• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.36-41
• /
• 2017

The effects of $MgB_4$ addition on the superconducting properties and the microstructure of in situ processed $MgB_2$ bulk superconductors were studied. $MgB_4$ powder of 1-20 wt.% was mixed with (Mg + 2B) powder and then pressed into pellets. The pellets of (Mg + 2B + $xMgB_4$) were heat-treated at $650^{\circ}C$ for 1 h in flowing argon. The powder X-ray diffraction (XRD) analysis for the heat-treated samples showed that the major formed phase in all samples was $MgB_2$ and the minor phases were $MgB_4$ and MgO. The full width at half maximum (FWHM) values showed that the grain size of $MgB_2$ decreased as the amount of $MgB_4$ addition increased. $MgB_4$ particles included in a $MgB_2$ matrix is considered to suppress the grain growth of $MgB_2$. The onset temperatures ($T_{c,onset}$) of $MgB_2$ with $MgB_4$ addition (0-10 wt.%) was between 37-38 K. The 20 wt.% $MgB_4$ addition slightly reduced the $T_{c,onset}$ of $MgB_2$ to 36.5 K. This result indicates that $MgB_4$ addition did not influence the superconducting transition temperature ($T_c$) of $MgB_2$ significantly. On the other hand, the small additions of 1-5 wt.% $MgB_4$ increased the critical current density ($J_c$) of $MgB_2$. The $J_c$ enhancement by $MgB_4$ addition is attributed not only to the grain size refinement but also to the possible flux pinning of $MgB_4$ particles dispersed in a $MgB_2$ matrix.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제14권4호
• /
• pp.59-77
• /
• 2015

본 연구에서는 매립재료에 대한 새로운 요구를 만족하기 위해 석탄회(bottom ash)와 해안준설토를 혼합한 혼합토를 준설매립지반에 적용하기 위한 연구를 계획하였다. 화력발전소에서 발생되는 석탄회는 크게 비회와 저회로 구분된다. 비회의 경우 입자가 작아 재활용 시 투수계수가 작기 때문에 환경적인 부분에서 문제가 제기되지 않아 연구가 많이 진행되었으나 저회의 경우 입도가 크고 투수계수가 커 재활용 시 환경적인 문제가 제기되어 그동안은 활용이 제한되었다. 하지만 최근에 발표된 연구결과에 따르면 bottom ash를 활용한 지반개량구간에서 추출한 침출수의 수질분석 실험을 실시한 연구결과 중금속 오염수치가 기준치 이내로 나타나 환경적인 문제는 크게 없는 것으로 나타나 향후 bottom ash의 활용이 크게 늘어날 것으로 평가된다. 이러한 bottom ash는 모래의 입도를 가지고 있으며, 그동안은 대부분이 폐기되기 때문에 재료 수급 시 운반비만 고려하면 되며, 대부분의 화력발전소가 해안에 위치하고 있어 배를 이용하여 운반하면 운반비를 줄일 수 있어 경제적인 측면에서도 준설매립에 가장 적당한 재료로 판단된다. 또한 새만금사업 등 해안준설 매립에 대한 수요가 크기 때문에 준설토보다 시공기간과 공사비 절감의 효과를 극대화할 수 있는 혼합토의 연구가 필요한 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 최근 해안매립지반의 새로운 개발 요구에 따라 bottom ash와 카올리나이트를 혼합한 혼합토에 대한 실내 자중압밀실험을 실시, 혼합토의 시료처리과정과 혼합방법에 따른 자중압밀특성에 대해 연구하였으며, 이 연구결과는 향후 대규모 해안 준설매립지반의 적용시 기초자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
• /
• 제45권2호
• /
• pp.71-78
• /
• 2012

일라이트-스멕타이트 혼합층광물(I-S)은 속성작용과 열수변질작용에 의해 생성되는 자생광물로 온도와 칼륨이온 농도가 증가할수록 일라이트가 증가하는 I-S 상으로 전이하기 때문에 에너지 및 광물자원탐사분야에서 지온계와 연대측정계로 널리 활용되고 있다. 일반적으로 I-S 층상구조를 이루고 있는 규산염층의 개수가 한정적이기 때문에 (보통 5 ~ 15개) 팽창도라 부르는 스멕타이트 함량(%S)이 이론치보다 낮게 나타나는 특징이 있다(이를 단범위적층효과라 함). 본 연구에서는 기본입자(I-S 결정자를 물리적으로 분리하였을 때 관찰되는 최소 단위체)가 면대면(face-to-face)으로 쌓여 I-S 층상구조를 이룬다는 기본입자모델을 적용하여 적층정도에 따른 팽창도 차이로부터 단범위적층효과를 정량화하고자 하였다(${\Delta}%S=%S_{Max}-%S_{XRD}$; $%S_{Max}$ = 기본입자가 무한적층을 하였을 때 팽창도, $%S_{XRD}$ = 기본입자가 제한적층을 하였을 때 팽창도로 통상 X-선 회절분석을 이용하여 측정함). 본 연구를 위하여 금성산화산암복합체(경북 의성)에서 산출되는 11개 I-S 시료로부터 1 ${\mu}m$ 이하 입도를 분리하여 $%S_{XRD}$와 평균부합성산란두께(average coherent scattering thickness)를 측정하였으며 이 두 값을 활용하여 평균기본입자두께($N_f$)와 $%S_{Max}$를 유도하였다. 연구결과, 팽창도가 20 $%S_{XRD}$ 지점에서 단범위적층효과가 최대로 발생하는 것을 관찰할 수 있었으며 이는 대략적으로 평균 3개의 규산염층으로 구성된 기본입자($N_f{\approx}3$)가 쌓여 I-S 층상구조를 이루고 있는 경우에 해당하였다. Kang et al.(2002)의 $%S_{XRD}$와 $N_f$ 다어그램을 이용하여 각 질서도(Reichweite)에 대한 $%S_{XRD}$ 범위를 유추해본 결과, 단범위적층효과로 인하여 $%S_{XRD}$값의 범위가 적층확률(junction probability)을 통하여 유도한 이론치보다 더 낮은 쪽으로 이동하는 현상을 관찰할 수 있었다. 또한, I-S 층상구조를 구성하는 기본입자의 두께가 I-S 질서도를 결정하는 주요 인자임을 재확인할 수 있었다.

• 공업화학
• /
• 제16권1호
• /
• pp.45-51
• /
• 2005

Aluminum nitrate 수용액을 원료로 사용하여 $K_2O-Li_2O-Al_2O_3$ 3성분계로부터 $K^+-{\beta}^{{\prime}{\prime}}-Al_2O_3$를 합성하였다. 순수한 $K^+-{\beta}^{{\prime}{\prime}}-Al_2O_3$의 합성을 위하여 원료물질은 $0.84K_2O{\cdot}0.082Li_2O{\cdot}5.2Al_2O_3$의 조성으로 액상상태에서 혼합되었다. 입자크기를 최소화하고 순수한 $K^+-{\beta}^{{\prime}{\prime}}-Al_2O_3$를 합성하는데 있어서 분산첨가제와 용액의 pH의 영향을 조사하였다. 분산첨가제로써 에탄올을 0.0~4.0 M 첨가하였고 용액의 pH는 $NH_4OH$ 수용액과 $HNO_3$를 이용하여 조절하였다. 시료는 pH 1.0에서 7.5까지 0.5 간격으로 수집하였다. 각 시료들은 $1200^{\circ}C$에서 2 h 동안 하소한 후 XRD와 PSA 분석을 하였다. 용액의 pH는 입자크기와 상형성에 모두 중요한 영향을 미친 반면, 에탄올의 첨가는 입자크기에만 영향을 주었다. pH 조절에 $HNO_3$를 사용하였을 경우, $HNO_3$를 사용하지 않았을 때 보다 순수한 $K^+-{\beta}^{{\prime}{\prime}}-Al_2O_3$ 상을 합성하는데 유리함을 알 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제16권3호
• /
• pp.101-105
• /
• 2006

본 연구에서는 planetary milling을 사용하여 Ti 분말과 $Si_3N_4$와의 반응이 일어나도록 하여 nano $TiN_x$을 제조하였다. 이렇게 얻어진 분말은 Ti 분말과 혼합하여 SPS 소결 장치를 이용하여 소결하였으며 이 소결체의 고온에서의 경도변화를 조사하기위해 $850^{\circ}C$에서 열처리하였다. 분말의 물성평가는 X선 회절분석을 통해 결정상의 변화를 분석하였으며, 그 결과 milling 시간이 10시간의 milling에서는 $TiN_{0.26}$과 TiN이 혼재되어 있으며 20시간의 milling에서는 주로 TiN이 생성되는 것으로 확인되었다. 제조된 분말의 표면관찰을 통해서는 milling 시간이 증가할 수로 입자표면에 새로 형성된 반응물 size 분포를 조사하였으며, milling 시간이 길수록 입자표면의 $TiN_x$ 입자의 사이즈가 $10{\sim}20nm$ 정도로 작아지는 것을 알 수 있었다. Ti와 $TiN_x$를 중량비로 50:50로 혼합하여 제조한 소결체의 경도는 마이크로비커스 경도 값으로 $1050kgf/mm^2$ 정도를 나타내었다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제40권1호
• /
• pp.18-23
• /
• 2003

정량의 B$_2$O$_3$/A1/C의 혼합분말을 화학노 대신 고압의 알곤 분위기를 사용하여 SHS 공정으로 B$_4$C-A1$_2$O$_3$ 복합분말을 제조하였다. 2B$_2$O$_3$+4A1+C=B$_4$C-2A1$_2$O$_3$의 반응식에 해당하는 B$_2$O$_3$(-100 메쉬), Al(-200 메쉬), C(-200 메쉬)의 분말을 2시간 건식 볼밀로 혼합한 후, 고온 고압의 SHS 반응기에 넣고 약 10기압의 알곤 분위기에서 점화하여 SHS을 일으켰다. 반응 생성물은 XRD 분석으로 안과 겉이 균일하게 반응이 일어났으며 반응 생성물로 화학노 사용시 동반되는 부산물 AlB$_{12}$C$_2$가 없는 B$_4$C-A1$_2$O$_3$ 복합 분말을 얻었다. 이 복합 분말은 SEM으로 보면 약 0.3~l $mu extrm{m}$ 크기의 결정이 모인 약 60~100$\mu\textrm{m}$ 크기이었다. 그러나 약 15기압을 사용하였을 때는 부분 소결이 일어나 15~25$\mu\textrm{m}$ B$_4$C 분말에 0.1~0.2$\mu\textrm{m}$의 알루미나가 분산되어 있는 고강도의 복합 분말이 생성되었다.

• 디자인학연구
• /
• 제14권3호
• /
• pp.197-210
• /
• 2001

고대로부터 현재에 이르기까지 금속공예에서 주재료로 사용되는 물질들에는 물질 자체가 지니고 있는 상징성과 특수한 의미들이 내재되어 있다. 이러한 상징성과 의미들은 금속공예를 해석하는 기본적인 단초가 되어, 의미소가 된다. 일반적으로, 금속공예에 사용된 물질들은 진귀한 물질들로서 금과 은이 대부분이었고, 여기에 어울리는 보석들이 사용되었다. 그러나, 최근에는 그다지 귀하지 않은 유리, 철, 알루미늄 등 일상의 물질들이 여기에 더하여 사용되는 경우도 있다. 몇몇 작가들은 의도적으로 이러한 물질들을 사용하고 있으며, 그들에 의해서, 이러한 물질들만이 드러낼 수 있는 특수기법이 개발되고 있다. 이러한 기법들 중에는 재료자체의 물질이 지니고 있는 질감이나 물성들이 전혀 다른 물질처럼 보이게 하는 경우도 있다. 다시 말하자면, 원형적인 물질 언어를 교란시켜서 새로운 물질처럼 보이게 하여 표현의 가능성을 확대 하고 있다. 이러한 예로서, 준 쉬와르츠는 주로 전해주조, 박공, 에나멜 산화기법, 녹청 착색 .. 등 매우 다양한 금속공예의 방식을 적용하여 작품을 제작하는 작가이다. 그의 작품은 일반적인 금속과는 달리, 형태가 매우 추상적이며, 다양한 질감이 드러나 있으며, 규모는 조각처럼 스케일이 크고, 표면처리 방식은 대단히 회화적이다. 또한 외형은 대단히 구조적이며, 작가가 개발한 특수한 기법에 의한 터치가 드러나 있다 이러한 터치는 상징성이 짙은 추상표현주의적인 색상과 이질적으로 절충되어 있다. 나아가서, 프리미티비즘의 원생적인 분위기에서부터 중세의 장식적인 일면, 미니멀한 특성과 카오스적인 일면들까지 혼재해 있다. 작품을 구성하는 이러한 요인들은 금속의 고유의 의미와 직/간접적으로 연결되고 있으나, 특수하게 사용된 기법과 기초 물질언어가 혼재해 있어서, 그 원형적인 물질로서의 의미는 교란되어 있다. 이렇게 교란된 물질언어는 시각적인 특수 효과를 이룩하여 일루젼으로 작용한다. 그것은 금속공예의 표현법을 더욱 풍요롭고 무한하게 만드는 요인이 되어 다양한 해석을 가능하게 한다

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제13권9호
• /
• pp.5-16
• /
• 2012

원지반을 절토하여 생성된 토질재료를 입도조절 없이 곧바로 성토재료로 사용하는 경우, 성토의 설계나 밀도관리를 위해 필요한 다짐특성이나 재료정수는 실내시험을 통해 구하는 것이 바람직하며, 이에 대한 연구가 수행되어 왔다. 그러나 선행된 연구는 주로 자연상태에 존재하는 입경이 상이한 혼합재료에 관련된 것으로, 최근 건설재료로 활발히 연구되고 있는 화력발전소 부산물인 석탄회를 활용한 연구는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 쇄석과 화력발전소에서 부산되는 저회를 혼합한 재료의 다짐에 의한 입자파쇄가 재료의 압축특성에 미치는 영향을 규명하기 위하여 다짐시험을 실시하여 기본적인 공학적 성질을 파악하였고, 일차원압축시험을 실시하여 다짐특성과 재료특성에 미치는 각 재료 혼합량의 영향을 파악하였다. 다짐시험 결과, 저회의 최적함수 비는 약 23%로 나타났고, 동일한 다짐에너지 및 함수비로 저회와 쇄석의 혼합비에 따른 다짐시험 결과 저회의 혼합율이 30%를 넘어서면 건조단위중량은 감소되는 경향을 나타내었고, 혼합율이 30%일 때 건조단위중량이 약 $1.81gf/cm^3$로 나타났다. 쇄석과 저회 의 혼합비에 따른 일차원압축시험 결과, 저회 100%의 경우 입자파쇄에 의한 간극비 변화가 가장 크게 나타났고, 쇄석 100%의 경우 가장 작게 나타났다. 쇄석과 저회 혼합재료의 경우, 저회 30%에서 압축지수가 가장 작게 나타나 혼합재료로서 공학적으로 가장 안정한 혼합비로 예상되었다.

• 한국산업보건학회지
• /
• 제24권4호
• /
• pp.484-491
• /
• 2014

Objectives: An image processing program for asbestos fibers analyzing the gradient components and partial linearity was developed in order to accurately segment fibers. The objectives were to increase the accuracy of counting through the formulation of the size and shape of fibers and to guarantee robust fiber detection in noisy backgrounds. Methods: We utilized samples mixed with sand and sepiolite, which has a similar structure to asbestos. Sample concentrations of 0.01%, 0.05%, 0.1%, 0.5%, 1%, 2%, and 3%(w/w) were prepared. The sand used was homogenized after being sieved to less than $180{\mu}m$. Airborne samples were collected on MCE filters by utilizing a personal pump with 2 L/min flow rate for 30 minutes. We used the NIOSH 7400 method for pre-treating and counting the fibers on the filters. The results of the NIOSH 7400 method were compared with those of the image processing program. Results: The performance of the developed algorithm, when compared with the target images acquired by PCM, showed that the detection rate was on average 88.67%. The main causes of non-detection were missing fibers with a low degree of contrast and overlapping of faint and thin fibers. Also, some duplicate countings occurred for fibers with breaks in the middle due to overlapping particles. Conclusions: An image detection algorithm that could increase the accuracy of fiber counting was developed by considering the direction of the edge to extract images of fibers. It showed comparable results to PCM analysis and could be used to count fibers through real-time tracking by modeling a branch point to graph. This algorithm can be utilized to measure the concentrations of asbestos in real-time if a suitable optical design is developed.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
• /
• 한국지하수토양환경학회 2005년도 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON SOIL & GROUNDWATER ENVIRONMENT
• /
• pp.59-61
• /
• 2005

In Korea, hundreds of abandoned and closed coal and metallic mines are present in the steep mountain valleys due to the depression of the mining industry since the late 1980s. From these mines, enormous amounts of coal waste were dumped on the slopes, which causes sedimentation and acid mine drainage (AMD) to be discharged directly into streams causing detrimental effects on soil and water environments. A limestone slurry by-product (lime cake) is produced from the Solvay process in manufacturing soda ash. It has very fine particles, low hydraulic conductivities ($10^{-8}{\sim}10^{-9}cm/sec$), high pH, high EC due to the presence of CaO, MgO and $CaCl_2$ as major components, and traces of heavy metals. Due to these properties, it has potential to be used as a neutralizer for acid-producing materials. A field plot experiment was used to test the application of lime cake for reclaiming coal wastes. Each plot was 20 x 5 m (L x W) in size on a 56% slope. Treatments included a control (waste only), calcite ($CaCO_3$), and lime cake. The lime requirement (LR) for the coal waste to pH 7.0 was determined and treatments consisted of adding 100%, 50%, and 25% of the LR. The lime cake and calcite were also applied in either a layer between the coal waste and topsoil or mixed into the topsoil and coal waste. Each plot was hydroseeded with grasses and planted with trees. In each plot, surface runoff and subsurface water were collected. The lime cake treatments increased the pH of coal waste from 3.5 to 6, and neutralized the pH of the runoff and leachate of the coal waste from 4.3 to 6.7.