• 공업화학
• /
• 제28권1호
• /
• pp.101-111
• /
• 2017

광물탄산화 기술은 천연광물 및 산업부산물에 포함된 칼슘이나 마그네슘을 이산화탄소와 반응시켜 탄산염을 생성하는 기술로 이산화탄소를 열역학적으로 안정한 형태로 저장할 수 있는 기술이다. 본 연구는 철강슬래그를 이용한 이산화탄소 저감 및 추출 후 슬래그 재활용을 통해 환경적 부담 및 공정 비용 절감을 절감할 수 있는 광물탄산화 상용화 기술 개발을 목표로 설정하였다. 추출 용매(염화암모늄)를 사용하여 괴재 및 전로슬래그로부터 칼슘을 추출하고 추출된 칼슘을 이산화탄소와 반응시켜 순도 98% 이상의 탄산칼슘을 합성하였다. 또한 칼슘 추출 후 슬래그를 건축자재(패널)로 활용하는 기술을 개발하였다. 슬래그의 칼슘 추출효율에 따라 상이한 결과를 보였지만 광물탄산화 전체 공정에 있어 중량 비(약 80-90%)를 차지하는 칼슘 추출 후 슬래그(잔여슬래그)의 활용을 통해 광물탄산화 공정으로부터 배출되는 산업부산물의 양을 최소화하고자 하였다. 잔여슬래그는 시멘트 패널 제작에 활용되는 규사미분 대체 물질로서 이용하였고 기존 시멘트 패널과 물성평가(압축강도 및 휨강도)를 상호 비교하였다. 용액 내 칼슘 농도는 유도결합 플라즈마 분광분석기(Inductively coupled plasma optical emission spectrometer, ICP-OES)를 사용하여 분석하였다. 합성한 탄산칼슘은 X선 회절 분석법(X-ray diffraction, XRD)을 이용하여 결정학적 특성 및 정량 분석하였고 주사 전자 현미경(Field emission scanning electron microscope, FE-SEM)을 사용하여 표면 형상을 확인하였다. 시멘트 패널평가는 KS L ISO 679에 준하여 패널 제작 및 패널의 압축강도와 휨강도를 측정하였다.

• 한국재료학회지
• /
• 제11권5호
• /
• pp.419-426
• /
• 2001

AgGaSe$_2$ 단결정 박막은 수평 전기로에서 합성한 $AgGaSe_2$ 다결정을 증발원으로 하여, hot wall epitaxy (HWE) 방법으로 증발원과 기판 (반절연성-GaAs(100)) 의 온도를 각각 $630^{\circ}C$, $420^{\circ}C$로 고정하여 박막 결정 성장을 하였다. 10K에서 측정한 광발광 excition 스펙트럼과 이중결정 X-선 요동곡선 (DCRC) 의 반치폭 (FWHM )을 분석하여 단결정 박막의 최적 성장 조건을 얻었다. Hall효과는 van der Pauw 방법에 의해 측정되었으며, 온도에 의존하는 운반자 농도와 이동도는 293k에서 각각 4.89$\times$$10^{ 16}$/㎤, 129$\textrm{cm}^2$/V.s였다. 광전류 봉우리의 10K에서 단파장대의 가전자대 갈라짐 (splitting)에 의해서 측정된 $\Delta$C$_{r}$ (crystal field splitting)은 0.1762eV, $$\Delta$S_{o}$ (spin orbit splitting)는 0.2494eV였다 10K의 광발광 측정으로부터 고풍질의 결정에서 볼 수 있는 free excitors과 매우 강한 세기의 중성 주개 bound excitors등의 피크가 관찰되었다. 이때 중성 주개 bound ekciton의 반치폭과 결합에너지는 각각 BmeV와 14.1meV였다. 또한 Haynes rule에 의해 구한 불순물의 활성화 에너지는 141meV였다.rule에 의해 구한 불순물의 활성화 에너지는 141meV였다.

• 한국재료학회지
• /
• 제8권12호
• /
• pp.1165-1169
• /
• 1998

제1세대 니켈계 단결정 초합금인 CMSX 6를 사용하여 셀렉타법으로 진공 정밀주조하여 단결정을 제작하였다. 주형온도 약 150$0^{\circ}C$, 주입온도 약 163$0^{\circ}C$와 용탕 주입 직후 주형을 2.5mm/분 속도로 하강시켜 단결정을 성장시켰다. 단결정 주조조직에서 기지와 공정조직은 ${\gamma}$' 석출물(Ni$_3$(Al, Ti)) 모양과 크기에 따라 각각 모두 두영역으로 구분되었으며, 공정조직의 Ti함랗은 기지보다 높았다. 즉, EPMA 및 CBED 분석 등으로 ${\gamma}$' 석출물을 분석한 결과, 기지내의 ${\gamma}$'은 크기가 0.5~0.7$\mu\textrm{m}$ 이하이며 화학조성상 Ni$_3$Al에 가까웠으며 격자구조도 Ll$_2$를 나타내었다. 반면에 공정조직에 가까울수록 ${\gamma}$' 크기는 1.0$\mu\textrm{m}$보다 컸으며, 모양도 판상형의 거대한 모양으로 바뀌었다. 화학조성 또한 Ni$_3$Ti에 가까웠으며 격자구조도 D $O_{24}$를 나타내었으므로 수지상과 공정조직의 ${\gamma}$' 석출물은 화학조성 및 격자구조가 상이함을 알 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제4권4호
• /
• pp.388-395
• /
• 2016

본 논문에서는 폐수슬러지에서 제조된 재활용 이산화티탄($TiO_2$)을 혼입한 시멘트 모르타르의 NOx 저감 성능에 대해 고찰하였다. 일반적으로, 이산화티탄은 클러스터 형태로 입자가 붙어 있어, 시멘트의 응결과 경화 전에 타설체 하면에 침강하는 특징이 있다. 그 결과로 타설체의 상면과 하면에는 이산화티탄의 분포도가 서로 상당한 차이를 나타내고, 광촉매 효과도 하면에서 우수하게 나타난다. 건물이나 주택과 같은 건축구조물에서는 이를 해결하기 위해, 이산화티탄을 혼입한 프리캐스트 제품을 미리 제작 후, 조립 시에는 타설 시 상면과 하면을 뒤집어 거치하여 상대적으로 높은 이산화티탄 분포면을 대기에 노출시키는 방식을 사용한다. 그러나 콘크리트 도로포장과 같은 현장 타설의 경우, 상면과 하면을 뒤집어 거치할 수 없기 때문에 이산화티탄의 분산성은 중요하다. 이를 개선시키기 위한 본 논문의 결과로 실리카퓸, 고성능감수제, 증점제, 고로슬래그 등 전형적인 시멘트성 재료의 분산에 기여하는 재료는 이산화티탄 클러스터의 분산효과에 미미한 영향을 주었다. 급결제, 발포제, 작은 크기의 잔골재의 조합이 이산화티탄 클러스터의 분산성을 개선하였다. 분산성 개선에도 불구하고, 타설체 상면과 하면의 NOx 제거효율은 하면에 큰 효율을 지속적으로 나타내었고, 이는 표면에 분포하는 공극량에 따라 달라지는 것을 디지털 표면 이미지 분석을 통하여 확인하였다. 많은 공극분포를 갖는 표면은 상대적으로 매끄러운 표면에 비해 NO가스 흡착을 기본적으로 높이게 되고, 이를 기준으로 상대적인 NOx 제거효율이 높아지는 것으로 사료된다.

• 대한치과기공학회지
• /
• 제21권1호
• /
• pp.27-41
• /
• 1999

치과용 Ag기 합금에서 30wt%Pd 및 10wt%Cu의 용질농도의 구성비가 3이 되는 3원 합금과 여기에 2wt% Au의 첨가에 미치는 석출상의 영향을 조사 분석하여 아래와 같은 결론을 얻었다. Ag-Pd-Cu 3원 합금은 $\alpha$ 단일상에서 Ag-rich ${\alpha}_2 $ 및 PdCu 규칙상에 의해서 경화반응이 진행되며 연속승온시효곡선에 의하면 100-$300^{\circ}C$의 저항증가와 300-$500^{\circ}C$의 저항감소라고 하는 2단계 변화에 의해서 경화곡선이 얻어졌다. 또한 본 합금의 시효과정에서는 ${\alpha}{\to}{\alpha}_2+PdCu{\to}$의 2상 분리반응에 의하여 경화원인이 되었다. 석출과정은 ${\alpha}{\to}{\alpha}_1+PdCu{\to}{\alpha}_2+PdCu$ 이고 Cu-rich인 ${\alpha}_2$상은 거의 나타나지 않으며 최고 경도값은 ${\alpha}_2$ 및 PdCu의 2상공존 구역에서 나타났다. 미량의 Au첨가에 의해서 경화는 다소 증가하지만 경화성보다는 내식성에 보다 크게 기여하였고 Pd/Cu=3인 합금은 Pd/Cu=1 또는 1.7의 합금보다도 전반적으로 경도값은 가장 낮게 나타나며 이것은 치과용 Ag기 합금의 시효경화성에는 Cu농도가 크게 기여하였다. 불연속석출물인 nodule 생성물은 입계에 우선 형성되어 $\alpha$ matrix로 진행되어 nodule 석출물은 부드러운 경계면을 가지고 $\alpha$ matrix주위에 strain matrix를 나타내므로 nodule 형성이 본 합금의 시효경화를 야기하였다. 내식성은 Pd 함량이 가장 높은 본 합금에서 매우 양호하게 나타났으며 Pd 함량이 증가가 내식성의 향상에 크게 기여하여 미량의 Au 첨가에 의해서 보다 현저히 효과를 얻었다. 본 합금의 시효열처리 조건은 $450^{\circ}C$ 적절하며 1-120min 시효시간에 걸쳐서 소정의 경도 값을 얻을 수 있고 시효경화성 및 내식성의 결과로부터 Ag-30wt%Pd-10wt%Cu합금 및 미량 Au 합금은 치과용 금속재료로 적합하였다.

• 대한치과보철학회지
• /
• 제47권2호
• /
• pp.206-214
• /
• 2009

연구목적: 하악 우측 제1, 2 대구치가 결손된 Kennedy 분류 II급 증례에서 임상적으로 적용할 수 있는 편측 유리단 가철성 국소의치의 종류에 따른 응력 분포 양상을 비교하는 것이다. 연구 재료 및 방법: Kennedy 분류 II급 증례의 광탄성 모형에서 클라스프를 이용한 국소의치, 코너스 치관을 이용한 국소의치, 완압형 어태치먼트를 이용한 국소의치, 탄성 레진을 이용한 국소의치를 편측성으로 제작하였다. 응력 동결로에서 응력 주기에 맞춰 각 국소의치의 제1 대구치 중심와에 6 kg의 수직하중을 가하면서 응력을 동결하였다. 광탄성 모형을 절단하여 만든 시편을 광탄성 실험 장치로 광탄성 등색선의 흑백 무늬를 관찰하고 디지털 카메라로 촬영하였다. 촬영된 사진에서 8개의 측정점을 정하여 육안으로 무늬차수를 계측하고 비교하였다. 결과: 각 절단 시편의 최대 무늬차수와 하중점 직하방의 잔존 치조제에 발생한 무늬차수는 탄성 레진을 이용한 국소의치, 클라스프를 이용한 국소의치, 완압형 어태치먼트를 이용한 국소의치, 코너스 치관을 이용한 국소의치 순으로 높게 관찰되었다. 제2 소구치 치근단에 발생한 무늬차수는 클라스프를 이용한 국소의치, 탄성 레진을 이용한 국소의치, 코너스 치관을 이용한 국소의치, 완압형 어태치먼트를 이용한 국소의치 순으로 높게 관찰되었다. 결론: 코너스 치관을 이용한 국소의치가 수직하중시 지대치 주위 치조골과 잔존 치조제에 대하여 응력을 가장 균형있게 분산시켰고, 탄성 레진을 이용한 국소의치는 지대치보다 잔존 치조제의 상태가 더 양호한 경우에 적용 가능할 것이다.

• 미생물학회지
• /
• 제52권2호
• /
• pp.140-147
• /
• 2016

동물유래성분을 원재료로 사용하는 의료기기는 원료물질 유래 바이러스가 오염될 가능성이 있기 때문에 생산과정 중 바이러스가 오염되지 않도록 하여야 한다. 또한 생산공정은 오염될 가능성이 있는 바이러스들을 불활화하거나 제거하는 공정을 포함하여야 한다. 본 연구를 통해 돼지유래 이종골을 원재료로 사용한 바이러스 안전성이 보증된 치과용 골이식재(THE Graft$^{(R)}$) 제조공정을 개발하였다. THE Graft$^{(R)}$ 제조공정은 30% 과산화수소수와 80% 에탄올을 각각 처리하여 지방을 제거하는 공정과 $1,300^{\circ}C$ 열처리 공정을 통해 콜라겐과 유기물을 제거하는 공정을 포함한다. 또한 최종적으로 생산된 hydroxyapatite 성분의 골이식재에 25 kGy의 감마선을 조사하여 감염성 위해인자를 불활화하는 공정을 포함한다. THE Graft$^{(R)}$의 형태학적 특성을 소유래 hydroxyapatite 성분의 골이식재인 Bio-Oss와 SEM과 TEM을 이용하여 비교한 결과 구조적 특성이 유사함을 확인하였다. $1,300^{\circ}C$ 열처리 공정과 25 kGy 감마선 조사 공정의 바이러스 불활화 효과를 평가하기 위해 transmissible gastroenteritis virus (TGEV), pseudorabies virus (PRV), porcine rotavirus (PRoV), porcine parvovirus (PPV)를 모델 바이러스로 선정하였다. $1,300^{\circ}C$ 열처리 공정에서 TGEV, PRV, PRoV, PPV 모두 검출한계 이하로 불활화되었으며, 바이러스 로그 감소 값은 각각 ${\geq}4.65$, ${\geq}5.81$, ${\geq}6.28$, ${\geq}5.21$이었다. 또한 감마선 조사 공정에서도 TGEV, PRV, PRoV, PPV 모두 검출한계 이하로 불활화되었으며, 바이러스 로그 감소 값은 각각 ${\geq}4.65$, ${\geq}5.87$, ${\geq}6.05$, ${\geq}4.89$이었다. 두 공정에서 TGEV, PRV, PRoV, PPV의 누적 바이러스 로그 감소 값은 각각 ${\geq}9.30$, ${\geq}11.68$, ${\geq}12.33$, ${\geq}10.10$이었다. 이상의 결과에 의하면, THE Graft$^{(R)}$ 제조공정은 바이러스 안전성 보증을 위한 충분한 바이러스 불활화 능력을 가지고 있는 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제19권5호
• /
• pp.104-111
• /
• 2015

본 연구는 혼합 활성화제에 의한 알칼리 활성화 슬래그 시멘트(AASC)의 역학적 특성에 관한 연구이다. 사용된 활성화제는 황산칼슘($CaSO_4$, 이하 CS), 황산나트륨($Na_2SO_4$, 이하 SS) 및 수산화나트륨(NaOH)이다. 황산염은 슬래그 중량의 2.5, 5.0, 7.5 및 10.0%로 치환하여 사용하였으며, NaOH는 2M 및 4M 농도의 수용액으로 사용하였다. 본 연구에서는 황산염(CS 및 SS) 치환율에 따른 배합(4가지 배합)과 2M 및 4M의 각각의 NaOH 수용액에 치환된 황산염을 혼합하여 시험체를 제작하였다. 시험체는 총 24가지의 배합에 따라 페이스트로 제작되었으며, 물-결합재 비는 0.5로 하였다. 경화된 시험체에 대해서 압축강도, 휨강도, 초음파속도(UPV), 흡수율 및 XRD 분석을 수행하였다. CS의 활성화제를 사용한 경우는 7.5% CS 치환율, 2M NaOH 수용액 + 5.0% CS 치환율 및 4M NaOH 수용액 + 5.0% CS 치환율의 시험체에서 최고의 압축강도를 나타내었다. 또한, SS의 활성화제를 사용한 경우는 10.0% SS 치환율, 2M NaOH + 7.5% SS 치환율 및 4M NaOH + 2.5% SS 치환율에서 최고의 압축강도 발현을 나타내었다. 휨강도, UPV 및 흡수율은 압축강도 발현 결과와 유사한 경향을 나타내는 것을 알 수 있었으며, XRD 분석결과 시험체 내에 생성된 반응물질은 ettringite, CSH 및 실리케이트계 수화물인 것으로 나타났다. AASC에서 황산염과 NaOH의 혼합 사용은 황산염의 단독 사용의 경우와 비교하여 일정 수준의 농도 범위에서 강도를 향상시키고 조직을 치밀화 시키는 등의 긍정적인 영향을 미치는 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제24권3호
• /
• pp.47-56
• /
• 2020

콘크리트 구조물의 주요 열화 현상 중 하나인 염해는 내부 보강재의 부식을 야기하여 최종적으로 구조적 문제를 야기한다. 본 연구에서는 3가지 수준의 물-결합재 비 (0.37, 0.42, 0.47) 및 GGBFS 치환률 (0 %, 30 %, 50 %)을 고려한 콘크리트를 대상으로 재령 1,095일에 촉진염화물 확산 시험을 수행하였다. Tang's method와 ASTM C 1202에 준하여 각 배합의 촉진 염화물 확산계수 및 통과 전하량을 평가하였으며 선행 연구의 이전재령일 시험결과와의 고찰을 통해 재령의 증가에 따라 변화하는 내구성능 거동을 고찰하였다. 재령일이 증가함에 따라 통과 전하량과 확산계수는 크게 감소하였으며, 특히 GGBFS를 혼입한 배합에서는 잠재 수경성에 의해 OPC 배합 대비 큰 폭의 감소가 나타났다. 또한 OPC 배합의 통과 전하량 평가 결과의 경우, 재령 1,095일에서도 "Moderate" 등급에 포함되는 배합이 존재하기 때문에 OPC를 단독으로 사용하는 경우 염해에 취약한 것으로 사료된다. 본 연구에서는 촉진 염화물 확산계수 평가 결과를 기반으로 시간의존성지수를 도출하고 설계변수를 확률함수로 가정하여 결정론 및 확률론적 내구수명 해석을 수행하였다. 확률론적 내구수명 해석 시에는 MCS (Monte carlo Simulation)을 이용하여 내구성 파괴확률을 계산하여 내구수명을 도출하였다. 확률론적 내구수명은 결정론적 내구수명 대비 낮은 값을 나타내었는데 이는 목표 파괴 확률을 10 %로 매우 낮게 설정하였기 때문이다. 구조물의 용도에 적합한 목표 파괴확률을 설정하고 설계변수별로 적절한 변동성을 고려할 수 있다면 더욱 경제적인 설계가 가능해지리라 사료된다.

• 청정기술
• /
• 제25권2호
• /
• pp.107-113
• /
• 2019

2단 유동층 염화로에서 일메나이트광의 선택염화반응과 이산화티탄의 탄소염화반응의 염화도를 예측하기 위해서 shrinking core 모델과 유출률 및 입자파손을 고려한 수치 모델을 개발하였다. 입자분포를 고려하여 입자별 물질 수지와 염화반응을 반영할 수 있는 유동층 염화 반응 해석이 가능하다. 유동층 염화로의 실험값과 비교하여 약 6% 오차율의 정확성을 보였다. 입자 크기에 따라서는 입자 크기가 작을수록 염화도의 변화가 더 크게 나타났으며 염화도 1의 값에 도달하는 반응시간 차이가 약 100 min 정도로 나타났다. 온도의 변화($800{\sim}1000^{\circ}C$)에 대한 염화도의 변화는 염화도 0.9에 도달하는 반응시간이 약 10 min 차이로 크게 나타나지 않았다. 1단계 선택염화공정에서 일메나이트광의 질량감소율은 180 min 경과 시에 이론값인 0.4735 값에 근접하고, Fe 성분의 염화도는 $FeCl_2$ 또는 $FeCl_3$로 변환되어 180 min 경과 시에는 거의 1의 값을 보인다. 2단계 탄소염화공정에서 $TiO_2$의 염화도는 180 min 경과 시 0.98에 근접하고, 질량분율은 0.02에 도달하여 $TiCl_4$로 변환되는 것으로 나타났다. 1단계 선택염화공정에서 $TiO_2$는 180 min 경과 시에 98%까지 생성되었다가 연속적인 2단계 탄소염화공정에서 추가로 90 min 경과 시(총 경과 시간 270 min)에 99% $TiCl_4$로 전환되는 것으로 나타나고, 질량감소율도 99% 이상 감소하였다.