• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.181-187
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• 2016

실리카는 다양한 산업용 소재로 이용되고 있으며, 특히 불순물의 함량이 적은 고품위 실리카는 전자소재인 LCD 및 OLED 등의 원재료로 큰 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 물리적 정제방법인 자력선별 방식에 의한 실리카의 고순도화 연구를 위해 세 가지 형태의 자력 선별기를 고려하여 $SiO_2$와 $Fe_2O_3$를 대상으로 전산모사를 실시하였다. 전산모사 결과, $Fe_2O_3$ 입자를 끌어당길 수 있는 유효면적이 자력선별의 매우 중요한 변수로 작용함을 확인하였으며, $SiO_2$ 입자의 손실율 및 $Fe_2O_3$ 입자의 제거율은 입자의 크기와 유속에 매우 큰 영향을 받음을 알 수 있었다. 본 연구에서는 입자크기 $10{\mu}m$, 유속 0.2 m/s의 조건에서 가장 우수한 분리효율의 확보가 가능하였으며, 자력선별기의 구성에 있어 입자의 크기, 유속, 자속 밀도가 매우 핵심적인 변수임을 증명하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권8호
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• pp.765-772
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• 2015

주철은 산업현장에서 중장비나 철도차량 등과 같은 다양한 기계장치의 주재료로 널리 사용된다. 이러한 기계장치의 운전 성능은 접촉 특성에 따라 크게 좌우되며 이를 개선시키기 위한 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 모래와 알루미나 입자가 주철의 마찰/마모 특성에 미치는 영향에 대해 다양한 조건에서의 미끄럼 실험을 통해 규명하였다. 입자의 크기 및 시편 온도 등을 변수로 하여 스틸 볼이 pin 으로 장착된 pin-on-reciprocator 방식의 트라이보테스터를 사용하여 실험을 진행하였다. 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope), confocal microscope 와 3d profiler 를 이용해서 주철 시편과 스틸 볼의 마모 표면을 관찰하고 마모량을 정량적으로 측정하여 마모 특성을 파악하였다. 실험 결과 주철의 마찰/마모 특성은 입자 주입에 의해 크게 달라짐을 알 수 있었다. 또한, 주철 시편에 가해준 온도에 따라 마찰/마모 특성이 크게 달라지는 것을 확인하였다. 이 연구의 결과는 산업에서 주철 재료의 트라이볼로지 특성을 이해하는데 도움이 될 것이다.

• 보존과학회지
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• 제16권
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• pp.64-76
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• 2004

지사동 출토 슬래그에 대하여 화학적인 분석과 현미경 조직관찰에 의하여 금속학적인 조사연구를 수행하였다. 화학적인 분석은 ICP, XRD, SEM-EDS로 실행하였으며 슬래그 조직은 금속현미경 및 SEM으로 관찰하였다. 화학적 분석 결과, A 및 C 지구 슬래그의 전철량(Total Fe)은 $39\~45\%$ 로 고대 제철과정에서 발생했던 철분의 평균치에 해당하였다. 또한 CaO 성분은 $3\~8\%$로 많은 양은 아니지만 조재제로 Ca성분을 함유한 재료를 소량 사용한 것으로 사료되었다. A지구에서는 Ti성분이 미량 검출되었으며 C지구에선 Ti 성분과 V 성분이 다량 검출되었다. XRD 분석 결과 Fayalite, Wustite, Magnetite, Ilmenite, Pseudo - brookite, Ulvospinel, Forsterite, Fephroite, Olivine 같은 화합물이 검출되었다. 이는 금속현미경 및 SEM에 의한 관찰에서도 위와 같은 조직을 확인하였다. 따라서 A지구의 로에서는 주로 철광석을 이용한 제련작업을 하였고 C지구의 제철로에서는 철광석을 원료로 하는 제련작업과 사철을 원료로 하는 제련작업이 병행되었던 것으로 추정되었다.

• 한국주조공학회지
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• 제25권1호
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• pp.40-50
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• 2005

A series of heavy section ductile cast iron ingots with the cube length of 250mm were systematically investigated as functions of casting parameters of sand casting. Abnormal graphite formation was specially observed with the variation of Si content and Bi or Sb addition. Effects of chilling during casting and adaptation of riserless system were also examined, and proved to be effective for the prevention of both shrinkage and abnormal graphite such as chunky one. The formation of chunky graphite was effectively prevented by low Si content despite the promotion of pearlite matrix structure. The ferritic matrix was encouraged to form by high Si content and chunky graphite formation was effectively suppressed by the addition of Bi and Sb. Bi addition, however, was not good enough to control the microstructure owing to the sensitive cooling rate dependent inoculation behavior and relative low ability of nodulization. Sb addition, on the other hand, was proved to be effective for the microstructural control and enhancement of various mechanical properties such as strength, elongation, and impact energy. It may be suggested that optimized casting parameters should be applied to produce heavy section ductile cast iron with reliability.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제17권2호
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• pp.15-21
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• 2012

MTBE (Methyl tertiary-butyl ether) has been commonly used as an octane enhancer to replace tetraethyl lead in gasoline, because MTBE increases the efficiency of combustion and decreases the emission of carbon monoxide. However, MTBE has been found in groundwater from the fuel spills and leaks in the UST (Underground Storage Tank). Fenton's oxidation, an advanced oxidation catalyzed with ferrous iron, is successful in removing MTBE in groundwater. However, Fenton's oxidation requires the continuous addition of dissolved $Fe^{2+}$. Zero-valent iron is available as a source of catalytic ferrous iron of MFO (Modified Fenton's Oxidation) and has been studied for use in PRBs (Permeable Reactive Barriers) as a reactive material. Therefore, this study investigated the condition of optimization in MFO-PRBs using waste zero-valent iron (ZVI) with the waste steel scrap to treat MTBE contaminated groundwater. Batch tests were examined to find optimal molar ratio of MTBE : $H_2O_2$ on extent to degradation of MTBE in groundwater at pH 7 with 10% waste ZVI. As the results, the ratio of optimization of MTBE to hydrogen peroxide for MFO was determined to be 1:300[mM]. The column experiment was conducted to know applicability of MFO-PRBs for MTBE remediation in groundwater. As the results of column test, MTBE was removed 87% of the initial concentration during 120days of operational period. Interestingly, MTBE was degraded not only within waste ZVI column but also within sand column. It means the aquifer may affect continuously the MTBE contaminated groundwater after throughout the waste ZVI barrier. The residual products showed acetone, TBF (Tert-butyl formate) and TBA (Tert-butyl acetate) during this test. The results of the present study showed that the recycled materials can be effectively used for not only a source of catalytic ferrous iron but also a reactive material of the MFO-PRBs to remove MTBE in groundwater.

• 한국광물학회지
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• 제25권4호
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• pp.185-195
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• 2012

나노 크기 매킨나와이트(FeS)는 높은 환원력, 흡착성, 그리고 비표면적을 지니고 있어, 염소유기물의 분해와 중금속 및 비금속의 제거에 유용하다. 하지만 매킨나와이트 나노입자는 콜로이드 안정성(colloid stability)의 변화로 지하수 흐름에 따라 쉽게 확산되거나, 입자집적(particle aggregation)에 의해 대수층의 공극을 막을 수 있다. 따라서 투과반응벽(permeable reactive barrier)에 적용하기 위해서 적절한 공학적 변형이 필요하다. 본 연구에서는 코팅법을 적용해 나노크기 매킨나와이트를 변형시킴으로써 본래의 반응성을 유지하고 또한 경제적인 투과반응벽의 설치에 활용하고자 한다. 이를 위해 화학적 처리를 하지 않은 규사(non-treated silica sand, NTS)와 화학적 처리에 의해 불순물이 제거된 규사(chemically treated silica sand, CTS)를 사용해 매킨나와이트를 코팅시켰다. 두 규사 모두 약 pH 5.4에서 매킨나와이트가 최대로 코팅되었으며, 이 pH는 (1) 매킨나와이트의 용해도, (2) 규사 및 매킨나와이트의 표면전하(surface charge)에 의해 영향받았다. 최적 pH에서 NTS와 CTS에 의한 코팅량은 각각 0.101 mmol FeS/g, 0.043 mmol FeS/g으로, NTS 표면에 존재하는 산화철 등의 불순물에 의해 매킨나와이트의 코팅이 현저히 증가했다. 한편 혐기성 조건에서 코팅되지 않은 규사 2종과 최적 pH에서 코팅된 규사 2종을 이용해 아비산염(arsenite)의 흡착실험을 실시했다. pH 7에서 코팅되지 않은 NTS와 코팅된 NTS에 의한 아비산염의 상대적 제거율은 아비산염의 초기 농도에 따라 달라졌다. 낮은 농도에서 코팅되지 않은 NTS가 높은 아비산염의 제거율을 보였으나, 높은 농도에서는 코팅된 NTS가 상대적으로 높은 제거율을 보였다. 이런 차이는 아비산염은 낮은 농도에서 규사 표면에 존재하는 산화물과의 표면배위결합(surface complexation)에 의해 제거되었고, 높은 농도에서 코팅된 매킨나와이트와 반응해 황화비소(arsenic sulfides)로 침전되었기 때문이다. pH 7에서 코팅된 NTS에 비교해 코팅된 CTS는 현저히 낮은 아비산염 제거율을 보였는데, 이는 CTS의 상대적으로 낮은 매킨나와이트 코팅량에 기인했다. 따라서 코팅된 NTS는 코팅된 CTS보다 아비산염의 제거를 위한 투과반응벽의 설치에 더 적합한 물질이며, 특히 아비산염의 오염도가 심한 지하수의 복원에 유용하게 적용될 수 있다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제18권3호
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• pp.123-144
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• 1975

답토양(畓土壤)의 특징적(特徵的) 현상(現象)인 철(鐵) 및 망간의 이동집적(移動集積) 양상(樣相)을 그의 형태적(形態的) 특성(特性)과 관련(關聯)하여 추구(追求)하는 동시(同時), 철(鐵)의 집적증(集積層)을 정량적(定量)的)으로 판단(判斷)하는 방법(方法)을 모색(模索)하기 위(爲)하여 우리나라 답토양(畓土壤)의 표토중(表土中)에 함유(含有)하고 있는 활성철(活性鐵) 및 역환원성(易還元性) 망간 함량(含量)을 조사(調査)하였고 주요(主要) 답토양(畓土讓)의 형태(形態) 및 이화학적(理化學的) 특성(特性)과 층위별(層位別) 철(鐵) 및 망간의 관계(關係)를 검토(檢討)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 표토(表土)의 활성철(活性鐵) 및 역환원성(易還元性) 망간 함량(含量)은 토양(土壞) 배수(排水)가 불량(不良)할수록 많으며 동일배수조건(同一排求條件)에 있어서는 모래가 많을수록 적었다. 2. 표토(表土)의 활성철함량(活性鐵含量)은 배수조건(排水條件) 및 토성(土性)과는 관계(關係)없이 점토(粘土) 및 미사(微砂)의 총함량(總含豊)과 고도(高度)의 유의성(有意性) 있는 정(正)의 상관(相關)이 있었다. $$\hat{y}=0.3929+(0.0352{\times}clay%)+(0.0001023{\times}silt%)$$ 그러나 점토함량(粘土含量)과 역환원성(易還元性) 망간함량간(含量間)에는 상관(相關)이 없 었다. 3. 토양통별(土壤統別) 각(各) 층위(層位)의 활성철함량(活性鐵含量)(y)과 전철함량(全鐵含量)(x)간(間)에는 유의성(有意性) 있는 정(正)의 상관(相關)이 있어 다음과 같은 회귀식(回歸式)으로 표시(表示)할 수 있었다. $$y=0.361x-0.480(r=0.651^{**})$$ 그러나 역환원성(易還元性) 망간 함량(含量)은 전(全)망간 함량(含量)이 많아짐에 따라 증가(增加)하는 경향(傾向)은 있을 뿐 유의성(有意性)은 없었다. 4. 철(鐵) 및 망간의 집적(集積)은 어느 답토양(畓土壤)에서나 볼수 있으나 현저(顯著)한 집적(集穫)은 배수(排水)가 약간(若干) 양호(良好)한 식질(植質) 및 식양질토양(植壤質土壤)에 형성(形成)되며 배수(排水)가 불량(不良)한 답토양(畓土壤)에서는 토성(土性)에 관계(關係)없이 표토(表土)에 집적(集積)됨을 볼 수 있다. 5. 철(鐵)의 집적층판단(集積層判斷)은 단면관찰(斷面觀察) 또는 층위간(層位間) 활성철함량(活性鐵含量)만으로는 불충분(不充分)하며 전철(全鐵) 대(對) 활성철(活性鐵)의 비(比) 그리고 점토(粘土) 및 미사함량(微砂含量)으로 측정(推定)한 활성철함량(活性鐵含量)을 기초(基礎)로 하여야 하며 망간의 집적층(集積層)은 전(全)망간 및 역환원성(易還元性) 망간 함량(含量)과 그들의 비(比)로 추정(推定)하여야 할 것이다.

• 한국주조공학회지
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• 제17권6호
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• pp.569-576
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• 1997

Coating materials for Evaporative Pattern Casting (EPC) process have been developed to investigate the effect of refractories on coating material properties. Three types of developed and one foreign coating materials were used. The former designated as A, B, C and the latter named S.K. The refractory of coating material A is spherical shape of zirconia, and the ones of B, C and S.K. is flake shape of mica. Strength, permeability at room and elevated temperature, anti-sand attachability and carbon residuary were evaluated at each coating materials. Permeability measurement device for elevated temperature was also designed. The zirconia type of coating material had excellent permeability, on the other hand the mica type had good strength and anti-sand attachability. It was found that the refractories were not broken during casting, so permeability indicated same trend at both room and elevated temperature. Based on results, coating material contained small size of mica which is designated as B has the best combination for cast iron.

• Advances in concrete construction
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• 제5권6호
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• pp.671-683
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• 2017

Commonly used concrete in general, consists of cement, fine aggregate, coarse aggregate and water. Natural river sand is the most commonly used material as fine aggregate in concrete. One of the important requirements of concrete is that it should be durable under certain conditions of exposure. The durability of concrete is defined as its ability to resist weathering action, chemical attack or any other process of deterioration. Durable concrete will retain its original form, quality and serviceability when exposed to its environment. Deterioration can occur in various forms such as alkali aggregate expansion, freeze-thaw expansion, salt scaling by de-icing salts, shrinkage, attack on the reinforcement due to carbonation, sulphate attack on exposure to ground water, sea water attack and corrosion caused by salts. Addition of admixtures may control these effects. In this paper, an attempt has been made to replace part of fine aggregate by tailing material and part of cement by fly ash to improve the durability of concrete. The various durability tests performed were chemical attack tests such as sulphate attack, chloride attack and acid attack test and water absorption test. The concrete blend with 35% Tailing Material (TM) in place of river sand and 20% Fly Ash (FA) in place of OPC, has exhibited higher durability characteristics.

• 한국광물학회지
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• 제15권1호
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• pp.33-43
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• 2002

전북 익산지역의 한우사육에 사용한 황토를 gravel, sand, silt, coarse clay, fine clay으로 입도분리하여 각 분리된 시료에 대해서 광물성분 및 화학적 특성 등을 검토하였다 광물성분의 분석 결과, gravel과 sand에는 석영과 장석이 주로 포함되고, clay와 silt떼는 카오린광물 및 일라이트 등의 점토광물이 우세하며, 산화철광물은 fine clay에서 주로 포함된다. 주성분원소에서는 입경이 작은 시료일수록 Al, Fe, $H_2O$의 함량이 증가하여 점토광물의 함량 증가와 잘 일치하였다. 미량성분원소에서는 Zn, Rb, Sr, Ba, Pb등이 입도에 따라 큰 함량 차이를 보였다. Ba, Sr은 장석이 많은 sand에 다량 함유되어 주로 장석에 존재하는 것으로 나타났다 본래 황토 시료에 상당량 함유된 Pb 및 Sm은 입도분리된 시료에는 적은 함량을 나타내어, 입도 분리 과정에서 제거되기 쉬운 형태로 존재하는 것으로 보인다. Nb, La, Th, Ce 등은 silt 시료에 가장 많은 함량을 보였다. 이들 이외의 거의 모든 원소에서 점토광물의 함량이 많이 함유된 작은 입도시료에서 미량원소의 함량이 증가하는 경향 나타나 이들 대부분이 점토광물내에 주로 존재하는 것으로 보인다. 교환성양이온 함량과 산 및 알카리에 의한 용탈 원소 함량 등은 입자가 작은 점토시료에서 높게 나타났다. 따라서 가축사료 등 황토의 활용에 있어서 천연상태의 황토를 그대로 사용하는 것보다는 입도 분리에 의한 정제를 행한 미립의 점토분을 주로 사용하는 것이 황토의 이온교환성, 원소 용탈성, 흡착성, 흡수성 등의 특성을 향상시킬 수 있을 것으로 나타났다.