. Chemical measurements of the sample included: ionic components ($Na^+$, $NH_4{^+}$, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $K^+$, $Cl^-$, $NO_3{^-}$ and $SO_4{^{2-}}$), carbonaceous components - organic carbon (OC) and elemental carbon (EC), and water-soluble organic carbon (WSOC). Also, secondary organic carbon (SOC) was measured based using the EC tracer method, and char-EC and soot-EC were calculated from the analytical results. The data obtained were interpreted in terms of temporal variation. Of the overall mean value of $PM_{2.5}$ mass concentration obtained during the study period, ionic components, OC and EC accounted for 45.3%, 19.7%, and 8.0%, respectively. $NO_3{^-}$ showed a unique seasonal distribution pattern due to a dependence on temperature and absolute humidity. It was estimated that an approximate temperature of $14^{\circ}C$, and absolute humidity of $7g/m^3$ were critical for the reversible reaction of $NH_4NO_3(p){\leftrightharpoons}NH_3(g)+HNO_3(g)$. The amount of OC and EC contributing to the monthly $PM_{2.5}$ mass concentration was higher in autumn and winter compared to spring and summer. This result could be attributed to the impact of burning biomass, since WSOC and the ratio of char-EC/soot-EC showed a similar pattern during the corresponding period. From the comparison of monthly WSOC/OC values, a maximum ratio of 83% was obtained in August (summer). The WSOC and estimated SOC levels derived from the EC tracer method correlated (R=0.77) in summer. The high occurrence of WSOC during summer was mainly due to the formation of SOC by photochemical reactions. Through long-term observation of $PM_{2.5}$ chemical components, we established that the degree to which the above-mentioned factors influence $PM_{2.5}$ composition, fluctuates with seasonal changes.

• 한국대기환경학회지
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• 제29권3호
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• pp.237-250
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• 2013

At Gosan ABC superstation in Jeju Island, we measured organic carbon (OC) and elemental carbon (EC) in $PM_{2.5}$ from October 2009 to June 2010 using a Sunset Laboratory Model-4 Semi-Continuous OC/EC Field Analyzer. It employs TOT (Thermal-Optical-Transmittance) method with NIOSH 5040 protocol and enables to continuously monitor OC and EC concentrations with 1-hour time resolution. The mean values of OC and EC for the entire period of measurements were $2.1{\pm}1.4{\mu}g/m^3$ and $0.7{\pm}0.6{\mu}g/m^3$, respectively. The OC/EC ratio was 3 and EC accounted $25{\pm}2.1%$ of total carbon (TC, TC=OC+EC). Although OC and EC showed similar trend in seasonal variation, the ratio of OC to EC was the highest in early summer when temperature was the highest and the air was affected by biomass burning in the southern part of China. In winter, the high OC and EC concentrations were likely influenced by increased coal combustion from residential heating. The high OC and EC concentrations were observed during events such as haze, dust, and the combination of the two. During the haze events, OC and EC were enhanced with increase in $PM_{10}$, $PM_{2.5}$, $SO_2$, and $NO_2$ with broad maxima. When dust occurred, both OC and EC started decreasing after reaching their maxima a couple of hours before $PM_{10}$ maximum. The peak separation of carbonaceous species and aerosol masses with time was more noticeable when haze event was followed by dust plume. These results confirm that OC and EC are key components of haze occurring in the study region.

• 대한환경공학회지
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• 제36권5호
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• pp.317-324
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• 2014

본 연구는 흡연기작을 모사한 시료채취장비를 이용하여 환경담배연기를 주류연기와 비주류연기로 구분하여 채취하고, 환경담배연기 중의 미량원소성분을 중성자방사화분석을 이용하여 분석하였다. 또한, 실내공기 중 PM2.5를 집중적으로 채취하고 인체 영향이 큰 As, Cr, Mn, Se, V, Zn를 비롯한 약 20종의 미량원소를 분석하여 그 화학적 특성을 파악하며 환경담배연기가 실내공기질에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 담배개피 당 미량원소 발생량은 Cl, K, Na 등을 제외한 대부분의 원소에서 비주류연기에서 더 높게 나타났고, K, Cl, Na, Al의 발생량은 개피 당 $1{\mu}g$ 이상으로 가장 많았고, Br, Fe, Zn도 높은 배출량을 보여 외부오염원과 독립적으로 실내 환경에서의 Br, Cl, Fe, K, Zn의 농도 증가에 환경담배연기가 기여하는 것으로 판단된다. PM2.5의 농도는 흡연 사무실은 $58.7{\pm}18.1{\mu}g/m^3$인 반면, 비흡연 사무실은 $38.6{\pm}12.7{\mu}g/m^3$를 보여 ETS에 의해 흡연 사무실에서 1.5배 정도 높게 나타났고, 미량원소의 농도비는 Cu (1.0)를 제외한 모든 원소에서 농도비의 평균값이 1.1~6.0으로 흡연 사무실의 원소 농도가 비흡연 사무실의 원소 농도보다 높게 나타났다. 이러한 결과는 환경담배연기가 실내 공기 중 PM2.5와 미량원소의 농도 증가의 한 원인인 것을 보여주고 있다.

• 대한화학회지
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• 제31권3호
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• pp.258-270
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• 1987

여러 용매(methanol, ethanol, butanol, ethylether, methylacetate, acetone, THF 및 acetylacetone)중에서 아직 보고된 바 없는 공동을 달리한 crown ether들을 리간드로 한 토륨(IV) 고체 착물을 합성하였다. 이 고체 착물에 대한 배위 화학적인 정보를 얻기 위하여 원소분석(C.H.N) 및 ICPAS법에 의한 토륨분상, 열분석과 Karl-Fischer적정법에 의한 착물중의 결정수 분석에 의해서 고체 착물들의 조성을 결정하였다. 그리고 적외선, 자외선 분광분석, $^1H$-핵자기 공명 분석 및 X-선 회절분석법에 의하여 각 합성 착물들의 결합구조에 대한 정보들을 얻었고 각 합성 착물들에 대한 용매화 현상을 논의하였다. 그 결과 아세틸아세톤 용매하에서 합성된 착물들은 아세틸아세톤을 제외한 모든 실험 용매중에서 합성된 crown ether를 가지는 토륨(IV) 착물들은 용매화 반응이 일어나지 않았다. $Th^{4+}$금속이온에 대한 리간드 결합비는 고리의 크기에 주로 영향을 받으며 12-crown-4의 경우는 1:1([$Th^{4+}$]:[lig.]) 착물, 15-crown-5의 경우는 2:3 착물 및 18-crown-6와 dicyclohexano-18-crown-6의 경우는 1:1 착물이었다. 용매화가 일어나는 15-crown-5 와 18-crown-6 착물의 경우는 1:1:1([$Th^{4+}$]:[lig.]:$[CH_3COCH_2COCH_3]$)이었다. 용매화하지 않는 모든 착물들은 crown-ether의 n-${\sigma}^{\ast}$전자전이를, 그리고 용매화된 착물은 crown-ether n-${\sigma}^{\ast}$와 acac의 $n-{\pi}^{\ast}$전자전이를 동시에 나타냈다. 반양성자성 용매에서 모든 착물들은 1:1전해질로, 물에서는 1:4전해질로 각각 행동하는 9배위자 착물임을 알 수 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권2호
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• pp.181-186
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• 2011

본 연구에서는 실리카 나노 입자의 표면 개질을 위해 실란 커플링제인 3-(trimethoxysilyl)propylmethacrylate(MPS) 를 사용하여 표면 개질 반응을 수행하였다. 용매의 pH, MPS의 가수 분해 반응시간, 표면 개질 반응시간 및 실리카 표면의 실라놀기(Si-OH)에 대한 MPS의 몰 비를 변화하여 각각의 반응조건이 실리카 표면개질 반응에 미치는 영향을 연구하였다. 개질반응 후 Fourier Transform Infrared Spectroscopy(FTIR), 원소분석(EA) 및 고체 상태 cross-polarization magic angle spinning(CP/MAS) Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy(NMR)법을 사용하여 표면이 개질된 실리카 입자들의 분석을 수행하였다. 연구 결과 용매의 pH가 4.5일 때 MPS가 단량체 형태로 실리카 표면의 실라놀기와 반응하고 이외의 pH에서는 MPS가 이량체, 삼량체 혹은 사량체의 올리고머 형태로 실리카의 실라놀기와 반응함이 우세함을 나타내었다. 가수분해반응 시간을 30분에서 90분으로 증가시키면 MPS가 올리고머 형태로 실리카 표면의 실라놀기와 반응하는 것이 우세하고, 투입한 MPS 몰 비의 증가도 MPS가 올리고머 형태로 실리카 표면의 실라놀기와 반응하는 것이 우세함을 나타내었다.