• 청정기술
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• 제26권4호
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• pp.263-269
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• 2020

정수슬러지를 이용하여 제올라이트(zeolite)를 수열합성하고, 제올라이트의 결정화에 대한 반응온도, 반응시간, Na2O/SiO2 몰비의 영향을 살펴보았다. 제조한 제올라이트의 결정구조, 물성 및 열적 특성은 각각 X-선 회절분석, FTIR, BET 질소흡착 및 TGA로 분석하였다. 제올라이트의 흡착성능을 조사하기 위해 암모니아성 질소, 중금속이온 및 TOC 제거효율을 측정하였다. 정수슬러지의 주성분은 Al2O3와 SiO2로서 각각 28.79%와 27.06%을 나타내었으며, 제올라이트 합성을 위한 실리카 및 알루미나 원료는 정수슬러지 이외에 어떠한 화학원료도 추가로 첨가하지 않고 합성을 진행하였다. 정수슬러지를 이용하여 제조한 제올라이트는 A형 제올라이트의 구조를 나타내었으며, 반응기질의 조성을 2.1Na2O-Al2O3-1.6SiO2-65H2O으로 하고, 반응온도 90 ℃, 반응시간 5시간, Na2O/SiO2 몰비가 1.3인 경우에 가장 높은 결정성을 나타내었다. 합성 제올라이트의 비표면적은 55 ㎡ g-1로서 상업용 제올라이트 A 보다 높게 나타났다. 합성 제올라이트의 암모니아성 질소(NH4+) 제거율은 3시간 반응한 경우 68%를 나타내었으며, 제올라이트의 Pb2+ 및 Cd2+ 이온에 대한 흡착실험 결과 제거율은 각각 99.1% 및 99.3%를 나타내었다. 이는 제올라이트의 격자 내에 존재하는 Na+ 이온과 Pb2+ 및 Cd2+ 이온 간의 원활한 이온교환이 이루어졌음을 나타낸다. 300 ppm 부식산 용액에 제올라이트의 첨가량을 변화시켜 3시간 동안 흡착실험을 수행한 결과 제올라이트 5 g을 첨가한 경우 TOC 제거율이 83%로서 가장 높게 나타났다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.233-240
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• 2022

용융적층 방식의 필라멘트에 대한 방사선의 차폐유무의 관한 연구가 최근 연구되어지기 시작하였지만 차폐능력을 가진 필라멘트는 국내에 판매되지 않고 있으며 관련 연구도 미비하다. 이에 본 연구는 고밀도 폴리에틸렌을 기지재로 하고 강화재로 비스무트를 선정하여 복합 필라멘트를 제작한 후 차폐능력을 평가하고 3D 프린트를 이용한 방사선 차폐 복합물질 개발의 기초자료를 제공하고자 한다. 고밀도 폴리에틸렌에 실효 원자번호가 83인 비스무트를 혼합하였고 비스무트의 함유량을 20 wt%, 30 wt%, 40 wt%로 조절하여 필라멘트를 제작하였다. 제작된 필라멘트는 ASTM의 평가방법을 이용하여 물성 및 차폐능력을 평가하였다. 비스무트 함유량이 증가할수록 밀도, 무게, 인장강도는 증가하였고 차폐능력이 우수해짐을 확인 할 수 있었다. 방사선 차폐능력 평가 결과 HDPE(80%) + Bi(20%)의 경우 60 kV일 때 82%의 차폐율을 보였으며 비스무트 함유량이 40% 일 때는 최대 94.57%이상의 차폐율을 나타내는 것을 확인하였다. 본 연구에서는 HDPE + Bi 필라멘트를 사용하면 기존에 연구되어진 금속 입자 함유 필라멘트들보다 가볍고 방사선을 차폐할 수 있는 방사선 차폐체 제작이 가능하다는 것을 확인하였고 의료 및 방사선 산업에 있어 방사선 차폐 복합물질로서의 사용가능성을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제32권1호
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• pp.9-13
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• 2022

Bullets flying with a light from the back are called "tracers". Tracers are ignited by the combustion gas of the propellant and emit bright light that allows the shooter to visually trace the flight path. Therefore, tracers mark the firing point for allies to assist shooters to hit target quickly and accurately. Conventional tracers are constructed with a mixture of an oxidizing agent, raw metal, and organic fuel. Upon ignition, the inside of the gun can be easily contaminated by the by-products, which can lead to firearm failure during long-term shooting. Moreover, there is a fire risk such as forest fires due to residual flames at impact site. Therefore, it is necessary to develop non-combustion type luminous material; however, this material must still use the heat generated from the propellant, so-called "thermoluminescence (TL)". This study aims to compare the TL emission of Dy³⁺, La³⁺ and Ho³⁺ doped MgB₄O₇ phosphors prepared by solid state reaction. The crystal structures of samples were determined by X-ray diffraction and matched with the standard pattern of MgB₄O₇. Luminescence of various doses (200 ~ 15,000 Gy) of gamma irradiated Dy³⁺, La³⁺ and Ho³⁺ (at different concentrations of 5, 10, 15 and 20 %) doped MgB₄O₇ were recorded using a luminance/color meter. The intensity of TL yellowish (CIE x = 0.401 ~ 0.486, y = 0.410 ~ 0.488) emission became stronger as the temperature increased and the total gamma-ray dose increased.

• 구강회복응용과학지
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• 제38권3호
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• pp.138-149
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• 2022

치과용 세라믹의 파절실험 후 파절이 발생한 원인을 분석하면 세라믹의 임상적용 가능성을 높일 수 있다. 파절원인을 파악하기 위한 파단면분석은 주사전자현미경 등 영상기술의 발달로 점차 널리 적용되고 있는데 이를 정확히 해석하기 위해서는 실험조건 설정이 중요하다. 파절시편이 오염되지 않도록 보관하고 세척하며, 관찰을 위해 금속 전처리가 필요하다. 파절은 양상에 따라 주로 금속에서 관찰되는 보조개모양 파절, 열개, 분리파손 및 세라믹에서 관찰되는 피로파절과 조가비 모양 파절이 있다. 세라믹의 주된 파절원인인 피로파절을 실험실에서 재현하기 위해 느린 균열성장을 관찰할 수 있는 동적 하중이 필수적이며 하중조건과 하중횟수 등을 적절히 설정해야 한다. 세라믹의 파단면에서 나타나는 대표적인 특징은 해클이며 다양한 해클의 형태를 잘 관찰하여 세라믹 파절의 원인과 과정을 분석할 수 있도록 하는 것이 필요하다. 파단면분석은 치과용 세라믹의 파절을 심층적으로 파악할 수 있는 유용한 방법이므로 정확한 실험과정을 따르고 결과해석에 유의해야 한다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권1호
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• pp.44-49
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• 2022

In this paper, we investigated current (I)- and voltage (V)-sweeping properties in a double-stack structure, Ge₂Sb₂Te₅/Ti/W-doped Ge₈Sb₂Te₁₁, a candidate medium for applications to multilevel phase-change memory. 200-nm-thick and W-doped Ge₂Sb₂Te₅ and W-doped Ge₈Sb₂Te₁₁ films were deposited on p-type Si(100) substrate using magnetron sputtering system, and the sheet resistance was measured using 4 point-probe method. The sheet resistance of amorphous-phase W-doped Ge₈Sb₂Te₁₁ film was about 1 order larger than that of Ge₂Sb₂Te₅ film. The I- and V-sweeping properties were measured using sourcemeter, pulse generator, and digital multimeter. The speed of amorphous-to-multilevel crystallization was evaluated from a graph of resistance vs. pulse duration (t) at a fixed applied voltage (12 V). All the double-stack cells exhibited a two-step phase change process with the multilevel memory states of high-middle-low resistance (HR-MR-LR). In particular, the stable MR state is required to guarantee the reliability of the multilevel phase-change memory. For the Ge₂Sb₂Te₅ (150 nm)/Ti (20 nm)/W-Ge₈Sb₂Te₁₁ (50 nm), the phase transformations of HR→MR and MR→LR were observed at t<30ns and t<65ns, respectively. We believe that a high speed and stable multilevel phase-change memory can be optimized by the double-stack structure of proper Ge-Sb-Te films separated by a barrier metal (Ti).

• 한국결정성장학회지
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• 제33권1호
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• pp.22-30
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• 2023

현재 주얼리 산업에서 신제품 개발은 대부분 3D 캐드와 3D 프린팅을 활용하고 있다. 이러한 상황에 전문대, 내일 배움 카드(국비), 과정평가형 자격 교육의 주얼리 3D CAD/3D 프린팅 관련 교과는 국가직무능력표준(NCS) 3D CAD 모델링과 3D 프린팅 능력단위에서 제시하는 훈련장비, 훈련시간, 훈련시설, 실습재료 기준에 기반하여 실시하고 있다. 본 연구는 국가직무능력표준(NCS)에서 제시한 귀금속 가공과 보석디자인 세 분류의 3D CAD 모델링과 3D프린팅 관련 능력단위 훈련기준이나 수행내용을 분석하여 이에 기반한 3D CAD/3D 프린팅 교육과정과 제반환경 등 교육과정 시스템 개발을 연구하였다. 이러한 3D CAD/3D 프린팅 교육과정과 시스템을 활용한 교육은 주얼리 산업뿐만 아니라 4차 산업의 한 축으로 불리는 3D CAD/3D 프린팅 제조 산업 분야 전반에 지속적으로 실무 능력을 갖춘 전문 인재를 공급할 수 있게 할 것이며 관련 교육을 받는 교육생들의 취업의 질적 향상과 취업 후 장기근속율 또한 높이는 긍정적 교육 효과를 가져올 수 있을 것이다. 또한 이러한 실적은 최근 신입생 모집이 어려운 주얼리 관련 학과나 3D프린터를 활용하는 제조 관련 일부 학과의 신입생 모집률 향상에도 도움이 될 수 있을 것이다.

• 전기화학회지
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• 제25권4호
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• pp.174-183
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• 2022

높은 에너지 밀도와 고순도 수소 생산의 측면에서 고분자 전해질 연료전지와 수전해가 주목받고 있다. 고분자 전해질 연료전지 및 수전해를 위한 촉매층은 귀금속 계열의 전기 촉매와 이오노머 바인더로 구성되어 있는 다공성 전극이다. 이 중 이오노머 바인더는 촉매층 내 이온 전도를 위한 3차원 네트워크 형성과 전극 반응에 필요한 또는 생성되는 물질들의 이동을 위한 기공 형성에 중요한 역할을 수행한다. 상용 과불소계 이오노머의 활용 측면에서 이오노머의 함량, 이오노머의 물성, 그리고 이를 분산시킬 분산 매체에 촉매층의 성능 및 내구성이 크게 달라진다. 현재까지 고분자 전해질 연료전지용 촉매층을 위한 이오노머의 활용 방법은 많은 연구가 진행되어왔으나 고분자 전해질 수전해 적용 방면에서는 촉매층 연구가 다소 미비한 실정이다. 본 총설에서는 현재까지 보고된 연료전지 측면에서의 이오노머 바인더 활용 연구결과를 요약하였으며, 수소 경제 시대의 가속화를 위해서 고분자 전해질 수전해 핵심요소 중 하나인 촉매층용 이오노머 바인더에 관한 연구에 유용한 정보를 제공하고자 한다.

• 공업화학
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• 제34권6호
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• pp.612-618
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• 2023

현대 사회는 일상생활 중 80% 이상을 실내에서 생활하고, 생활수준의 향상으로 실내오염물질 노출에 대한 유의가 필요하다. 본 연구에서는 실내오염물질 중 하나인 포름알데히드(HCHO)를 별도의 빛 또는 열 없이 상온에서 제거할 수 있는 액상환원법 기반 Pt/TiO₂ 촉매의 성능 및 반응 특성을 조사하였다. 활성실험을 통해, 동일한 방법으로 제조된 촉매라도 TiO₂ 종류에 따라 약 40~80%의 서로 다른 활성을 나타냄을 확인하였다. XRD, BET, XPS 분석을 통해 지지체의 입사 사이즈, 결정구조, 비표면적 및 O/Ti molar ratio를 조사하였고, 지지체 자체의 물성과 성능 간 상관성은 미미함을 확인하였다. HCHO 산화 반응 경로를 조사하기 위해 일산화탄소를 활용한 In situ DRIFT 분석과 H₂-TPR을 수행하였다. 그 결과, 촉매의 성능이 활성금속의 산화상태 및 흡착종의 흡탈착 특성에 지배받음을 확인할 수 있었다.

• 대한화장품학회지
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• 제50권1호
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• pp.77-84
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• 2024

사용 연령이 만 4 세 이상부터 표시된 어린이 화장품세트 4 건을 온라인으로 구매하였으며 각 구성품 81 건을 대상으로 납, 카드뮴, 비소, 안티몬, 니켈, 코발트, 구리, 크롬 및 수은의 함량을 inductive coupled plasma-mass spectrometry (ICP - MS)로 분석하였다. 어린이 화장품의 중금속 평균값은 납 0.82 ㎍/g, 카드뮴 0.03 ㎍/g, 비소 0.97 ㎍/g, 안티몬 0.52 ㎍/g, 니켈 2.32 ㎍/g, 수은 0.01 ㎍/g으로 모든 제품에서 허용 기준보다 낮았다. 국산과 수입산의 비교 결과, 국산보다는 수입산에서 납, 안티몬, 코발트, 구리의 평균값이 높게 검출되었다(p < 0.05). 화장품 유형에 따른 중금속 평균값은 통계적으로 유의한 차이를 보였는데(p < 0.05) 아이새도에서 비소 2.47 ㎍/g, 니켈 6.36 ㎍/g, 크롬 11.06 ㎍/g으로 평균값이 가장 높게 나왔으며, 볼연지에서 납 1.20 ㎍/g, 안티몬 1.17 ㎍/g, 구리 23.60 ㎍/g으로 가장 높게 나왔다. 분석된 81 건의 어린이 화장품에 대한 코발트의 검출 수준은 불검출 ~ 5.23 ㎍/g, 구리는 불검출 ~ 379.61 ㎍/g, 크롬은 불검출 ~ 36.95 ㎍/g이었다. 브라운 색상의 화장품은 니켈과 코발트에서 평균값이 높게 검출되었으며, 퍼플 색상은 납과 크롬에서 높게 검출되었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제34권2호
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• pp.73-77
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• 2024

스피넬계 산화물 중 (Ni_x, Mn_y, Co_3-x-y)O₄(NMC)는 부온도계수 온도센서 소재로 활용되어 전기자동차용 배터리 관리 시스템을 포함한 다양한 산업적 응용이 가능하다. 일반적으로 NMC는 Ni, Mn, Co 화합물 분말을 이용하여 고상반응법을 통해 제조되는데 이 중 소결 공정을 통한 치밀화 과정이 온도센서 소재의 온도에 따른 전기적 특성을 결정하는 중요한 인자로 알려져 있다. 본 연구에서는 NMC 펠렛을 고상반응법을 통해 제조하고 결정구조 및 미세구조를 관찰하였다. 또한, 소결 과정 동안의 치밀화 거동 분석을 위한 활성화 에너지를 도출하였다. 분석 결과에 따르면, NMC 펠렛의 상온 저항은 10.03 Kohm이었으며 센서민 감도인 B-value는 3601.8 K로 다양한 산업군에 온도센서로 적용이 가능할 것으로 기대된다. 또한, 치밀화를 위한 활성화 에너지는 273.3 ± 0.4kJ/mol로 도출되었으며, 이는 소결 과정의 열역학적 특성을 이해하는데 중요한 정보를 제공할 것으로 기대된다.