• 한국재료학회지
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• 제9권7호
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• pp.724-734
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• 1999

본 연구는 플라즈마 용사법에 의해 일반구조용 강재 (SS41, 30$\times$40$\times$60mm$^{t}$ )와 연마제로 블래스팅을 실시한 강재 (SS41P) 및 SS41P에 세라믹 분말을 코팅한 강재 (SS41PC)에 대한 SEM, 표면경도. 표면거칠기. 접촉각을 측정하였으며 이들의 표면형태에 대한 기계적 .물리적 특성을 고찰하였다 사용한 세라믹 용사분말은 \circled1 $Al_2$O$_3$ : alumina \circled2 $Al_2$O$_3$ 95%, TiO$_2$ 5% : alumina titania \circled3 ZrO$_2$: 95%, $Y_2$O$_3$5% : zirconia yttria이었다. 또한 SS41, SS41P. SS41PC에 대해 범용 고분자인 PE, PVC, PP PET, PS를 접착시킨 후 이들의 표면접착특성을 조사하였다. 그 결과 인장전단강도와 박리강도의 특성에서 SS41보다는 SS41P와 SS41PC의 표면상태가 고분자들을 접착시켰을 때 더 우수한 접착강도특성을 나타내었다. 범용 고분자들의 접착강도는 PE > PET > PP > PS > PVC 순이었다. 그리고 세라믹 표면과 고분자의 접착특성은 세라믹 표면의 표면거칠기 정도와 고분자의 세라믹 표면에 대한 anchor 효과의 크기 순으로 증가하였으며, SS41PC와 PE의 접착강도는 분자표면의 규칙성에 기인된 Synergy효과에 의해서 PVC보다 우수하게 나타난 것으로 판정된다

• 한국재료학회지
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• 제23권7호
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• pp.379-384
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• 2013

In order to produce size-controllable Ag nanoparticles and a nanomesh-patterned Si substrate, we introduce a rapid thermal annealing(RTA) method and a metal assisted chemical etching(MCE) process. Ag nanoparticles were self-organized from a thin Ag film on a Si substrate through the RTA process. The mean diameter of the nanoparticles was modulated by changing the thickness of the Ag film. Furthermore, we controlled the surface energy of the Si substrate by changing the Ar or $H_2$ ambient gas during the RTA process, and the modified surface energy was evaluated through water contact angle test. A smaller mean diameter of Ag nanoparticles was obtained under $H_2$ gas at RTA, compared to that under Ar, from the same thickness of Ag thin film. This result was observed by SEM and summarized by statistical analysis. The mechanism of this result was determined by the surface energy change caused by the chemical reaction between the Si substrate and $H_2$. The change of the surface energy affected on uniformity in the MCE process using Ag nanoparticles as catalyst. The nanoparticles formed under ambient Ar, having high surface energy, randomly moved in the lateral direction on the substrate even though the etching solution consisting of 10 % HF and 0.12 % $H_2O_2$ was cooled down to $-20^{\circ}C$ to minimize thermal energy, which could act as the driving force of movement. On the other hand, the nanoparticles thermally treated under ambient $H_2$ had low surface energy as the surface of the Si substrate reacted with $H_2$. That's why the Ag nanoparticles could keep their pattern and vertically etch the Si substrate during MCE.

• 한국재료학회지
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• 제34권1호
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• pp.1-11
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• 2024

This research investigated the preparation of activated carbon derived from Krabok (Irvingia malayana) seed shells to improve the quality of crude glycerol obtained during biodiesel production. The activated carbon was prepared using a dry chemical activation method with NaOH, utilizing an innovative biomass incinerator. The results revealed that the resulting KC/AC-two-step exhibited favorable physicochemical adsorption properties, with a high surface area of 758.72 m²/g and an iodine number of 611.10 mg/g. These values meet the criteria of the industrial product standard for activated carbon No. TIS 900-2004, as specified by the Ministry of Industry in Thailand. Additionally, the adsorption efficiency for methylene blue reached an impressive 99.35 %. This developed activated carbon was then used to improve the quality of crude glycerol obtained from biodiesel production. The experimental results showed that the KC/AC-two-step increased the purity of crude glycerol to 73.61 %. In comparison, commercially available activated carbon (C/AC) resulted in a higher crude glycerol purity of 81.19 %, as analyzed by the GC technique. Additionally, the metal content (Zn, Cu, Fe, Pb, Cd, and Na) in purified glycerol using KC/AC-two-step was below the standards for heavy metals permitted in food and cosmeceuticals by the Food and Drug Administration of Thailand and the European Committee for Food Contact Materials and Articles. As a result, it can be inferred that Krabok seed shells have favorable properties for producing activated carbon suitable as an adsorbent to enhance crude glycerol purity. Furthermore, the improved crude glycerol from this research has potential for various industrial applications.

• 한국철도학회논문집
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• 제10권6호
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• pp.665-669
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• 2007

본 논문은 제동 디스크의 주행 중 온도변화를 측정하고 이에 따른 재료 특성을 확인하여 제동디스크의 신뢰성 확보의 기초 차원에서 연구를 수행하였다. 역차별 제동디스크 온도변화를 측정한 결과, 동일 구간에 대해서도 제동디스크 표면의 온도변화는 평균 및 최고 온도 모두 열차별로 상이한 것을 알 수 있다. 또한 동일구간 동일차량을 이용하여 제동디스크와 라이닝의 조합에 의한 온도변화를 측정한 결과, 규격을 만족하는 표준제품이라 하더라고 사용조합에 따라 표면의 온도 변화가 달라지는 것을 확인했으며, 따라서 제동디스크와 라이닝을 선택할 때는 반드시 이를 고려한 영향을 평가를 수행하여야 한다. 그리고 주행 중 디스크 온도변화 측정 결과를 바탕으로 $100^{\circ}C,\;200^{\circ}C,\;300^{\circ}C$에서 얻은 제동디스크의 열전도도 시험결과는 온도가 증가할수록 약간씩 증가하는 것을 알 수 있으며, 그 변화는 $100^{\circ}C\sim200^{\circ}C$ 사이에 변화가 가장 큰 것으로 나타났다.

• 태양에너지
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• 제17권4호
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• pp.3-11
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• 1997

다결정 실리콘에서 결정입계는 광생성된 반송자들의 재결합 중심으로 작용할 뿐 아니라 전위장벽으로 작용하여 태양전지의 변환효율을 감소시킨다. 결정입계의 영향을 줄이기 위해 열처리, 결정입계에 대한 선택적 식각, 결정입계로 함몰전극을 형성하는 방법, 다양한 전극 구조, 초박막 금속 형성 후 전극형성 등 여러가지 요소들을 조사하였다. 질소 분위기에서 $900^{\circ}C$ 전열처리, $POCl_3$ 확산을 통한 게터링, 후면전계 형성을 위한 Al 처리로 다결정 실리콘의 결함밀도를 감소시켰다. 결정입계에서의 반송자 손실을 감소시키기 위한 기판 처리로 Schimmel 식각액을 사용하였다. 이는 texturing 효과와 함께 결정입계를 선택적으로 $10{\mu}m$ 깊이로 식각하였다. 결점입계를 우선적으로 식각한 후면으로 Al을 확산하여 후면에서의 재결합 손실을 감소시켰다. 전극 핑거(grid finger) 간격이 0.4mm인 세밀한 전극 구조에 결정입계로 $0.4{\mu}m$ 깊이로 함몰전극을 추가로 형성하여 태양전지의 단락 전류 밀도가 개선되었다. 80% 이상의 광투과율을 보인 20nm 두께의 크롬 박막 형성으로 직렬 저항을 감소시켰다. 본 논문은 저가의 고효율, 지상 전력용 태양진지를 위해 결정입계에 대한 연구를 하였다.

• 한국재료학회지
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• 제10권10호
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• pp.703-708
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• 2000

최근에 상용차용 디젤 엔진의 성능 향상을 목적으로 엔진 설계가 급격히 변화되면서 캠 팔로우어(cam follower)와 캠(cam) 사이에 작용하는 접동면 하중의 증가로 접동면에서의 마모가 중요한 문제가 되고 있다. 본 연구에서는 기존의 주절체 및 소결합금 캠 팔로우어에 비해 내마모성이 우수한 세라믹 캠 팔로우어를 개발하였다. 잔류 응력을 완화시켜주는 중간층을 사용하지 않고 질화규소($Si_3N_4$) 팁과 중탄소강을 활성납재를 사용하여 직접 접합후 냉각시키는 과정에서 두 모재의 열팽창계수차에 의한 크라우닝(crowning, R) 이 형성되도록 하였다. 접합에 사용한 중탄소강은 열팽창시 이력(hysteresis) 거동을 나타내었으며, $A_{c1}$ 변태점인 $723^{\circ}C$ 이하에서 접합할 경우 원하는 크라우닝이 형성되었다. 접합온도가 $723^{\circ}C$ 이상이 되면 크라우닝 (R) 값이 온도에 따라 지수함수적으로 증가하였으며 이는 중탄소강의 상변태에 의한 열팽창.수축의 이력 특성으로 설명되어질 수 있었다. 규격에 맞는 크라우닝이 형성되는 최적 접합 온도는 $700~720^{\circ}C$의 범위였다. 질화규소와 중탄소강의 직접 접합방법으로 접합과 동시에 크라우닝을 형성시키고 제어함으로써 난가공재인 세라믹을 곡면 가공하지 않고도 적당한 곡률을 갖는 저가의 세라믹 캠 팔로우어를 제조할 수 있었다.

• 분석과학
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• 제25권6호
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• pp.416-420
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• 2012

재활용 제품의 사용이 증가함에 따라 이에 대한 위해성 평가가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 재활용 제품 중 재활용 고무분말을 이용한 놀이터용 바닥재와 해당 고무분말의 중금속 함량을 비교하였다. 또한 각각의 물질이 경피로 전이되는 양을 확인하여 피부에 흡수되는 중금속 노출 특성을 살펴보았다. 아연의 경우 함량이 높은데 반해 전이량이 0.1 $mg/cm^2$으로 매우 낮았는데 이는 아연은 표면 접촉으로는 잘 묻어나지 않는다는 것을 나타낸다. 그러나 철과 알루미늄의 경우, 함량이 바닥재에서 12 배 높게 나타났고, 전이량이 아연보다 약 5 배 높게 나타났다. 이것은 철과 알루미늄이 바닥재에 사용된 안료에서 기인했다는 것을 말한다. 놀이터 6 개소를 대상으로 피부 흡수에 의한 중금속 노출량을 산정한 결과, Ba의 경우 타 중금속에 비하여 비교적 높게 산정되었다. Zn의 함량이 높음에도 불구하고 Ba의 노출량이 더 높은 것은 Ba의 피부흡수율이 Zn에 비해 약 5 배 높기 때문인 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제28권3호
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• pp.251-257
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• 1995

영국의 2개 화력발전소로부터 석탄연소 폐기물 시료를 17년, 약40년 풍화된 것 그리고 풍화되지 않은 것의 구분으로 각각 채취하였다. 이 시료들과 증류수, 인공 침출수등을 이용, 뱃치 실험을 실시하였다. 통화되지 않은 시료의 증류수를 통한 실험에서는 Ca, Na, K, S, B, Cr, Cu, Li, Ni, Mo 그리고 $Cl^-$ 등 원소가 다량으로 방출되는 것이 관찰되었으며 이는 이들 원소들이 주로 표면에 수반된다는 증거가 된다. Mg, Al, Ba, Si, V, As 그리고 Se등은 이러한 다량방출을 하지 않는바 이들 원소들은 입자 표면보다는 PFA 입자의 유리질에 수반되는 것으로 생각된다. 풍화 PFA시료를 통한 실험에서는 유리질과 같은 상온에서 불안정한 상에 수반되는 용융성원소들이 용액으로 방출됨이 증명되었다. 인공 침출수를 이용한 실험에서는 Fe, Ca, Cr, Cu, Ni, Zn 그리고 Hg등이 제거되는것이 관찰되었으며 이는 용액으로부터 제거되어 고체 PFA의 성분에서 증가하는것을 통하여도 확인된다. 중금속 제거정도는 Meaford>Drax 풍화시료>Drax 신선한 시료의 순이며 이는 풍화의 정도와도 일치한다. 즉 풍화를 많이 받은 시료에서 더 많은 중금속이 제거되는 결과를 보여준다.

• 보존과학회지
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• 제32권3호
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• pp.377-384
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• 2016

철불의 개금 시 표면에 남아 있는 옻칠 제거 방법에는 물리적인 방법과 화학적인 방법을 사용하고 있으나, 표면 손상 및 약품 사용으로 인한 환경오염, 보존과학자의 건강에도 매우 유해하다. 그래서 본 연구에서는 비접촉식이고 친환경적인 Nd:YAG 레이저를 이용하여 옻칠 제거 실험을 실시하였다. 시편은 크기가 $5{\times}5cm$인 철제(Fe 99.9%)시편 표면을 균일하게 연마한 후 생칠을 도포 횟수를 달리하여 각각 $10{\mu}m$, $20{\mu}m$, $30{\mu}m$의 두께 차이로 제작하였다. 본 실험에서 사용된 레이저기기는 Nd:YAG 레이저로, 적외선 영역의 1064 nm(160~800 mJ)와 가시광선 영역인 532nm(50~350 mJ)의 두 가지 파장 모드를 이용하였다. 실험은 레이저 파장 에너지 조사 횟수 등에 따른 시편 표면의 변화를 조사하였다. 레이저 조사 전 후 표면을 실체현미경과 SEM 관찰, 비접촉 표면 조도 측정기, FT-IR 등을 이용하여 옻칠의 제거 및 잔류 여부를 알아보았다. 분석 결과 1064 nm 파장을 이용하여 $1.0J/cm^2$ 밀도에서 표면 손상 없이 $10{\mu}m$, $20{\mu}m$ 두께의 옻칠이 제거됨을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과를 통해 철불 개금 시 잔류하고 있는 옻칠 제거 방법으로 Nd:YAG 레이저가 효율적임을 본 실험을 통해 알 수 있었다. 향후 금속뿐만 아니라 목칠 가구 등 다양한 재질의 연구가 이루어지면 표면 손상 없이 옻칠을 제거 하는데 효과적으로 활용 가능할 것으로 본다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제13권2호
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• pp.43-63
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• 1989

Various kinds of corrosion prevention methods have been developed. It is known that the method of electrochemical protection is more effective and economical than any other method on the large scale metal structures in corrosive solutions. Strong acid solutions such as nitric and sulfuric acid solutions are often used in industries, and the expensive stainless steel is almost exclusively used for the equipment that comes in contact with such acid solutions. However, it is more reasonable that carbon steel is used rather than stainless steel depending upon concentration of those acid solutions from the economical viewpoint. In this study, the typical strong acid solution such as nitric and sulfuric acid solutions are chosen for the experiment and the selected materials of specimen are the stainless steels of SUS 304L and SUS 316L, the carbon steels of SS 41, SM 50 and RA 32, and highly pure lead. Electrochemical protection diagrams can be drawn with data from the external cathodic and anodic polarization curves of SUS 304L, SUS 316L and SM 50 steels in 5-60% nitric acid solutions and from those polarization curves of SS 41, RA 32, SM 50 and SUS 316L steels, and highly pure lead in 2.5-98% sulfuric acid solutions at the slow scanning rate. The data obtained with using the determination method of the optimum cathodic protection potential, the Tafel extrapolation method and the characteristics of anodic polarization curves. The main results obtained from the diagrams are as follows: 1) In nitric acid solution : (1) Corrosion potentials exist in each of those corrosion zones on the stainless steels in the lower concentration than about 12% solutions and on the high tensile strength steels in the lower concentration than about 30% solutions, but the corrosion current (density) in each zone is small on the above mentioned former steels and large on the latter ones. (2) The stainless steels can be self-passivated in the higher concentration than 15% solutions, and the high tensile strength steels gives rise to the same phenomenon in the higher concentration than 35% solutions. (3) The stainless steels in the lower concentration than 60% solutions and the high tensile strength steels in the higher concentration than 35% solutions can be used without protection, but the latter steels must ve protected anodically in the lower conccentration than about 30% solutions. 2) In sufuric acid solution : (1) The carbon steels can be self-passivated in the higher concentration than 45% solutions, and the SUS 316L steel in higher concentration than 75% solutions and the lead in all concentration solutions also gives rise to the same phenomenon. (2) The lead in the lower concentration than 80% solutions and the SUS 316L steel in the higher concentration than 80% solutions can be used without protection. (3) The carbon steels in the higher concentration than 50% solutions also can be used without protecting economically, but the SUS 316L steel in the 20-70% solutions are considerably corrosive without protecting anodically.