• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.88-94
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• 2012

본 연구는 고품질의 재생골재 제조시 발생하는 폐콘크리트 미분말을 콘크리트용 혼화재료로 활용하기 위한 연구이며, 분말도는 928 및 $1,360cm^2/g$인 두 종류의 폐콘크리트 미분말에 대하여 검토하였다. 폐콘크리트 미분말의 주요 특징은 시멘트와 유사한 각진 입형을 나타내고 있었으나 입자 표면에 수화생성물들이 부착되어 있었다. 또한 시멘트와 비교하여 폐콘크리트 미분말의 입자 크기는 크게 나타났으며, 화학성분은 $SiO_2$ 함량이 높게 나타났다. 폐콘크리트 미분말을 혼합한 페이스트의 점도는 시멘트만을 사용한 페이스와 비교하여 최대 62% 감소하였고, 종결시간은 2시간 지연되었다. 모르타르는 시멘트만을 사용한 경우와 비교하여 폐콘크리트 미분말의 혼합률이 증가함에 따라서 플로우 값이 최대 30% 감소하였고, 흡수계수는 70% 증가 하였다. 모르타르의 압축 강도는 폐콘크리트 미분말의 혼합률이 증가함에 따라서 최대 73% 감소하였다. 이러한 실험 결과를 통하여 폐콘크리트 미분말은 시멘트와 적절히 혼합(15% 이내)하여 사용하는 것이 바람직할것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권3호
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• pp.173-179
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• 2014

본 연구는 석탄을 사용하여 발전한 후 남은 폐기물인 석탄회를 콘크리트의 잔골재로 재활용하기 위한 실험적 연구이다. 석탄회는 크게 플라이 애시와 바텀 애시로 구분될 수 있다. 플라이 애시의 경우 콘크리트의 배합 시 시멘트를 대체하는 재료로 많이 활용되고 있는 반면 바텀 애시의 경우 대부분이 매립되고 있는 등 재활용률이 낮은 실정이다. 본 연구에서는 재활용률이 낮은 바텀 애시의 활용률을 증대시키고자 콘크리트의 잔골재로 일부 치환하였으며 활용성을 확인하였다. 콘크리트 배합 시 물시멘트 비를 고정한 상태에서 바텀 애시의 사용량을 증가 시키게 되면 작업성이 현저히 떨어지게 되므로 일정 수준이상 사용하기 위한 대책이 필요하다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 폴리카르본산계 고성능 감수제를 사용하여 콘크리트를 배합하였고 콘크리트 비빔 직후 및 비빔 1시간 후 유동성 및 공기연행성을 비교하여 실제 레미콘이나 배치 플랜트에서 생산된 콘크리트가 현장에 타설되는 시간을 모사하였다. 연구 결과 바텀 애시를 잔골재의 30%정도 치환한 콘크리트 비빔 1시간 후 작업성과 공기연행성을 확보할 수 있었고, 압축강도는 다소 감소하였으나 바텀 애시를 콘크리트 잔골재로 사용할 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다.

• 대한치과보철학회지
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• 제22권1호
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• pp.51-68
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• 1984

The purpose of this study is primarily to test the use value of tooth ash as an alternative material of the synthetic hydroxyapatite. For this purpose the author performed the experimental study to investigate the phsyical properties of sintered tooth ash and its histocompatibility in vitro. The tooth ash was made by incinerating procedure at $650^{\circ}C,\;750^{\circ}C,\;850^{\circ}C,\;950^{\circ}C\;and\;1050^{\circ}C$ respectively. The composition of tooth ash was analyzed and X-ray diffraction was done. The experimental specimens were molded to the cylinderical form 1 cm high, 1 cm in diameter under the pressure of $1000kg/cm^2$, which were divided into two groups; the one is sintered tooth ash at $1100^{\circ}C$ and the other is fired mixture of tooth ash and dental porcelain mixed to the weight ratio of 4:6, 5:5, 6:4 and 7:3. The physical propoerties of the sintered specimens were examined and their microstructure was observed under the Scanning Electron Microscope. The results obtained were as followings: 1. The difference of the tooth ash composition depending on incinerating temperature was of no significance, but the $CO_2$ disappeared from $950^{\circ}C$. 2. X-ray diffraction showed the tooth ash was mainly composed of hydroxyapatite and a small amount of - white lockite. But phase transformation was not disclosed. 3. The microstructure of the sintered specimens of the ashed tooth powder was of no difference in the structure and grain size accompanying the ashed temperature, but sintering ability seemed to be the best in the specimen incinerated at $950^{\circ}C$. 4. There was good wettability in the mixed sintered specimens of the ashed tooth powder and the porcelain powder. 5. The compressive strength of the sintered specimens of the tooth ash incinerated at $950^{\circ}C$ was the highest with $589.75kg/cm^2$ and the porosity and the absorption were the lowest as well. 6. The mixed sintered specimens of the tooth ash and porcelain powder was good in the physical properties in the case of mixed weight ratio of 6:4. 7. The animal fibroblast cultures with porcelain showed increase in the cell number, whereas the tooth ash showed a small degree of growth inhibition. But the difference of cell multiplication efficiency between control cultures and test cultures with tooth ash was not observed.

• Composites Research
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• 제33권5호
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• pp.315-320
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• 2020

본 연구에서는 균일한 스트랜드 시편을 얻기 위해 자동 와인딩장치를 이용하여 스트랜드 시편을 제작하는 경우 맨드렐의 열팽창이 스트랜드 시편에 미치는 영향을 조사하고 맨드렐의 재료와 구조 변경의 필요성을 확인하고자 해석과 시험을 진행하였다. 해석은 자동 와인딩장치에 사용되는 맨드렐을 모델링하여 수행되었다. 연구결과에 따르면 맨드렐의 열팽창으로 개별 스트랜드 시편에 의도하지 않은 추가 장력이 발생하며 그 크기는 경화 온도와 스트랜드 시편의 위치에 따라 달라졌다. 또한 초기 장력이 토우 프리프레그의 성능에 미치는 영향을 확인하기 위해 시편을 제작하고 인장시험을 진행하였다. 시편은 다른 조건을 모두 고정시키고 장력만 40, 60, 80 N으로 제어하여 제작하였다. 해석 및 시험 결과 맨드렐의 열팽창으로 인한 추가 장력 및 장력 편차 그리고 초기 장력 차이 모두 인장시험 결과에 큰 영향을 미치지 못하였다. 이는 탄소섬유의 높은 강도에 비해 장력의 크기가 충분히 작기 때문으로 판단된다. 따라서 자동 와인딩 장치의 맨드렐 재료와 구조의 변경은 불필요한 것으로 확인되었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.199-199
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• 2016

Commercially pure titanium (cp-Ti) and Ti alloys (typically Ti-6Al-4V) display excellent corrosion resistance and biocompatibility. Although the chemical composition and topography are considered important, the mechanical properties of the material and the loading conditions in the host have, conventionally. Ti and its alloys are not bioactive. Therefore, they do not chemically bond to the bone, whereas they physically bond with bone tissue. The electrochemical deposition process provides an effective surface for biocompatibility because large surface area can be served to cell proliferation. Electrochemical deposition method is an attractive technique for the deposition of hydroxyapatite (HAp). However, the adhesions of these coatings to the Ti surface needs to be improved for clinical used. Plasma electrolyte oxidation (PEO) enables control in the chemical com position, porous structure, and thickness of the $TiO_2$ layer on Ti surface. In addition, previous studies h ave concluded that the presence of $Ca^{+2}$ and ${PO_4}^{3-}$ ion coating on porous $TiO_2$ surface induced adhesion strength between HAp and Ti surface during electrochemical deposition. Silicon (Si) in particular has been found to be essential for normal bone and cartilage growth and development. Zinc (Zn) plays very important roles in bone formation and immune system regulation, and is also the most abundant trace element in bone. The objective of this work was to study electrochemical characteristcs of Zn and Si coating on Ti-6Al-4V by PEO treatment. The coating process involves two steps: 1) formation of porous $TiO_2$ on Ti-6Al-4V at high potential. A pulsed DC power supply was employed. 2) Electrochemical tests were carried out using potentiodynamic and AC impedance methoeds. The morphology, the chemical composition, and the micro-structure an alysis of the sample were examined using FE-SEM, EDS, and XRD. The enhancements of the HAp forming ability arise from $Si/Zn-TiO_2$ surface, which has formed the reduction of the Si/Zn ions. The promising results successfully demonstrate the immense potential of $Si/Zn-TiO_2$ coatings in dental and biomaterials applications.

• 박물관보존과학
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• 제13권
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• pp.1-11
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• 2012

국립중앙박물관에서는 수장고에 보관 중이던 미등록 유물들을 연차적으로 등록하는 사업을 진행하던 가운데 복원 작업이 시작된 금강사지 출토 대형 토기편을 설명하고 전반적인 보존처리과정을 소개하고자한다. 대형 토기는 총 600여점을 40여개의 유물상자에 파손된 상태로 별도 보관하고 있었으며 형태나 크기, 사용 용도, 그리고 몇 개의 토기인지를 전혀 파악할 수 없는 상태였다. 수 많은 토기 조각과 토기 무게로 인해 우선 재질별, 토기 두께와 표면 색감, 그리고 유약 광택도 등 가시적 특징만으로 크게 6개의 토기 편으로 가분류하였으나, 가접합 해 본 결과, 실제로는 한 개의 토기 편임을 알 수 있었다. 이번 복원 과정에서는 매우 크고 무거운 기형의 토기를 접합할 때도 일반적으로 사용되는 순간접착제가 과연 안전한지를 알아보고자 먼저, 예비 실험을 통해 저점도~고점도별 접착속도와 접착강도, 그리고 용해속도를 조사하여 안전성을 확인하였다. 접합 후 결손된 부분의 형태에 따라 다양한 종류의 에폭시 수지를 사용하여 복원하였으며 저부가 편평하지 않고 동그란 형태여서 제대로 서있지 않아 유물을 안정하게 보관하면서도 전시에 바로 사용하도록 전시받침대까지 제작하였다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2012년도 제46차 학술발표회
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• pp.107-107
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• 2012

3종 복합소재인 양모와 나일론, 레이온의 염색공정은 먼저 알칼리 욕에서 반응성염료로 레이온을 염색한 후, 산성욕에서 산성염료로 양모와 나일론을 염색하는 것이 일반적이다. 그런데 양모, 나일론, 레이온은 알칼리에 민감하므로 면 염색 시 적용되는 강알칼리인 수산화나트륨을 사용하면 섬유의 취화로 인하여 강도와 촉감저하 등의 문제가 발생하게 된다. 따라서 본 연구에서는 알칼리 중 탄산나트륨과 중탄산나트륨을 사용하여 염료를 투입하지 않고 염색공정을 거친 후 백도와 인장강도를 측정하여 황변 및 강도 변화 여부를 알아보았다. 레이온 70%, 양모 19%, 나일론 11%의 혼용율을 가지는 전처리 된 편물(130$g/m^2$, 32 inch, 18 gauge)에 탄산나트륨(시약 1급) 20g/l과 중탄산나트륨(시약 1급) 20g/l 각각을 투입하고 반응성염색공정($60^{\circ}C$, 60 min)으로 처리한 경우와 반응성 염색 후 산성염색공정($98^{\circ}C$, 60 min)으로 처리한 경우로 나누어 측색을 통해 백도와 L, a, b값을 측정하고 KS K 0521에 따라 인장강도 시험을 실시하였다. 그 결과, 탄산나트륨 투입시 백도 값이 중탄산나트륨에 비해 10% 정도 낮아지고 L, a, b값도 상대적으로 yellow 방향으로 이동해 있는 것으로 나타났다. 이것은 황변이 일어남을 의미하며 육안으로 확인하였다. 또한 인장강도 측정결과를 통해 소다회 처리 시 중조에 비해 30% 정도의 강도 저하가 일어남을 확인할 수 있었다. 그러나 반응성염색 후 산성염색을 거치게 되면 황변과 강도 저하 현상이 회복되는 경향을 나타내었다. 즉, 천연/나일론 편물을 반응성염색 시 알칼리로 탄산나트륨을 사용하면 염색공정 상에서 중탄산나트륨에 비해 황변이 일어나 염료 고유의 색상 발현에 영향을 줄 수 있고 강도 또한 30% 정도 저하되지만, 후에 산성염색 공정을 거치면 산 조건과 욕중 효과를 통해 일부 개선됨을 확인하였다. 이와 별도로 이번에는 시판되는 반응성염료 5종과 산성염료 3종을 조합하여 탄산나트륨과 중탄산나트륨 투입에 따른 염색실험을 실시하고 측색(DataColor SF600 광원D65, Strength)을 통해 염착량을 비교하였다. 그 결과, 중탄산나트륨으로 염색하면 탄산나트륨에 비해 모두 염착량이 저하되었으며, 염료의 구조적 차이와 컬러별로도 그 차이는 다양하였다. 그 중 저온에너지형 반응성염료는 탄산나트륨 투입에 비해 47~60% 정도로 가장 양호하였으며, 일부 반응성염료는 20%까지 떨어지는 값을 나타내었다. 이것은 탄산나트륨보다 중탄산나트륨의 알칼리 정도가 낮으므로 반응성염료의 염착이 적은 것으로 생각되며, 저에너지형 반응성염료의 경우에는 낮은 온도나 알칼리 조건에서도 상대적으로 높은 고착률을 나타내므로 적절한 반응성염료의 선택을 통해 그 차이를 극복할 수 있을 것으로 사료된다. 이상의 결과를 통해 탄산나트륨과 중탄산트륨의 알칼리 정도가 강도와 염착량에 미치는 영향의 차이를 고려하여 최적의 현장 처방을 선정해야 함을 알 수 있었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제19권5호
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• pp.519-530
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• 1998

본 논문에서는 하지 전단 환자의 보행 성능을 개선하고, 활동성을 증대시긴 목적으로 에너지 저장형 의족의 유연 용골 선계를 위한 기초 연구를 수행하였다. 문헌에서 얻을 수 있는 2차원 시상면에서의 정성걸음새와 인체측정 데이터를 분석하여, 의족의 유연 용골 기초 구조 모델을 제시하였다. 기초 구조 모델은 단순한 빔과 선혈 회전 스프링 ·댐퍼로 구성되었다. 고강도 경량 소재를 의족의 유연 용골 기초 구조에 적용하기 위해 탄소섬유 강화 복합재료를 용골의 기초 구조 소재로 선정하였다. 빔의 형상 변화에 따른 복원변형에너지를 유한요소해석에 의해 계산해내고, 빔형상 변화가 설계변수가 될 수 있음을 제시하였다. 복원변형에너지를 많이 저장할 수 있는 유연 용골 구조의 설계를 위해, 직교배열표를 이용한 조지전 시뮬레이션 계획을 세우고, 유한요소 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 계획에 따른 유한요소해석을 수행하고, 분산활석을 통해 효과적인 에너지 저장형 의족의 유연 용골 구조를 얻어냈다. 유연 용골 구조를 이용한 의족걸음새의 동적 시뮬레이션 모델을 완성하고, 한 보행 사이클 동안의 동적 해석을 수행하였다. 그리하여 의족 시스템 개발을 위한 효과적 설계 과정이 제시되었다.

• 보존과학회지
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• 제30권4호
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• pp.335-343
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• 2014

현재까지 분석된 백제지역 출토 철기 유물의 금속미세조직과 비금속개재물 분석 자료들을 한강, 금강, 영산강 유역권으로 분류하여 조업 온도를 추정하고 제강 및 열처리 기술을 지역적 시대별 특성을 조사하였다. 세 지역 모두 시대에 관계없이 고체저온환원으로 괴련철이나 해면철이 주 제철 방법으로 판단된다. 비금속개재물의 산화물 삼원상태도로 재해석한 결과 로내 온도는 $1,100{\sim}1,300^{\circ}C$ 정도에서 조업하였던 것으로 추정된다. 철광석은 자철광석이 주원료이며, $TiO_2$가 높은 것들은 사철을 사용하였던 것으로 보인다. $CaO/SiO_2$의 비율이 0.4 이상인 유물들은 석회질의 융제를 인위적으로 넣었던 것으로 판단된다. 제강은 저탄소강을 단야로에서 숯으로 가열할 때 나오는 CO, $CO_2$ gas로 침탄시키는 고체 침탄강임을 알 수 있었다. 또한 의도적으로 필요 부분의 강도를 높이는 침탄작업과 담금질을 하였던 것으로 보아 3세기에는 백제지역의 철기제작자들은 열처리 기술을 인지하고 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권11호
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• pp.781-784
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• 2013

하수슬러지의 해양투기가 금지됨에 따라 하수슬러지의 적정처리에 대한 요구가 커지고 있다. 따라서 본 연구에서는 하수슬러지와 폐유리를 이용하여 경량벽돌을 제조하고자 하였다. 건축자재인 벽돌은 통상 $1,200^{\circ}C$ 이상의 고온에서 제조되기 때문에 벽돌 제조시 다량의 에너지가 소비된다. 본 연구에서는 하수슬러지와 폐유리를 이용하여 경량벽돌 제조시 $CO_2$ 배출량을 줄이기 위해 $800^{\circ}C$ 이하의 낮은 온도에서 지오폴리머 기술을 이용하여 벽돌을 제조하였다. 경량벽돌 제조시 소성온도, 하수슬러지와 폐유리 및 물유리와 물의 혼합비 등이 주요 영향 인자이며, 이들의 변화에 따른 경량벽돌의 특성을 평가하였다. 본 연구결과에 따르면 경량벽돌의 최적 제조조건은 소성온도 $750^{\circ}C$, 물유리/물 혼합비 1.5, 하수슬러지/폐유리 비 10 : 90 wt%였다. 이때 제조한 경량벽돌의 압축강도 5.1 MPa, 비중 0.46으로 발포세라믹 경량벽돌 기준을 만족시키는 것으로 나타났다.