• 제목/요약/키워드: Metal powder

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Studies on the Production of Artificial Zeolite from Coal Fly Ash and Its Utilization in Agro-Environment

  • Lee, Deog-Bae;Henmi, Teruo;Lee, Kyung-Bo;Kim, Jae-Duk
    • 한국환경농학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.401-418
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    • 2000
  • 1. Production of the artificial zeolite from coal ash Coal fly ash is mainly composed of several oxides including $SiO_2$ and $Al_2O_3$ derived from inorganic compounds remained after burning. As minor components, $Fe_2O_3$ and oxides of Mg, Ca, P, Ti (trace) are also contained in the ash. These components are presented as glass form resulting from fusion in the process of the combustion of coal. In other word, coal ash may refer to a kind of aluminosilicate glass that is known to easily change to zeolite-like materials by hydrothermal reaction. Lots of hot seawater is disposing near thermal power plants after cooling turbine generator periodically. Using seawater in the hydrothermal reaction caused to produce low price artificial zeolite by reduction of sodium hydroxide consumption, heating energy and water cost. As coal ash were reacted hydrothermally, peaks of quartz and mullite in the ash were weakened and disappeared, and new Na-Pl peaks were appeared strengthily. Si-O-Si bonding of the bituminous coal ash was changed to Si-O-Al (and $Fe^{3+}$) bonding by the reaction. Therefore the produced Na-Pl type zeolite had high CEC of 276.7 $cmol^+{\cdot}kg^{-1}$ and well developed molecular sieve structure with low concentration of heavy metals. 2. Utilization of the artificial zeolite in agro-environment The artificial zeolite(1g) could remove 123.5 mg of zinc, 164.7 mg copper, 184.4 mg cadmium and 350.6 mg lead in the synthetic wastewater. The removability is higher 2.8 times in zinc, 3.3 times in copper, 4.7 times in cadmium and 4.8 times in lead than natural zeolite and charcoal powder. When the heavy metals were treated at the ratio of 150 $kg{\cdot}ha^{-1}$ to the rice plant, various growth inhibition were observed; brownish discoloration and death of leaf sheath, growth inhibition in culm length, number of panicles and grains, grain ripening and rice yield. But these growth inhibition was greatly alleviated by the application of artificial zeolite, therefore, rice yield increased $1.1{\sim}3.2$ times according to the metal kind. In addition, the concentration of heavy metals in the brown rice also lowered by $27{\sim}75%$. Artificial Granular Zeolites (AGZ) was developed for the purification of wastewater. Canon exchange capacity was 126.8 $cmol^+{\cdot}kg^{-1}$. AGZ had Na-Pl peaks mainly with some minor $C_3S$ peaks in X-ray diffractogram. In addition, AGZs had various pore structure that may be adhere the suspended solid and offer microbiological niche to decompose organic pollutants. AGZ could remove ammonium, orthophosphate and heavy metals simultaneously. Mixing ratio of artificial zeolite in AGZs was related positively with removal efficiency of $NH_4\;^+$ and negatively with that of $PO_4\;^{3-}$. Root growth of rice seedling was inhibited severely in the mine wastewater because of strong acidity and high concentration of heavy metals. As AGZ(1 kg) stayed in the wastewater(100L) for 4days, water quality turned into safely for agricultural usage and rice seedlings grew normally.

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표면처리된 AlPO4에 대한 납 이온의 흡착 거동 분석 (Analysis of adsorption behavior of lead ion on to surface modified AlPO4 materials)

  • 김용호;길현석;강광철;최석남;이석우
    • 분석과학
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    • 제24권4호
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    • pp.275-281
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    • 2011
  • 세제 제조시설 폐수의 유기물을 틀로 하여 $Al(OH)_3$$H_3PO_4$의 반응으로 $AlPO_4$-계 물질을 합성하였다. 소성된 $AlPO_4$-계 물질을 APTMS, 석신산 무수물과 반응시켜 표면을 카르복실기로 바꾸었다. 분말 XRD 결과, 특징적인 $AlPO_4$-계 물질의 패턴을 얻었으며, 물질의 형태는 SEM으로 조사하였고, 작용기는 FT-IR 분석으로 확인하였다. 증류수에 분산시킨 고체의 표면 전위 측정 결과, $AlPO_4-NH_2$는 양의 표면 전하를 갖는 반면, $AlPO_4$-COOH는 음의 표면 전하를 갖는 것으로 나타났다. 합성된 $AlPO_4$-계 물질을 이용하여 수용액에서 유해 중금속의 제거 실험을 수행하였다. 납 이온은 표면에 존재하는 카르복실기와 착물을 형성하며 물질에 흡착되었고, 흡착 분배계수는 91.1 mL/g이었다. 결론적으로 본 연구에서 고찰한 $AlPO_4$-계 물질은 수환경에서 유해 중금속 이온의 제거에 활용될 수 있을 것이다.

$LiCoO_2/Li$ 2차전지의 충방전 특성 (Charge-discharge Characteristics of $LiCoO_2/Li$ Rechargeable Cell)

  • 문성인;도칠훈;정의덕;김봉서;박대욱;윤문수;염덕형;정목윤;박천준;윤성규
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1993년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.79-84
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    • 1993
  • This paper describes the development of lithium rechargeable cell. $LiCoO_2$ is recently recognized as a suitable cathode active material of a high voltage, high energy lithium rechargeable batteries because $Li^+$ ion can be electrochemically deintercalated/intercalated from/to $Li_xCoO_2$. The transition metal oxide of $LiCoO_2$ was investigated for using as a cathode active material of 4V class Li rechargeable cell. $LiCoO_2$ cathode was prepared by using a active material of 85 wt%, graphite powder of 12 wt% as a conductor and poly-vinylidene fluoride of 3 wt% as a binder. The electrochemical and charge/discharge properties of $LiCoO_2$ were investigated by cyclic voltammetry and galvanostatic charge/discharge. The open circuit voltage of prepared $LiCoO_2$ electrode exhibited approximately. potential range between 3.32V and 3.42V. During the galvanostatic charge/discharge, $LiCoO_2/Li$ cell showed stable cycling behavior at scan rate of 1mV/sec and potential range between 3.6V and 4.2V. Also its coulombic efficiency as function of cycling was 81%~102%. In this study the $LiCoO_2/Li$ cell showed the available discharge capacity of 90.1 mAh/g at current density of $1mA/cm^2$ and cell discharge voltage range between 3.6V~4.2V.

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스마트 웨어러블 지뢰탐지 장치 연구 (A Study on Apparatus of Smart Wearable for Mine Detection)

  • 김치욱;구경완;차재상
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.263-267
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    • 2015
  • 현 지뢰탐지기는 탐지를 실시한 곳과 실시하지 않은 지역을 구분할 수 없고, 많은 인력과 시간이 낭비되는 문제점이 있으며, 사용자가 센서 헤드부를 일정한 속도로 움직이지 않거나, 너무 빨리 움직이는 경우 지뢰를 정확히 탐지하기가 곤란하다. 따라서 단방향 초음파 센싱신호를 통한 지뢰탐지 오류 문제점을 개선하고자, Human Body 안테나부, 메인마이크로프로세서 유닛부, 스마트 안경부, 바디장착형 LCD모니터부, 무선데이터 송수신부, 벨트형 전원공급부, 블랙박스형 카메라부, 보안통신 헤드셋으로 구성하여 전투복을 착용한 상태에서 신체의 머리, 몸통, 팔, 허리, 다리에 탈 부착식으로 장착, Superhigh Frequency RF Beam을 통해 지뢰를 탐지하는 Human Body 안테나부를 적용, 지뢰의 금속 비금속이 아닌, 지상(하)에 매설된 기폭제를 전방위($360^{\circ}$)로 탐지할 수 있고, 지뢰의 거리 위치 형태 재질을 2D 또는 3D 영상으로 스마트 안경 및 신체장착형 LCD모니터부에 실시간 표출시킬 수 있으며, 이로 인해 전투병이 지상(하)에 있는 지뢰를 회피, 신속하게 기동할 수 있다. 아울러 휴대용 배터리와 벨트형 전원공급부의 Twin-Self Supplements of electricity을 통해 별도의 충전 없이 3~7일간 전투를 수행할 수 있으며, 원격지의 전투상황을 원격지 전투지휘서버에서 실시간 모니터링할 수 있고, 전투병 1:1로 전투정보를 공유할 수 있어, 전투현장에 있는 것과 같은 생동감 있게 전투상황을 원격지휘할 수 있는 스마트전투시스템을 구축할 수 있는 Smart Wearable Minefield Detection System을 제안하고자 한다.

인회석 및 생선뼈를 이용한 일광광산 AMD 처리 현장실험 (Field Experiment on AMD Treatment Using Apatite and Fish Bone at the Ilkwang Mine)

  • 최정찬
    • 자원환경지질
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    • 제38권5호
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    • pp.563-570
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    • 2005
  • 본 연구의 목적은 일광폐동광산에서 유출되는 산성광산배수(AMD)내의 중금속에 대한 천연물질인 인회석 및 생선뼈의 현장에서의 제거효율을 평가하고 실내실험 견과와 비교하는 것이다. 현장실험 기간은 약 한 달이었으며 유속은 2.53-12.8 l/min 이었다. 현장실험 결과, 중금속 제거율의 경우 실내실험 결과와 유사하게 As, Fe 및 Pb는 인회석 및 생선뼈와 반응한 물 모두 높은 제거율을 보였으며 그 외 Al, Cd, Cu 및 Zn은 생선뼈와 반응한 물이 인회석과 반응한 물보다 높게 나타났다. 특히, 비소의 경우 실내실험 결과와 마찬가지로 비소의 경우 평균제거율이 $84\%$로 생선뼈의 평균제거율 $75\%$보다 높게 나타났다 인회석/생선뼈 및 AMD와 화학반응에 의해 형성된 인산염 침전물의 경우, 인회석 및 AMD와의 반응생성물은 가루형태이나, 생선뼈 및 AMD의 반응생성물은 슬러지 형태를 나타냈다. 기존 연구결과에 의하면 인회석은 광범위한 pH영역에서 광산배수의 침전제로 사용될 수 있고, 생선뼈는 pH가 낮은 고농도로 오염된 AMD에 사용하는 게 타당하다고 생각된다.

SLS 3D 프린터를 이용하여 제작된 PA2200의 단축 반복 인장하중에 따른 피로 특성에 관한 연구 (A study on the fatigue characteristics of SLS 3D printed PA2200 according to uniaxial cyclic tensile loading)

  • 박준수;정의철;최한솔;김미애;윤언경;김용대;원시태;이성희
    • Design & Manufacturing
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    • 제14권1호
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    • pp.49-55
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    • 2020
  • In this study, the fatigue behavior and fatigue life characteristics of PA2200 specimens fabricated by SLS 3D printer were studied. Fatigue tests were performed according to the standard specification (ASTM E468) and fatigue life curves were obtained. In order to perform the fatigue test, mechanical properties were measured according to the test speed of the simple tensile test, and the self-heating temperature of the specimen according to the test speed was measured using an infrared temperature measuring camera in consideration of heat generation due to plastic deformation. There was no significant difference within the set test speed range and the average self-heating temperature was measured at 38.5 ℃. The mechanical strength at the measured temperature showed a relatively small difference from the mechanical strength at room temperature. Fatigue test conditions were established through the preceding experiments, and the loading conditions below the tensile strength at room temperature 23 ℃ were set as the cyclic load. The maximum number of replicates was less than 100,000 cycles, and the fracture behavior of the specimens with the repeated loads showed the characteristics of Racheting. It was confirmed that SLS 3D printing PA2200 material could be applied to the Basquin's S-N diagram for the fatigue life curve of metal materials. SEM images of the fracture surface was obtained to analyze the relationship between the characteristics of the fracture surface and the number of repetitions until failure. Brittle fracture, crazing fracture, grain melting, and porous fracture surface were observed. It was shown that the larger the area of crazing damage, the longer the number of repetitions until fracture.

Aspergillus sp. PS-104의 분생포자 생활력에 미치는 첨가제 효과 (Effect of Additives on the Conidial Viability of Aspergillus sp. PS-104)

  • 강선철;김은량
    • 한국환경농학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.77-84
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    • 2007
  • 포자의 장기보존 풍 생활력 유지를 위하여 계면활성제(Tween 80, SDS, Triton X-100) 및 2가 금속이온 $Ca^{2+}$, $Fe^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Zn^{2+}$ 및 3가 금속이온 $Mo^{3+}$을 각각 0, 0.001, 0.01, 0.1, 1.0%(v/v) 농도로 첨가하여 생활력에 미치는 영향을 조사하였다. 또한 각종 유기물(PEG 200, glycerol, 식용유, 종합 vitamin, 설탕, 당밀)도 각각 0, 0.01, 0.1, 1.0, 5.0%(v/v) 농도로 첨가하여 2주, 4주, 2개월, 4개월, 6개월간 보관하면서 생활력을 검정하였다. 계면활성제 중 Tween 80을 $0.01%\sim1.0%$ 농도로 첨가하여 6개월 저장시 상대생존율이 80%에 이르렀으며, 이에 비해 대조구는 약 50% 수준이었다. 이때 분생포자수는 대조구에 비해서 약 100배 높은 수준이었다. 계면활성제 처리 후 저장기간에 따른 균의 생활력은 Tween $80{\geq}SDS>Triton$ X-100 순으로 감소하였다. 유기물 중에서 1.0% 맥반석, 5.0% glucose 및 설탕을 첨가하였을 때가 장기보존시 우수함을 확인하였으며 6개월 경과시 대조구는 초기에 비해 50%의 상대생존율을 보였으나 1.0% 맥반석 첨가시 상대생존율은 약 80%의 높은 수준을 유지하였다. 각종 금속이온을 0.1% 농도로 처리 후 저장기간에 따른 균의 생활력은 $Cu^{2+}>Ca^{2+}>Mo^{3+}>Zn^{2+}>Fe^{2+}$ 순으로 감소하였다.

글리콜을 용매로 제조한 연고형 불투명 도재의 물성 (Manufacture of paste opaque porcelains using glycols as a solvent and evaluation of their physical properties)

  • 김사학
    • 대한치과기공학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.41-62
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    • 2003
  • In this research, we manufactured the paste opaque porcelains using Propylene Glycol (PG) and Buthylene Glycol (BG) as a solvent, and compared the composition of solvents, the coefficient of thermal expansion, the particle size distribution, the viscosity and bonding strength to metal, and the tone with those of the commercial products(Duceram Plus, Duceram GmbH; VMK 95, Vita Co.; Noritake EX-3, Noritake Co.)used in the clinical field. The results of the research were as follows: 1. The result of solvent analysis indicated that the solvents included in the paste opaque porcelains of the control group were mainly composed of Glycols. 2. From the Coefficient of thermal expansion measurement, we drew out the following results; testing group: $14.0\times10^{-6}/^{\circ}C$, Duceram Plus: $13.9\times10^{-6}/^{\circ}C$, VMK 95: $14.3\times10^{-6}/^{\circ}C$, and Noritake EX-3: $13.3\times10^{-6}/^{\circ}C$. 3. Seen from the result of particle size distribution measurement, the experimental group was similar to the control group in 1$\mu m$ below, but the experimental group marked the highest distribution of 61% in the case of between 1$\mu m$ and 5$\mu m$. Between 5$\mu m$ and 10$\mu m$, they showed relatively similar distribution, and Noritake EX-3 was turned out the highest distribution of 29% in 10$\mu m$ above. 4. From the result of viscosity measurement, Duceram plus showed the highest viscosity throughout all the measurements followed by Noritake Ex-3, experimental group and VMK 95 in decreasing order. 5. The result of bonding strength measurement was EX 35.53 $\beta\acute{A}$, DU 40.88 $\beta\acute{A}$, VM 39.43 $\beta\acute{A}$, and NO 35.39 $\beta\acute{A}$, and no significant difference was found between the experimental group and the control groups(P>0.05). 6. The measurement of the tone indicated that the $L^*$ value of the experimental group was 86.89 0.63 in average, which is higher than the control group in its brightness. In the case of the $a^*$ value, Duceram Plus, VMK 95 and EX-3 showed positive value, whereas the testing group was turned out negative value. In $b^*$ value, Duceram Plus proved the highest. From the results of this research, the paste opaque porcelains using Propylene Glycol (PG) and Buthylene Glycol (BG) as a solvent did not make differences from the commercial products that are actually used in the clinical fields. Therefore, it is possible to utilize Propylene Glycol (PG) and Buthylene Glycol (BG) for the paste opaque porcelains of P.F.M crown. It is also recommended that further researches concerning the compositions and forms of powder, the types of organic solvent components and the ratio of mixture proceeded in order to improve the level of productivity in the future.

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beta-Galactosidase의 고정화 및 응용에 관한 연구 제1보: Aspergillus niger CAD 1의 효소생산 조건 및 효소학적 성질 (Studies on immobilization and application of beta-galactosidase I. Conditions for production and properties of the enzyme from Aspergillus niger CAD 1)

  • 이용규;전순배;최원기;정기철;배석;김관천
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.32-39
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    • 1986
  • 토양에서 분리한 여러가지 곰팡이류 가운데 beta-galactosidase 생성력이 가장 좋은 Aspergillus niger CAD 1을 효소 생산 균주로 선정 하였다. 이 균주의 효소 생산 최적 배양조건은 밀기울에 0.5% 탈지 분유를 첨가한 배지를 $30{\circ}C$에서 72시간 정치배양하는 것이었다. 아세톤으로 침전시킨 조효소(crude enzyme)는 일차로 DEAE-cellulose, 2차로 Sephadex G-100 gel filtration에 의하여 1,387배로 정제되었고 이때의 수율은 6.2%이였다. 정제된 효소의 최적 온도는 $45{\circ}C$ 최적 pH는 4.5이었으며, 기질로서 ONPG와 유당에 대한 Km값은 각각 $3.57{\times}10^3M$$83.3{\times}10^3M$, Vmax값은 각각 33.0 unit/mg protein과 15.38unit/mg protein이었다. 활성화 에너지는 9,900cal/mol이었으며 효소활성 및 안정제로 금속이온을 필요로 하지 않았다. 50ml의 탈지유, 4.8%유당 용액, 유청용액에 효소 5ml(182 unit/ml)를 침가하여 $45^{\circ}C$에서 10시간 반응시켰을 때의 유당 분해율은 각각 65%, 70%, 78%를 나타내었다.

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리튬이온전지용 산화갈륨 (β-Ga2O3) 나노로드 (Nanorods) 음극 활물질의 물리적.전기화학적 특성 (Physical and Electrochemical Properties of Gallium Oxide (β-Ga2O3) Nanorods as an Anode Active Material for Lithium Ion Batteries)

  • 최영진;류호석;조규봉;조권구;류광선;김기원
    • 전기화학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.189-195
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    • 2009
  • 고순도의 $\beta-Ga_{2}O_{3}$ 나노로드(nanorods)가 니켈산화물 나노입자를 촉매로 사용하고 갈륨금속분말을 원료물질로 이용하여 화학기상증착법으로 합성되었다. 전계방출형 주사전자현미경을 이용하여 $\beta-Ga_{2}O_{3}$ 나노로드를 관찰한 결과, 평균직경은 약 160 nm 그리고 평균길이는 $4{\mu}m$였으며 vaporsolid(VS) 성장기구를 통하여 성장되었음을 알 수 있었다. X-선 회절시험과 고분해능 투과전자 현미경을 이용한 결정구조 분석 결과, 합성된 나노로드의 내부는 단사정계 결정구조를 가지는 단결정의 $\beta-Ga_{2}O_{3}$로 이루어져 있고 외벽은 비정질 갈륨옥사이드로 이루어진 코어-셀 구조로 구성되어 있는 것을 확인하였다. 합성된 $\beta-Ga_{2}O_{3}$ 나노로드를 음극 활물질로 사용하여 전극을 제조하고 전기화학적 특성을 분석한 결과, 리튬/$\beta-Ga_{2}O_{3}$ 나노로드 전지는 첫 방전 시 867 mAh/g-$\beta-Ga_{2}O_{3}$의 높은 용량을 나타내었으나 초기 비가역 용량으로 인해 62%의 낮은 충 방전 효율을 나타내었다. 그러나 5 사이클 이후 높은 충 방전 효율을 보이며 30 사이클까지 안정된 사이클 특성을 나타내었다.