• Title/Summary/Keyword: Porosity Content

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구조모델을 이용한 다공성 매질의 유효열전도도 분석 (An Experimental Analysis of Effective Thermal Conductivity of Porous Materials Using Structural Models)

  • 차장환;구민호;김영석
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제15권6호
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    • pp.91-98
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    • 2010
  • The effective thermal conductivity of porous materials is usually determined by porosity, water content, and the conductivity of the matrix. In addition, it is also affected by the internal structure of the materials such as the size, arrangement, and connectivity of the matrix-forming grains. Based on the structural models for multi-phase materials, thermal conductivities of soils and sands measured with varying the water content were analyzed. Thermal conductivities of dry samples were likely to fall in the region between the Maxwell-Eucken model with air as the continuous phase and the matrix as the dispersed phase ($ME_{air}$) and the co-continuous (CC) model. However, water-saturated samples moved down to the region between the $ME_{wat}$ model and the series model. The predictive inconsistency of the structural models for dry and water-saturated samples may be caused by the increase of porosity for water-saturated samples, which leads to decrease of connectivity among the grains of matrix. In cases of variably saturated samples with a uniform grain size, the thermal conductivity showed progressive changes of the structural models from the $ME_{air}$ model to the $ME_{wat}$ model depending on the water content. Especially, an abrupt increase found in 0-20% of the water content, showing transition from the $ME_{air}$ model to the CC model, can be attributed to change of water from the dispersed to continuous phase. On the contrary, the undisturbed soil samples with various sizes of grains showed a gradual increase of conductivity during the transition from the $ME_{air}$ model to the CC model.

부분소결공정에 의한 다공질 탄화규소 세라믹스의 제조 및 특성 (Fabrication of Porous SiC Ceramics by Partial Sintering and their Properties)

  • 김신한;김영욱;윤중열;김해두
    • 한국세라믹학회지
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    • 제41권7호
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    • pp.541-547
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    • 2004
  • 일반적으로 혼합분말의 소결에서 작은 입자에 큰 입자의 첨가는 소결성의 저하를 가져온다. 본 연구에서는 이러한 원리를 이용하여 작은 SiC 입자에 큰 SiC 휘스커 또는 큰 SiC 입자를 첨가하여 소결성을 저하시키고, YAG(Y$_3$A1$_{5}$O$_{12}$)상을 소결 첨가제로 사용함으로서 다공질 SiC 세라믹스를 제조하였다. 제조된 다공질 SiC 세라믹스의 기공율은 큰 입자의 함량과 소결 압력을 제어함으로서 0.3-39% 범위에서 제어할 수 있었다. 기공율은 큰 입자의 함량이 증가함에 따라 증가하였고, SiC 휘스커를 첨가하는 것이 큰 SiC 입자를 첨가하는 것 보다 기공율을 높이는데 효과적이었다. 제조된 다공질 세라믹스에서 기체의 통기성은 기공율이 증가함에 따라 증가하였고, 굽힘강도는 기공율이 증가함에 따라 감소하였다. 기공율이 18% 이상인 다공질 SiC 세라믹스의 경우에 주목할 만한 변형율이 관찰되었다.

Pore Characterization in Cross Section of Yellow Poplar (Liriodendron tulipifera) Wood

  • Jang, Eun-Suk;Kang, Chun-Won;Jang, Sang-Sik
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제47권1호
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    • pp.8-20
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    • 2019
  • This study was conducted to analyze the pore structure of Yellow poplar. Cross-sectional surfaces of heartwood and sapwood of Yellow poplar (Liriodendron tulipifera) were observed by SEM, and the true density of the heartwood, intermediate wood and sapwood were measured by gas pycnometery, while gas permeability and pore size of heartwood, intermediate wood and sapwood were measured by capillary flow porometery. The pores were classified as through pore, blind pore and closed pore. It was determined that the permeability was increased due to the content and size of through pore being increased although the total porosity of specimen showed slight difference from pith to bark. The content of through pore porosity was 33.754 % of heartwood and 47.810 % of sapwood, showed an increasing trend from pith to bark, however, those for the blind pore porosity and closed pore porosity were 27.890 % and 19.492 % for heartwood and 19.447 % and 4.660 % for sapwood, showed a decreasing trend from pith to bark. The max pore size of specimens was increased by about 5 times from $5.927{\mu}m$ to $31.334{\mu}m$, and mean flow pore size was increased by about 315 times from $0.397{\mu}m$ to $12.437{\mu}m$ from pith to bark.

폴리머 스펀지법을 이용한 다공성 수산화아파타이트 지지체 제조 시 MgO 첨가량에 따른 영향 (The Effect of MgO Content on the Preparation of Porous Hydroxyapaite Scaffolds by Polymer Sponge Method)

  • 진형호;민상호;이원기;박홍채;윤석영
    • 한국재료학회지
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    • 제16권11호
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    • pp.715-718
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    • 2006
  • Porous hydroxyapatite (HAp) scaffolds have been prepared by using the slurry including HAp and magnesia based on the replication of polymer sponge substrate. The influence of MgO content in slurry on the pore morphology and size, density, porosity, and mechanical strength of porous HAp scaffolds was investigated. The obtained scaffolds with average pore sizes ranging 150 to 300 mm had open, relatively uniform, and interconnected porous structure regardless of MgO content. As the MgO content increased, the pore network frame of scaffolds became to be relatively stronger, even though the pore size was not much changed. The compressive strength of the scaffolds increased rapidly with the increase of MgO content because of increasing the pore wall thickness and density of the scaffolds. As a result, the porosity, density, and compressive strength of the porous HAp scaffolds prepared by the sponge method were significantly affected by the addition of MgO.

산화에 의한 산림환경변화가 토양의 특성에 미치는 영향 (Effects of Forest Environmental Changes on Soil Characteristics by Forest Fire)

  • 남이;민일식;장관순;박관수;이윤원
    • 한국토양환경학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.61-70
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    • 1998
  • 본 연구는 충남 금산군에 위치한 산화적지에서 산화후 개벌지역과 비개벌지역을 대상으로 산림식생의 존재여부가 산림토양의 이화학적 성질 변화로 인한 수저유능력에 미치는 영향을 파악하기 위해 가비중, 공극율(조공극 및 세공극), 투수성, 통기성 및 유기물 함량을 비교 분석하였다. 주요 측정인자들에 의해 얻어진 결과는 다음과 같다. 산화지역의 비개벌지 및 개벌지에서 토양 통기성과 투수성을 측정한 결과 비개벌지가 개벌지 보다 양호하였으며, 특히 산정보다는 산록부근에서 가장 큰 차이를 보였다. 또한 산화 뒤 2년이 경과된 후 가장 큰 변화가 나타난 부분은 표토 5∼15cm층이었다. 토양공극 분포는 비개벌지가 개벌지 보다 전공극, 조공극, 세공극이 높게 나타났으며, 토심이 증가함에 따라 전공극량과 조공극량은 감소하였다. 토양가비중은 비개벌지가 개벌지 보다 낮게 나타났으며, 토심이 증가할수록 높게 나타났다. 또한 산록>산복>산정 순으로 통기성, 투수성, 전공극 등이 동일하게 나타났다. 유기물함량은 비개벌지가 개벌지 보다 높았으며 토심이 증가할수록 감소하였다. 토심의 증가에 따라 토양가비중은 정의 상관관계를 나타냈고, 전공극량, 조공극, 통기성, 투수성 및 유기물함량은 부의 상관관계를 나타내었다. 산화적지에서 개벌에 따른 산림환경 변화는 토양의 물리성 및 화학성을 악화시키는 것으로 나타났다.

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강원도 고성 산화지역의 토양 이화학성 변화 (Soil Physical and Chemical Properties of Forest-Fired Area in Koseong, Kangwon)

  • 남이;민일식;장인수
    • 한국환경생태학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.38-45
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    • 2000
  • 강원도 고성군 죽왕면과 토성면 일대의 소나무군락을 대상으로 1996년 4월에 발생한 산화에 따른 산림환경변화가 토양의 이화학성에 미치는 영향을 구명하기 위하여 비산화지역(NF) 산화후 비벌채지역(FNC), 산화후 벌채지역(FC) 및 산화후 조림지역(FCP)으로 분류하여 토양의 특성을 분석하였다. 전조사지역의 토성은 사질식양토이었고, 토양의 입경조성을 비교하면 비산화지역은 표토의 모래함량이 심토보다 낮았고, 점토함량은 높았지만 산화지역은 모두 표토의 모래함량이 점토에 비해 높았다. 토양공극 분포 중 전공극량은 지역별로 큰 차이가 없었으나, 조공극량과 투수성은 비산화지역 > 산화후 비벌채지역 > 산화후 조림지역 > 산화후 벌채지역 순이었고, 세공극량과 가비중은 반대의 경향을 나타내었다. 이는 산화에 따른 산림환경변화로 지피식생이 제거되어 토양침식이 가속화되면서 토양 내 수분함유능력의 지표인 토양공극과 투수성에 큰 영향을 주면서 토양물리성을 악화시키고 있는 것으로 판단된다. 토양 pH는 비산화지역과 산화후 비벌채지역이 산화후 벌채지역과 조림지역보다 표토 및 심토 모두 높게 나타났다. 유기물함량 및 전질소함량 변화는 표토와 심토 모두 비산화지역> 산화후 비벌채지역> 산화후 조림지역> 산화후 벌채지역 순이었다. 양이온치환용량 및 치환성 양이온($K^{+}$ , $Na^{+}$ /, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$)함량 변화는 모두 표토가 심토보다 높았으며, 지역별로는 비산화지역> 산화후 비벌채지역> 산화후 조림지역> 산화후 벌채지역 순으로, 이는 산화후 표토층의 침식으로 지력이 악화된 결과로 사료된다.

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거대기공 다공질 탄화규소 세라믹스의 꺾임강도 (Flexural Strength of Macroporous Silicon Carbide Ceramics)

  • 임광영;김영욱;송인혁;배지수
    • 한국세라믹학회지
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    • 제48권5호
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    • pp.360-367
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    • 2011
  • Macroporous silicon carbide (SiC) ceramics were fabricated by powder processing and polymer processing using carbon-filled polysiloxane as a precursor. The effects of the starting SiC polytype, template type, and template content on porosity and flexural strength of macroporous SiC ceramics were investigated. The ${\beta}$-SiC powder as a starting material or a filler led to higher porosity than ${\alpha}$-SiC powder, owing to the impingement of growing ${\alpha}$-SiC grains, which were transformed from ${\beta}$-SiC during sintering. Typical flexural strength of powder-processed macroporous SiC ceramics fabricated from ${\alpha}$-SiC starting powder and polymer microbeads was 127 MPa at 29% porosity. In contrast, that of polymer-processed macroporous SiC ceramics fabricated from carbon-filled polysiloxane, ${\beta}$-SiC fillers, and hollow microspheres was 116MPa at 29% porosity. The combination of ${\alpha}$-SiC starting powder and a fairly large amount (10 wt%) of $Al_2O_3-Y_2O_3$ additives led to macroporous SiC ceramics with excellent flexural strength.

Moisture-dependent Physical Properties of Detarium microcarpum Seeds

  • Aviara, Ndubisi A.;Onaji, Mary E.;Lawal, Abubakar A.
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제40권3호
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    • pp.212-223
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    • 2015
  • Purpose: Physical properties of Detarium microcarpum seeds were investigated as a function of moisture content to explore the possibility of developing bulk handling and processing equipment. Methods: Seed size, surface area, and 1,000-seed weight were determined by measuring the three principal axes, measuring area on a graph paper, and counting and weighing seeds. Particle and bulk densities were determined using liquid displacement and weight in a measuring cylinder, respectively. Porosity was computed from particle and bulk densities. Roundness and sphericity were measured using shadowgraphs. Angle of repose and static and kinetic coefficients of friction were determined using the vertical cylindrical pipe method, an inclined plane, and a kinetic coefficient of friction apparatus. Results: In the moisture range of 8.2%-28.5% (db), the major, intermediate, and the minor axes increased from 2.95 to 3.21 cm, 1.85 to 2.61 cm, and 0.40 to 1.21 cm, respectively. Surface area, 1,000-seed weight, particle density, porosity, and angle of repose increased from 354.62 to $433.19cm^2$, 3.184 to 3.737 kg, 1060 to $1316kg/m^3$, and 30.0% to 53.1%, respectively, whereas bulk density decreased from 647.6 to $617.2kg/m^3$. Angle of repose increased from $13.9^{\circ}$ to $28.4^{\circ}$. Static and kinetic coefficients of friction varied between 0.096 and 0.638 on different structural surfaces. Conclusions: Arithmetic mean, geometric mean, and equivalent sphere effective diameters determined at the same moisture level were significantly different from each other, with the arithmetic mean diameter being greatest. Surface area, 1,000-seed weight, particle density, porosity, and angle of repose all increased linearly with moisture content. Bulk density decreased linearly with moisture content. The coefficients of friction had linear relationships with moisture content. The highest values of static and kinetic coefficients of friction were observed on galvanized steel and hessian fabric, respectively, whereas the lowest values were observed on fiberglass.

다양한 함수비를 가진 화강암의 열전도도 추정을 위한 실험적 모델 (Empirical model to estimate the thermal conductivity of granite with various water contents)

  • 조원진;권상기;이재완
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.135-142
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    • 2010
  • 고준위폐기물처분장의 설계 및 장기 성능평가를 위한 입력 자료를 확보하기 위해, 한국원자력연구원 지하처분연구시설 부지에서 실시된 경사시추에서 얻은 암석 코어를 이용하여 화강암의 열전도도를 측정하였다. 열전도도에 미치는 함수비의 영향을 조사하기 위해 여러 가지 함수비에서 화강암의 열전도도를 측정하였다. 화강암의 광물 조성, 결정구조 및 이방성의 영향을 고려하지 않고, 비교적 측정이 용이한 유효공극률과 함수비를 이용하여 화강암의 열전도도를 예측할 수 있는 간단한 실험적 관계식이 제안되었다. 이 관계식은 지하처분연구시설 부지에서 채취한 유효공극률 2.7% 이하인 화강암의 열전도도를 10% 오차 이내로 예측할 수 있다.

수용액상의 As 제거를 위한 기능성 세라믹 필터 제조 (Functional Ceramic Filter Fabrication for As Removal in Aqueous Solutions)

  • 조강희;최낙철;김성배;박천영
    • 한국광물학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.173-178
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    • 2017
  • 본 연구는 알루미나 기반의 기능성 세라믹 필터의 물리적 특성(강도와 기공률)에 대하여 소결온도와 영가철(ZVI) 함량의 영향을 파악하는 것이다. 기능성 세라믹 필터의 제조공정은 다양한 소결온도($1150^{\circ}C$, $1250^{\circ}C$)와 ZVI 함량(10, 20, 30, 50%)조건에서 수행하였다. 소결온도와 ZVI 함량의 증가됨에 따라 기능성 세라믹 필터의 강도는 증가하였지만 기공률은 감소하였다. 기능성 세라믹 필터의 강도와 기공률은 50%의 ZVI 함량과 $1250^{\circ}C$의 조건에서 각각 99.01 MPa과 34.5%로 나타났다.