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The Effect of Carbide Precipitation on the High Temperature Deformation of Ni3Al and TiAl

  • Han, Chang-Suk;Kim, Jang-Woo;Kim, Young-Woo
    • 대한금속재료학회지
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    • 제47권3호
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    • pp.147-154
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    • 2009
  • The effect of carbon addition on the microstructures and mechanical properties of $Ni_3Al$ and TiAl intermetallic alloys have been characterized. It is shown that carbon is not only an efficient solid solution strengthener in $Ni_3Al$ and TiAl, it is also an efficient precipitation strengthener by fine dispersion of carbide. Transmission electron microscope investigation has been performed on the particle-dislocation interactions in $Ni_3Al$ and TiAl intermetallics containing various types of fine precipitates. In an $L1_2$-ordered $Ni_3Al$ alloy with 4 mol.% of chromium and 0.2~3.0 mol.% of carbon, fine octahedral precipitates of $M_{23}C_6$ type carbide, which has the cube-cube orientation relationship with the matrix, appear during aging. Typical Orowan loops are formed in $Ni_3Al$ containing fine dispersions of $M_{23}C_6$ particles. In the L10-ordered TiAl containing 0.1~2.0 mol.% carbon, TEM observations revealed that needle-like precipitates, which lie only in one direction parallel to the [001] axis of the $L1_0$ matrix, appear in the matrix and preferentially at dislocations. Selected area electron diffraction (SAED) patterns analyses have shown that the needle-shaped precipitate is $Ti_3AlC$ of perovskite type. The orientation relationship between the $Ti_3AlC$ and the $L1_0$ matrix is found to be $(001)_{Ti3AlC}//(001)_{L10\;matrix}$ and $[010]_{Ti3AlC}//[010]_{L10\;matrix}$. By aging at higher temperatures or for longer period at 1073 K, plate-like precipitates of $Ti_2AlC$ with a hexagonal structure are formed on the {111} planes of the $L1_0$ matrix. The orientation relationship between the $(0001)_{Ti2AlC}//(111)_{L10\;matrix}$ is and $[1120]_{Ti2AlC}//[101]_{L10\;matrix}$. High temperature strength of TiAl increases appreciably by the precipitation of fine carbide. Dislocations bypass the carbide needles at further higher temperatures.

Zn와 Al을 첨가한 LiNi0.85Co0.15O2 양극활물질의 제조 및 전기화학적 특성평가 (Synthesis and Electrochemical Properties of Zn and Al added LiNi0.85Co0.15O2 Cathode Materials)

  • 김수진;서진성;나병기
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제59권1호
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    • pp.42-48
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    • 2021
  • 본 연구에서는 LiNi0.85Co0.15O2의 전기화학적 특성과 열적 안정성을 향상시키기 위하여 LiNi0.85Co0.15O2에 이종원소인 Zn와 Al을 함께 첨가하여 고상법으로 합성하였다. 물질의 결정 구조, 크기 및 표면 상태는 XRD, SEM을 이용하여 분석하였고 전기화학적 특성은 충방전기를 이용하여 CV(cyclic voltammetry), 초기 충·방전 프로파일, 출력 특성, 수명 특성 등을 측정하였다. Al-O의 강한 결합에너지는 양극활물질의 구조적 안정성을 향상시켰으며, Li+와 Ni2+의 양이온 혼합을 막아 전기화학적 특성 또한 향상되었다. Zn의 큰 이온반경은 양극활물질의 격자상수를 증가시켜 단위 셀의 부피가 확장되었다. Zn와 Al을 0.025몰씩 첨가한 물질의 경우, 0.5 C-rate의 전류밀도에서 100 사이클 동안 80%의 용량 유지율을 보여주었으며 이 결과는 NC 양극활물질보다 12% 높은 수치이다. 또한, 5 C-rate에서의 방전용량은 104 mAh/g으로 기존의 NC 양극활물질보다 36 mAh/g 높은 수치를 보였다. Zn과 Al이 0.025몰씩 첨가된 NC 양극활물질은 출력 특성, 수명 특성에서 우수한 특성을 보여주었다.

Phthalate계 환경호르몬 제거를 위한 Lactococcus lactis를 함유한 Chitosan Nanoparticles의 제조 (Fabrication of Chitosan Nanoparticles with Lactococcus lactis for the Removal of Phthalate Endocrine Hormone)

  • 윤희수;강익중
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제59권1호
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    • pp.21-34
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    • 2021
  • 본 연구에서는 Chitosan nanoparticles (CNPs) 와 Lactococcus lactis (L. lac.) 를 흡착제로 사용하여 phthalates의 흡착 실험을 진행하였다. CNPs는 Tripolyphospate (TPP)와의 가교 결합을 통하여 제조되었으며, 제조과정 중에 L. lac.의 도입을 통하여 L. lac.-CNPs를 제조하였다. 모든 흡착제는 Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR)을 사용하여 특성을 측정하여 다양한 작용기의 존재를 확인하였다. Adsorption isotherm 과 adsorption kinetic 을 통하여 CNPs, L. lac. 및 L. lac.-CNPs 의 흡착 거동 및 메커니즘을 확인하였다. 모든 입자에 대하여 DBP 및 DEP 의 흡착 거동은 Langmuir adsorption isotherm model 보다는 Freundlich adsorption isotherm model 에 적합하였으며, 이는 입자의 표면이 이질적 (heterogeneous) 라는 것을 의미한다. 흡착 메커니즘은 Pseudo-1st-order model 보다는 Pseudo-2nd-order model 에 적합하였으며, 이는 DBP 및 DEP 의 흡착이 입자 표면의 다양한 작용기들에 의하여 물리적 흡착보다는 정전기적 인력과 수소 결합 등에 의한 화학적 흡착이 지배적임을 나타낸다. 최종적으로, 쉽고 빠른 방법으로 CNPs 및 L. lac-CNPs 의 제조가 가능하며, 유기성 오염 물질을 효과적으로 제거할 수 있는 저비용의 흡착제로서 사용할 수 있음을 확인하였다.

케이신 포스포펩티드/키토올리고당 나노 복합체의 유식품 적용 연구 (Application of Casein Phosphopeptide/Chitosan Oligosaccharide Nanocomplex to Dairy Foods)

  • 하호경;백윤서;이원재
    • Journal of Dairy Science and Biotechnology
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    • 제39권1호
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    • pp.27-35
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    • 2021
  • 본 연구에서는 CPP와 CSO를 사용하여 제조한 나노 복합체의 유식품 적용성 및 포집된 생리활성물질인 비타민 D의 in vitro release를 평가하였다. 그 결과, CPP/CSO 나노 복합체는 model milk 및 model yogurt 적용 후 12일간의 저장기간 동안 높은 물리적 안정성을 지녀 식품 적용성이 뛰어남을 규명하였다. 또한 제조 공정 요인인 CPP 농도와 pH 조절을 통해 비타민 D를 90% 이상 포집할 수 있었으며, in vitro release 평가를 통해 비타민 D를 위에서 보호하고, 장에서 release 하는 나노 복합체의 특성을 규명하였다. 결론적으로 본 연구에서 제조된 CPP/CSO 나노 복합체는 뛰어난 유식품 적용성을 지닐 뿐만 아니라, 칼슘흡수 증진을 위한 비타민 D를 효과적으로 포집할 수 있으며, 포집된 비타민 D를 소장까지 안전하게 전달할 수 있는 효과적인 나노 전달체로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

하이드로폰을 이용한 산림유역 소류사 유출량 산정 및 현장 적용성 검토 (Evaluation of Field Application and Estimation of Bedload Discharge in the Forest Watershed using the Hydrophone)

  • 서준표;김기대;우충식;이창우;이헌호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권12호
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    • pp.807-818
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    • 2020
  • 본 연구에서는 산림유역의 소류사 유출량을 산정하기 위해 음향센서를 이용한 하이드로폰을 사용하였다. 하이드로폰의 수로실험과 현장실험을 통해 반응 특성을 분석하고 정량적 소류사 유출량을 산정하여 실측된 유출량과 비교·분석하였다. 하이드로폰 반응은 유량 변화에 따라 펄스값이 변하였지만 모래에는 반응하지 않았다. 입자 크기와 무게에 따라서 펄스값이 다르게 나타났는데 크기와 무게에 따라 적합한 반응을 나타내는 특정 채널이 있었다. 또한 무게와 부피 변화에 따른 반응도 적합하게 나타났지만 특히, 무게 추정에 적절한 것으로 분석되었다. 현장에 설치된 하이드로폰에 대해서 자동충격전달 장치를 이용하여 채널별 반응 특성 분석으로 센서의 정상작동 여부 및 채널별 출력값의 적합성을 확인하고 소류사 유출량 산정을 위해 적합한 채널을 선정하였다. 하이드로폰 펄스와 평균유량을 이용하여 소류사 유출량 산정식을 개발하고 개발된 식과 현장에 실측된 유출량과 비교한 결과 전체적으로 실측값과 유사하게 나타났다. 하이드로폰을 산림유역의 소류사 모니터링에 활용한다면 유출되는 소류사량의 무게를 정량적이고 지속적으로 산정하는데 효율적인 것으로 검토되었다. 국내 산림유역에서 음향센서가 내장된 하이드로폰을 이용하여 소류사 등 토사유출 모니터링에 활용성을 검증함으로써 관련 분야의 연구 및 기술개발 증진에 도움이 될 것으로 기대된다.

코로나 바이러스 대유행에 따른 치과 의료 관리 가이드라인 (Guidelines for dental clinic infection prevention during COVID-19 pandemic)

  • 김진
    • 대한치과의료관리학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.1-7
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    • 2020
  • Dental settings have unique characteristics that warrant specific infection control considerations, including (1) prioritizing the most critical dental services and provide care in a way that minimizes harm to patients due to delayed care, or harm to personnel from potential exposure to persons infected with the COVID-19 disease, and (2) proactively communicate to both personnel and patients the need for them to stay at home if sick. For health care, an interim infection prevention and control recommendation (COVID-19) is recommended for patients suspected of having coronavirus or those whose status has been confirmed. SARS-CoV-2, which is the virus that causes COVID-19, is thought to be spread primarily between people who are in close contact with one another (within 6 feet) through respiratory droplets that are produced when an infected person coughs, sneezes, or talks. Airborne transmission from person-to-person over long distances is unlikely. However, COVID-19 is a new disease, and there remain uncertainties about its mode of spreads and the severity of illness it causes. The virus has been shown to persist in aerosols for several hours, and on some surfaces for days under laboratory conditions. COVID-19 may also be spread by people who are asymptomatic. The practice of dentistry involves the use of rotary dental and surgical instruments, such as handpieces or ultrasonic scalers, and air-water syringes. These instruments create a visible spray that can contain particle droplets of water, saliva, blood, microorganisms, and other debris. While KF 94 masks protect the mucous membranes of the mouth and nose from droplet spatter, they do not provide complete protection against the inhalation of airborne infectious agents. If the patient is afebrile (temperature <100.4°F)* and otherwise without symptoms consistent with COVID-19, then dental care may be provided using appropriate engineering and administrative controls, work practices, and infection control considerations. It is necessary to provide supplies for respiratory hygiene and cough etiquette, including alcohol-based hand rub (ABHR) with 60%~95% alcohol, tissues, and no-touch receptacles for disposal, at healthcare facility entrances, waiting rooms, and patient check-ins. There is also the need to install physical barriers (e.g., glass or plastic windows) in reception areas to limit close contact between triage personnel and potentially infectious patients. Ideally, dental treatment should be provided in individual rooms whenever possible, with a spacing of at least 6 feet between the patient chairs. Further, the use of easy-to-clean floor-to-ceiling barriers will enhance the effectiveness of portable HEPA air filtration systems. Before and after all patient contact, contact with potentially infectious material, and before putting on and after removing personal protective equipment, including gloves, hand hygiene after removal is particularly important to remove any pathogens that may have been transferred to the bare hands during the removal process. ABHR with 60~95% alcohol is to be used, or hands should be washed with soap and water for at least 20 s.

Pad-steam 법을 활용한 PTT BCF에 대한 vat 염료의 염색 특성과 내열성 및 내광성 효과 (Thermal and UV Resistance of Polytrimethylene Terephthalate Bulked Continuous Filament (PTT BCF) dyed with Vat Dye via Pad-steam Method and its Dyeing Properties)

  • 이헌
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권12호
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    • pp.23-32
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    • 2020
  • 본 연구는 PTT에 vat 염료의 염색성을 살펴보고, vat 염료로 염색된 PTT의 취화거동 및 퇴색거동을 연구하였다. PTT 소재에 vat 염료의 염착을 개선하기 위하여 pad-steam 법을 응용하였으며, 염색 중에 산 처리 효과를 살펴보았다. 염색 과정에서 산 처리는 vat 염료의 입자 크기를 작게 만들어 소재 내부 침투를 용이하게 하고 염료의 과환원을 방지하여 염색성을 향상시켰다. 여기에 pad-steam 염색법은 일반적인 침염법보다 염료의낯 고착성을 증가시켜 균염을 개선하였다. Vat 염료로 염색된 PTT의 취화와 퇴색거동은 열과 자외선에 일정시간 동안 노출시킨 후 인장강도와 K/S 값으로 분석하였다. 열과 자외선의 온도가 올라갈수록, 또 노출 시간이 증가할수록 시료의 인장강도 저하되었으나, 이러한 취화 속도는 산화방지제와 함께 분산염료로 염색된 시료보다 더 느리게 나타나서 향상된 거동을 보였다. 퇴색거동 역시 vat 염료로 염색된 시료가 자외선흡수제가 포함되고 분산염료로 염색된 시료보다 훨씬 뛰어난 특징을 나타냈다. 결과적으로 vat 염료는 pad-steam 법으로 PTT 소재에 효과적으로 적용시킬 수 있으며, 이때의 내열성과 내광성은 우수하게 나타났다.

부유사 지표로 초음파산란도를 활용한 합류부 3차원 수체혼합 특성 도출 (Characterizing three-dimensional mixing process in river confluence using acoustical backscatter as surrogate of suspended sediment)

  • 손근수;김동수;곽성현;김영도;류시완
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제54권3호
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    • pp.167-179
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    • 2021
  • 하천 합류부는 두 하천이 만나 형성되는 지역으로 합류부 구간의 혼합 매커니즘을 이해하기 위해서는 지류의 다양한 유입조건에 따른 본류와의 수체혼합의 공간적인 패턴을 분석하는 것이 중요하다. 그러나, 대부분의 합류부 연구들은 실측을 통한 현장데이터를 획득하기 어렵기 때문에 수리 및 수질 수치모형을 통한 연구가 주로 수행되어 왔다. 본 연구에서는 지류와 본류의 합류의 혼합 현상을 규명하는 인자로 유속과 수심 등 기본적인 수리학적 인자들 외에 최근 하천 유사측정을 위해 부유사농도의 지표로 연구되고 있는 ADCP의 초음파산란도를 활용하여 합류부에서 상이한 유사특성을 가진 두 수체가 혼합되는 양상을 측정하여 합류부의 혼합 특성을 해석하고자 하였다. 초음파산란도는 부유사와 관련되는 인자로 SonTek ADCP 이동식으로 측정된 초음파산란도(SNR)자료를 빔퍼짐에 대한 보정, 물에 의한 흡수를 고려하여 보정한 후 3차원 혼합거동의 공간적인 분포를 도출하였다. 그리고 측정기간 중 드론(UAV), LISST를 이용하여 합류부의 혼합양상을 모니터링하여 초음파산란도를 이용한 분석결과와 비교하였다. 분석결과, ADCP로부터 제공되는 초음파산란도를 보정한 결과 합류부의 3차원적인 유사 혼합의 공간적 특성을 규명하는 데 적합한 인자라고 할 수 있었고, 상이한 본류와 지류의 유입을 고려하였을 때 다양한 혼합 거동을 분석하는데 지표로 사용이 가능함을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서는 남강과 낙동강의 합류부에 대해 초음파산란도를 활용하여 합류부의 혼합 특성을 분석하였다.

공기흐름 변경으로 임펠러의 수명연장과 전력비 절감을 위한 송풍기 개발을 위한 수치해석 (Numerical Analysis for the Development of a Blower to Extend the Life of the Impeller and Reduce Power Costs by Changing the Air Flow)

  • 김일겸;박우철;손상석;김용남
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권12호
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    • pp.192-199
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    • 2020
  • 본 연구는 요구되는 전압효율이 83% 이상인 풍량 10,000 ㎥/min급의 장수명 송풍기를 개발하기 위하여 송풍기 침식 현상을 조사하고, 수치해석을 통하여 송풍기 성능과 송풍기 침식을 예측하였다. 송풍기 해석에 주로 많이 사용되는 검증된 상용코드인 ANSYS CFX 13.0을 사용하여 수치해석을 수행하였다. 수치해석에 사용된 조건은 풍량 16,200 ㎥/min, 회전수 893 rpm, 온도 330 ℃이다. 분진의 비중은 3.15이고, 입도는 90㎛~212㎛이며, 양은 265kg/min으로 하였다. 송풍기로 유입되는 분진으로 인한 송풍기의 침식현상을 정확히 해석하기 위하여 수직복원계수의 변화에 따른 침식 현상을 실제 침식현상과 비교하였다. Finne 모델을 적용하여 수치해석을 수행한 결과 평형복원계수는 1, 수직복원계수는 0.1인 경우가 실제 침식현상과 유사하게 나타났다. Duct deflector가 침식에 관하여 미치는 영향을 살펴보기 위하여 Duct deflector가 있는 모델과 없는 모델을 비교하여 침식해석을 수행하였다. 수치해석의 결과, Duct deflector를 설치한 경우 Impeller에서 평균 167% 감소하고, Boss에서는 평균 133% 증가하는 경향으로 나타났다. Dust deflector의 길이에 따라 총 5가지 모델을 생성하고, 이에 대하여 침식 수치해석을 수행하였으며, 길이가 가장 긴 Case 5가 침식성능이 가장 우수한 것으로 나타났다. Case 5의 송풍기 성능은 회전수 880 rpm, 풍량 16,200 ㎥/min일 경우, 전압 691.7 mmAq와 전압효율 83.3%로 나타났다.

고무증량재 및 플라스틱 충진재의 대체재로 UC와 CM의 재활용 (Recycle of Unburned Carbon and Microceramics as Alternatives to Rubber Weight-Adding Materials and Polypropylene Filling Agents)

  • 한광수;김둘선;이동근
    • 청정기술
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    • 제27권1호
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    • pp.24-32
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    • 2021
  • 미연 탄소(unburned carbon, UC)는 대두유를 포수제로 사용하여 부유선별공정을 통해 최대 85.8 wt%까지 비산재로부터 성공적으로 회수되었다. CM (ceramic microsphere)은 부유선별공정 다음 공정인 하이드로 사이클론 분리공정으로부터 18 wt%의 수율을 얻을 수 있었고 회수한 UC와 CM을 각각 고무증량재와 플라스틱(polypropylene) 충진재의 대체재로 사용하여 산업재로 활용 가능성을 조사하였다. 입자가 큰 UC는 볼밀을 사용하여 평균입경 10.2 ㎛로 작게 분쇄하였다. 분쇄된 UC를 점토 대신에 고무증량재로 사용하였을 때 인장강도와 신율이 다소 낮게 나와 고무제품의 표준조건을 만족시키지는 못하였다. 따라서 표준조건을 충족시키기 위해 UC는 고무와 보다 긴밀한 결합이 필요하였고, 이를 위한 표면 에너지를 향상시키는 추가적인 처리가 필요하였다. CM은 평균입경이 5 ㎛의 구형입자로 관찰되었으며, 입자의 표면을 페놀수지, 폴리올, 스테아린산, 올레인산으로 개질하였다. 표면 개질된 CM은 PP (polypropylene) 충진재로 사용되었다. 표면 개질된 CM을 사용한 제품은 흐름성은 양호하였으나 결합력 부족으로 충격강도 및 굴곡강도는 향상되지 못하였다. 그러나 표면 개질된 CM에 유기물과 무기물의 대표적 컬플링제인 실란 1 wt%을 추가적으로 혼합함으로써 충격강도 및 굴곡강도가 크게 향상되는 효과를 얻을 수 있었다.