• 제목/요약/키워드: Physical·Mechanical property

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초임계 CO2에 의한 셰일 및 사암의 물성변화 및 스웰링에 관한 연구 (Swelling and Mechanical Property Change of Shale and Sandstone in Supercritical CO2)

  • 최채순;송재준
    • 터널과지하공간
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    • 제22권4호
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    • pp.266-275
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    • 2012
  • $CO_2$ 저장에 따른 암반 물성의 변화 분석은 지중저장소 정밀 모니터링을 위해 필수적인 요소로서 이에 대한 다양한 각도의 시험 수행과 모델링이 요구된다. 하지만 국내의 경우는 대부분 모델링 연구에 집중되고 있으며, 수치모델에서 필요로 하는 입력자료 대부분이 문헌에 기반을 둔 가정치를 사용하고 있다. 따라서 본 연구에서는 실험실 규모의 $CO_2$ 주입 환경을 모사하는 기술을 고안하고, 초임계 $CO_2$와 반응하는 저류층 암반의 거동 분석을 위해 암석 시료를 이용한 역학적 물성 변화 위주의 실험실 시험을 실시하였다. 시험 대상은 저류층 내에서 덮개암 및 저장층 역할을 하는 셰일 및 사암으로 하였으며, 층간 결합력이 약해 팽창성이 높은 것으로 보고된 셰일에 대해서는 추가적으로 초임계 $CO_2$에 의한 팽창성을 검토 하고자 하였다. 반응 전 후의 변형 거동과 물성변화 관찰을 위해 파괴 및 비파괴 분석 시험을 실시하였다. 단축압축시험 결과 분석을 위해 균열닫힘, 균열개시, 불안정한 균열 성장 구간을 찾아서 검토하였으며, 선형탄성 구간에서의 탄성계수 및 포아송비를 비교 분석하였다. 그리고 비파괴 시험 중 탄성파 속도 측정 시험을 통하여 초임계 $CO_2$에 의한 암석 내부물성변화를 추정하였다. 실험결과, 초임계 $CO_2$ 및 염수, 물 등 반응 조건이 변화함에 따라 암석의 변형거동 양상은 크게 달랐으며 물성 변화도 관측되었다. 덮개암 역할을 하는 셰일의 경우 사암에 비해 반응조건에 따라 물성이 민감하게 변화하였는데 셰일의 이와 같은 특성은 저류층의 안정성에 영향을 미칠 것으로 판단되었다. 본 연구의 결과는 앞으로 추가 실험을 통해 저류층의 지중저장 능력 및 안정성에 영향을 미치는 주요변수들의 상호관계를 규명하는데 기초적인 자료로 활용될 수 있을 것이다.

타이타늄의 표면개질에 따른 도재 결합 특성 (THE BOND CHARACTERISTICS OF PORCELAIN FUSED BY TITANIUM SURFACE MODIFICATION)

  • 최택휴;박상원;방몽숙;양홍서;박하옥;임현필;오계정;김현승;이광민;이경구
    • 대한치과보철학회지
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    • 제45권2호
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    • pp.169-181
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    • 2007
  • Statement of problem: Titanium is well known as a proper metal for the dental restorations, because it has an excellent biocompatibility, resistance to corrosion, and mechanical property. However, adhesion between titanium and dental porcelains is related to the diffusion of oxygen to the reaction layers formed on cast-titanium surfaces during porcelain firing and those oxidized layers make the adhesion difficult to be formed. Many studies using mechanical, chemical and physical methods to enhance the titanium-ceramic adhesion have been actively performed. Purpose: This study meant to comparatively analyse the adhesion characteristics depending on different titanium surface coatings after coating the casts and wrought titanium surfaces with Au and TiN. Material and method: In this study, the titanium specimens (CP-Ti, Grade 2, Kobe still Co. Japan) were categorized into cast and wrought titanium. The wrought titanium was cast by using the MgO-based investment(Selevest CB, Selec). The cast and wrought titanium were treated with Au coating($ParaOne^{(R)}$., Gold Ion Sputter, Model PS-1200) and TiN coating(ATEC system, Korea) and the ultra low fusing dental porcelain was fused and fired onto the samples. Biaxial flection test was done on the fired samples and the porcelain was separated. The adhesion characteristics of porcelain and titanium after firing and the specimen surfaces before and after the porcelain fracture test were observed with SEM. The atomic percent of Si on all sample surfaces was comparatively analysed by EDS. In addition, the constituents of specimen surface layers after the porcelain fracture and the formed compound were evaluated by X-ray diffraction diagnosis. Result: The results of this study were obtained as follows : 1. The surface characteristics of cast and wrought titanium after surface treatment(Au, TiN, $Al_2O_3$ sandblasting) were similar and each cast and wrought titanium showed similar bonding characteristics. 2. Before and after the biaxial flection test, the highest atomic weight change of Si component was found in $Al_2O_3$ sandblasted wrought titanium(28.6at.% $\rightarrow$ 8.3at.%). On the other hand, the least change was seen in Au-Pd-In alloy(24.5at.% $\rightarrow$ 9.1at.%). 3. Much amount of Si components was uniformly distributed in Au and TiN coated titanium, but less amount of Si's was unevenly dispersed on Al2O3 sandblasting surfaces. 4. In X-ray diffraction diagnosis after porcelain debonding, we could see $Au_2Ti$ compound and TiN coating layers on Au and TiN coated surfaces and $TiO_2$, typical oxide of titanium, on all titanium surfaces. 5. Debonding of porcelain on cast and wrought titanium surface after the biaxial flection is considered as a result of adhesion deterioration between coating layers and titanium surfaces. We found that there are both adhesive failure and cohesive failure at the same time. Conclusion: These results showed that the titanium-ceramic adhesion could be improved by coating cast and wrought titanium surfaces with Au and TiN when making porcelain fused to metal crowns. In order to use porcelain fused to titanium clinically, it is considered that coating technique to enhance the bonding strength between coating kKlayers and titanium surfaces should be developed first.

우리나라 김치의 포장과 저장방법에 관한 연구 (Studies on the Packaging and Preservation of Kimchi)

  • 이양희;양익환
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제13권3호
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    • pp.207-218
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    • 1970
  • 우리나라 김치의 공업적 생산에 이바지 하고저 본 연구에서는 김치의 경제적이고 실용적인 포장방법과 제품의 신선도를 장기간 유지시킬 수 있는 저장방법의 개발을 시도하였다. 1. Panel test의 결과 우리나라 사람들의 식성은 김치의 적정산도가 젖산으로서 0.4%부터 0.75% 사이에 있을 때를 가식범위로 하고 있으며 최적 성숙시기는 0.5%부근임을 알았다. 그런데 냉장이나 방부제 사용의 경우에는 포장 후에도 제품의 성숙이 미약하게나마 계속되므로 이를 감안하여 적정산도 0.45% 정도인 약간 미숙한 시기가 포장적기라 할 수 있다. 저온 가열살균 방법을 이용할 경우는 성숙이 순간적으로 정지되므로 적정산도 0.5%의 시기가 최적 포장적기라 할수 있다. 2. Polyethylene, polypropylene 및 polycello의 3종의 포장 재료중 polyethylene은 대체로 양호한편이나 작업 및 취급 도중 포장의 파열이 빈번하고 김치 냄새의 일산이 심한 것이 단점이며 , polypropylene은 전자 보다는 훨씬 우수하며 포장이 강인 하고 투명도도 좋으나 역시 냄새의 일산이 다소 있었다. polycello는 물리적인 특성면에 있어서는 거의 이상적인 재료이지만 가격이 비싼 것이 단점이었다. 그리고 김치포장시 플라스틱 필름의 두께는 0.08mm가 가장 적당하였다. 3. 냉동방법에 의한 김치 저장은 장기간 제품을 산패없이 보존할 수는 있으나 해동시 배추 조직으로부터의 탈수 현상이 일어나 김치의 texture가 불량하게 되므로 적당한 방법이라 할 수 없었다. 4. 냉장방법은 김치의 신선도를 오랫동안 잘 유지시키는 데에 있어서는 가장 좋은 방법이었다. 냉장온도는 $0^{\circ}C$가 최적이었고 3개월 정도의 저장이 가능하였다. 5. 방부제에 의한 김치의 저장은 대체로 큰 효과를 얻을 수 없었는데 사용한 방부제 중에서는 potassium sorbate가 가장 좋은 결과를 나타내었으며 이에 의한 저장 가능 기간은 $20^{\circ}C$에서 4일 $30^{\circ}C$에서 2일 정도이었다. 6. 저온 가열 살균 방법에 있어서는 제품의 크기 및 두께가 열 침투에 크게 영향을 미쳐 살균정도를 좌우하였다. 얻어진 결과로서는 1.5cm 정도의 포장 두께에서 $65^{\circ}C$, 20분간의 가열 살균이 최적이며 이렇게 처리된 김치는 신선도가 별로 손상되지 않고 실온에서 1개월정도 저장이 가능하였다. 7. 병합처리 방법으로는 방법으로는 방부제와 저온 가열 처리의 복합방법, 방부제와 냉장의 복합방법, 그리고 열처리와 냉장의 복합방법을 실험하였는데 앞의 두 방법은 별로 처리 효과가 없었으나 세번째 방법은 상당히 좋은 효과가 있어 가열처리 후 상온에 저장하였을 때 일어나는 조직의 점진적인 변화가 방지될 뿐더러 냉장만을 적용할때 오는 발효의 진행을 중지시켜 4개월 이상 김치를 신선하게 유지시킬 수 있었다. 이때 가열처리 조건은 $65^{\circ}C$에서 20분간이었으며 냉장온도는 $4^{\circ}C$였다.

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제조방법이 다른 두 종류의 머루즙 첨가가 빵의 이화학적 및 관능적 특성에 미치는 영향 (Preparation and Characterization of Physicochemical and Sensory Properties of Bread Enriched with Two Types of Wild Grape Extract)

  • 이병용;이맑음;오진환;김은초;서정희
    • 한국식품조리과학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.636-648
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    • 2010
  • 강원도 삼척의 특산물인 머루의 활용도를 높이고 아울러 지역을 대표하는 향토식품을 개발하기 위한 일환으로, 본 연구에서는 머루즙을 첨가한 빵의 개발이 가능한지를 검토하였다. 이에 따라, 제조방법이 다른 두 종류의 머루즙(WGJ 머루즙과 WGS 머루즙)을 농도(머루즙 무첨가빵의 수분함량의 5, 10, 15, 20%)를 달리하여 첨가하여 빵을 제조한 후, 이화학적 및 관능적 특성을 머루즙 무첨가 빵과 비교함으로써, 머루의 기능성이 빵의 물성에 부정적 영향 없이 부가될 수 있는지를 평가하였다. 실험에 사용된 2종류의 머루즙은 머루를 고압 하에서 끓인 후 착즙한 머루 100%인 착즙액(wild grape juice, WGJ 머루즙)과 머루와 설탕을 동량으로 하고 100여 일 동안 저장함으로써 삼투압의 원리로 추출한 wild grape sugar mixture (WGS) 머루즙이었다. 본 연구의 결과는 크게 다음과 같이 요약할 수 있다. $\bullet$ WGJ 머루즙 vs. WGS 머루즙. WGJ 머루즙은 WGS 머루즙에 비해 수분, 조단백질, 조회분, 산도가 유의적으로 더 높았으며(p<0.05), 당도와 pH는 유의적으로 더 낮아(p<0.001), 제조방법이 다른 두 종류의 머루즙이 화학적 조성에 있어 차이가 있음을 확인하였다. $\bullet$ 머루즙 무첨가군 vs. 첨가군. 머루즙이 첨가된 반죽은 머루즙 농도에 비례하여 색은 짙어지고 pH는 감소하였다. 이는, 반죽의 색과 pH에 영향을 주는 머루즙 내의 안토시안과 유기산(주석산)에서 기인한 결과로 볼 수 있다. 머루즙 첨가는 빵 반죽의 경도(hardness), 점착성(gumminess), 저작성(chewiness)을 감소시켰고, 복원성(resilience)과 응집성(cohesivenss)은 증가시키는 결과를 보임으로써, 머루즙 첨가에 의해 빵 반죽의 내부적 결합력은 증가되고, 동시에 부드럽고 복원력이 개선된 반죽이 만들어졌음을 시사하였다. 그러나, 반죽의 이러한 물성은 제빵이 완료된 단계까지는 유지되지 않았다. 즉, 머루즙 첨가는 빵의 경도, 점착성, 저작성을 다소 증가시키는 경향을 나타내었으며, 이는 첫째, 제빵 이후 측정된 빵의 굽기 손실이 머루즙 첨가빵이 무첨가빵에 비해 상대적으로 높았다는 사실과 관련 있을 것으로 보인다. 또한 둘째, 머루즙 첨가에 의해 낮아진 pH가 반죽 단계에서는 발효속도 및 가스발생량에 영향을 주어 반죽의 텍스쳐를 개선시켰으나, 빵을 굽는 단계에서는 오히려 전분의 호화 및 팽윤을 일부 방해함으로써 빵의 경도를 증가시킨 것으로 일부 해석될 수 있다. 그러나, 제빵 상태에서 관찰된 이러한 경향은 무첨가빵과 비교할 때 유의적인 수준은 아니었으며, 머루즙 첨가는 오히려 빵의 탄력성(springiness)을 개선시킨 것으로 평가되었다. $\bullet$ WGJ 첨가군 vs. WGS 첨가군. 머루즙의 종류에 따른 반죽 및 제빵 특성을 비교하면, 머루즙 첨가에 의한 빵반죽의 색도 강화 및 pH 감소 경향은 동일 첨가농도에서 WGJ 첨가 반죽이 WGS 첨가 반죽에 비해 더욱 현저하게 나타났다. 이는, WGJ 머루즙이 WGS 머루즙에 비해 순수 머루의 함량이 높았으므로, 이에 따라 반죽의 색과 pH에 영향을 주는 머루즙 내의 안토시안과 주석산의 함량도 WGJ 첨가 반죽에서 상대적으로 더 높았기 때문이다. 머루즙 종류 및 첨가농도 의한 색과 pH의 이러한 변화 경향은 제빵 이후에까지 일관되게 유지되었다. 한편, 제조방법이 다른 두 종류의 머루즙에 의한 차이는 제빵 완료 이후 관능평가에서 비교적 뚜렷이 관찰되었다. 즉 WGJ 머루즙 첨가빵은 머루즙 첨가에 의해 빵의 부드러운 정도(consistency)와 촉촉한 정도(moistness)가 유의적으로 감소되어 무첨가빵에 비해 전반적 기호도(overall acceptability)가 낮게 평가되었으나, WGS 머루즙 첨가빵은 무첨가빵과 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 따라서, 머루즙 종류에 의한 유의적 차이가 관찰된 관능 평가 결과를 고려한다면, WGJ 머루즙보다는 WGS 머루즙의 첨가가 더 바람직할 것으로 보인다. 또한, WGS 머루즙을 5% 첨가했을 때, 빵의 물성 및 관능적 특성이 무첨가빵과 유의적인 차이를 나타내지 않거나 혹은 개선된 현상이 관찰되었으므로, 빵의 품질 및 기호도의 유의적 저하없이 머루즙의 기능성이 제빵에 부가될 수 있을 것으로 사료되었다.