• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.12
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• pp.1097-1104
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• 1997

인산형 연료전지(PAFC)용 전해질 매트릭스의 표면 거칠기를 감소시켜 분극저항을 줄이고 작업성을 향상시키기 위해 SiC whisker를 사용하여 일반적인 테이프 캐스팅법으로 제조된 매트릭스의 거친 표면을 평탄화 처리하였다. 구형 입자의 분무공정을 이용하여 표면 평탄화 처리(process l)하는 경우와 롤링을 이용하여 표면 평탄화 처리(process 2)하는 두가지 공정을시도하였으며, 두가지 공정 모두 기공율과 인산 함침도를 유지시키면서, 매트릭스의 표면 거칠기를 감소시키고 기공압, 가소성 및 인장강도를 향상시킬 수 있었다. 위와 같이 제조한 매트릭스로 연료전지를 구성하여 교류 임피던스 분석을 한 결과, 표면 평탄화 처리는 매트릭스 표면의 거칠기를 감소시킴으로써 전극과의 접촉시 계면에서의 분극 저항을 감소시켜 전지성능을 향상시키는 것으로 나타났다. process 2는 표면의 거칠기 감소뿐 아니라 표면에서의 인산함침도가 커서 가장 우수한 전지특성을 나타내었으며, process 1은 매트릭스 표면에 불규칙하게 존재하는 거대 기공을 완전히 제거하고 기공압을 크게 향상시킬 수 있기 때문에 대형의 매트릭스 제조를 가능하게 하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2012.05a
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• pp.211-212
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• 2012

ZnO submicron particles were grown on Au-catalyzed Si substrate by a vapor phase transport (VPT) growth process under different mixture gas ratio at growth temperature of $900^{\circ}C$. The structural and optical properties of the ZnO submicron particles were investigated by field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), X-ray diffraction (XRD), and photoluminescence (PL). The ZnO submicron particles could be clustered with the $O_2/Ar$ mixture gas ratio(%) higher than 10%, and it was mainly determined by the gas ambient. Particularly, when the $O_2/Ar$ mixture gas ratio was 30%, it was observed the ZnO submicron particles with diameters in the range of 125 to 500 nm and the narrowest full width at half maximum (FWHM) of XRD and PL spectra with $0.121^{\circ}$ and 92 meV, respectively. It was found that the structural and optical properties of the ZnO submicron particles were improved with increasing the $O_2/Ar$ mixture gas ratio through the XRD and PL spectra.

• Resources Recycling
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• v.25 no.6
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• pp.73-81
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• 2016

Geopolymers produced from aluminosilicate materials such as metakaolin and coal ash react with alkali activators and show higher fire resistance than portland cement, due to amorphous inorganic polymer. The percentage of thermal shrinkage of geopolymers ranges from less than 0.5 % to about 3 % until $600^{\circ}C$, and reaches about 5 ~ 7 % before melting. In this study, geopolymers paste having Si/Al = 1.5 and being mixed with carbon nanofibers, silicon carbide, pyrex glass, and vermiculite, and ISO sand were studied in order to understand the compressive strength and the effects of thermal shrinkage of geopolymers. The compressive strength of geopolymers mixed by carbon nanofibers, silicon carbide, pyrex glass, or vermiculite was similar in the range from 35 to 40 MPa. The average compressive strength of a geopolymers mixed with 30 wt.% of ISO sand was lowest of 28 MPa. Thermal shrinkage of geopolymers mixed with ISO sand decreased to about 25 % of paste. This is because the aggregate particles expanded on firing and to compensate the shrinkage of paste. The densification of the geopolymer matrix and the increase of porosity by sintering at $900^{\circ}C$ were observed regardless of fillers.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.108.1-108.1
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• 2010

분류층 가스화기는 석탄과 산소(공기) 및 수증기가 반응하여 $1200{\sim}1600^{\circ}C$의 고온, 20~60기압의 고압에서 작동되어 합성가스를 생성하며 합성가스에 포함된 입자 및 황화합물 등을 정제설비를 통하여 정제 후 발전 및 화학원료로 사용한다. 석탄가스화 중 석탄에 포함된 대부분의 회분은 용융슬래그 형태로 가스화기 벽면을 따라 흘러 내려 가스화기 하부의 냉각수조에서 급랭되어 배출된다. 이때 용융슬래그의 원활한 배출을 위해서는 일정범위의 점도를 유지하는 것이 필요하다. 슬래그의 점도는 가스화기 온도 및 Ash의 조성에 따라 크게 변하며 가스화기 설계 및 운전 시 매우 중요한 변수이다. 따라서 최적의 설계 및 운전을 위해서는 Ash의 점도예측이 중요하며, 분류층 가스화기내부에서 Ash 점도 예측을 위한 DooVisco 프로그램을 개발하였다. DooVisco는 가스화기 내부에서 슬래그 용융온도 및 온도별 점도, 가스화기 최소 운전온도 및 석회석 투입 효과 분석뿐만 아니라 석탄의 혼합 사용 시의 특성 예측도 가능하도록 개발되었다. DooVisco는 슬래그 주요 4성분인 SiO2, Al2O3, CaO, FeO 성분에 대한 Phase Diagram을 이용하여 1차적으로 슬래그용융온도(Liquidus Temperature)를 예측하고, 주요 4 성분 외에 Na2O, MgO, K2O, TiO2 등을 고려한 Kalmanovich Model을 이용하여 점도를 예측한다. 최종적으로 슬래그 용융온도와 점도를 활용하여 분류층 가스화기 운전가능 온도범위를 예측한다. 개발된 DooVisco를 활용하여 300MW급 실증 IGCC 플랜트에 사용가능성이 있는 석탄을 대상으로 슬래그의 용융온도 및 점도 등을 예측하였으며 최적 운전을 위한 슬form점도 조절용 Flux인 석회석 투입량 등을 평가하였다. 평가 결과 슬래그 용융온도가 $1700^{\circ}C$ 이상으로 석회석 투입이 필요하다고 판단되었다. 약 가스화기 내부 온도를 $1500^{\circ}C$ 정도에서 원활한 운전을 위해서는 석탄 대비 약 10% 내외의 석회석 투입이 필요할 것으로 평가되었다. DooVisco는 분류층 가스화기 설 계시 가스화기 최적 운전 온도 설정 및 Flux 투입필요성, 종류, 투입량 선정에 활용될 수 있을 뿐만 아니라 플랜트 운전시 석탄의 탄종 적합성 등을 판단하는데 활용될 수 있을 것이라 판단된다.

• Proceedings of the Korea Association of Crystal Growth Conference
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• 1996.06b
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• pp.219-222
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• 1996

수열법은 밀폐용기중에서 10$0^{\circ}C$이상의 가열, 가압된 수용액이 반응에 관여하는 것으로써, 수정, CaCO3, AlPO4, GaPO4 등과 같은 단결정의 육성 뿐만 아니라 균일분산계로부터 균일한 결정성의 미립자 합성에도 폭넓게 이용되고 있다. 세라믹분말의 합성에 있어서, 이 방법은 특히 형상, 입자크기의 제어가 용이할 뿐만 아니라 고상법, 졸-겔법, 공침법에서와 같은 열처리, 분쇄과정이 필요없기 때문에 고순도의 초미립자를 얻을 수 있는 장점이 있다. 근년 미국, 일본에서는 수열법을 이용한 유전, 압전체 등 세라믹분말의 일부가 공업적인 규모로 대량 생산되고 있다. 그러나 이에 대한 국내 기술은 아직 초기단계에 이르고 있는 실정이다. 따라서 본 연구실에서는 수열법에 의한 단결정 육성 (예; 자수정, CaCO3, AlPO4, GaPO4, KTP, Emerald 등), 박막제조 (예; GaP, PbTiO3, BaTiO3 등), 정제 (고령토, 장석, 도석 등), 원석처리 (진주, 인공 emerald, 비취 등) 그리고 각종 세라믹분말의 합성 등과 같은 다양한 기반기술의 축적과 동시에 공업화에 대응한 수열장치를 위하여 반응용기의 대형화, 엄밀한 밀폐방식, 실용적인 수열조건 등을 개발해 오고 있다. 본 발표에서는 현재까지의 연구개발 내용 중에서 결정성 미립자에 관련한 세라믹분말의 합성에 대한 일부의 결과들을 보고한다. 일반적으로 수열장치는 전기로, 반응용기, 온도 및 압력제어계 등을 기본으로 하고 있으며 시판용의 대부분이 교반기가 부착된 수직형 (vertical type)이다. 이와 같은 방식에 있어서는 엄밀한 밀폐가 곤란, 반응온도의 한계성 (25$0^{\circ}C$ 이하), 증진율의 한계성 (소량생산) 등과 같은 점이 있기 때문에 본 연구실에서는 개폐식 전기로내에 엄밀한 밀폐가 가능한 수평식(horizontal type)의 반응용기를 채택한 뒤 이를 회전 또는 시이소(seesaw)식으로 움직일 수 있도록 하여 연속공정화, 온도구배의 자율조절 그리고 보다 저온에서도 인위적인 이온의 확산을 효율적으로 유도할 수 있도록 하였다. 이와 같은 방식은 기존의 방식과 비교하여 반응용기 내에 응집현상과 미반응물이 존재하지 않으며 또한 단분산으로 결정성 미립자를 대량적으로 얻을 수 있는 장점이 있었다. 다음은 이상과 같이 본 연구실에서 자체 개발한 수열장치를 이용하여 PbTiO3, (Pb,La)TiO3Mn, BaTiO3, ZnSiO4:Mn, CaWO4 등과 같은 세라믹분말에 대한 합성 실험의 결과이다. 압전성, 초전성이 우수한 PbTiO3 및 (Pb,La)TiO3:Mn 분말의 수열합성은 PbO, TiO2, La2O3 등의 분말을 출발원료로 하여 합성도도 25$0^{\circ}C$부근의 알카리성 용액중에서 결정성 PbTiO3 및 (Pb,La)TiO3:Mn 미립자를 단상으로 얻었으며 입자의 형상 및 크기는 합성온도와 수열용매의 종류에 의존하였다. 유전체로서 폭넓게 응용되고 있는 BaTiO3 분말은 Ba(OH)2.8H2O, TiO2와 같은 최적의 출발원료를 선택함으로써 15$0^{\circ}C$ 부근의 저온영역에서도 용이하게 합성할 수 있었다. 특히 본 연구에서는 수용성인 Ba(OH)2.8H2O를 사용함으로써 host-guest적인 반응을 유도시키는데 있어 물의 가장 실용적이고 효과적인 수열용매임도 알았다. ZnSiO4:Mn, CaWO4, MgWO4와 같은 형광체 분말은 공업적으로 고상반응 또는 습식법에 의해 얻어지고 있으나 이들 방법에 있어서는 분쇄공정으로 인한 형광특성의 저하와 같은 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 수열법을 이용하여 이들 화합물의 합성을 시도하였으며 그 결과 합성온도 30$0^{\circ}C$ 부근의 알칼리성 용액중에서 수열적으로 얻어짐을 알았다. 여기서의 합성분말을 이용하여 실제 조명램프로 제조한 결과 녹색, 청색 발광용 형광체로서 우수한 형광특성을 나타내었다. 천연에서 소량 산출되고 있는 고가의 (Li,Al)MnO2(OH)2:Co 분말은 도자기의 전사지용 청색안료로써 이용되고 있다. 본 연구실에서는 LiOH.H2O, Al(OH)3, MnO2 등의 분말을 출발원료로 하고 24$0^{\circ}C$ 온도 부근 그리고 물을 수열용매로 하여 천연산에 필적하는 (Li,Al)MnO2(OH)2:Co 분말을 인공적으로 합성하였다.

• Journal of Conservation Science
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• v.22
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• pp.43-60
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• 2008

This study is investigated the characteristics and the comparison on blackware and whiteware at Gilmyeong-ri kilns, located Poncheon-si, Geonggi province at AD 19c using scientific analysis. It is measured by scientific analysis classified as microstructure observation, physical methods which involved chromaticity, specific gravity, absorption ratio and porosity, and chemical analysis of components of body and glaze. As a result, a particle and a pore of body surface appeared differently by the degree of vitrification. In glaze, Blackware have better on good vitrification than whiteware in the microstructure observation. The physical characteristics of chromaticity, specific gravity, absorption ratio and porosity differed according to degree of vitrification rather than porcelain types. In composition, body of blackware have higher ratio of $Fe_2O_3$ and $TiO_2$ than of whiteware. Also glaze of blackware have higher ratio of $Fe_2O_3$ and $TiO_2$, and lower ratio of $SiO_2$ and $Al_2O_3$ than whiteware. Especially, blackware have higher ratio in the composition of CaO and $P_2O_5$ by which ash is used or not.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.51 no.2
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• pp.214-220
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• 2013

Hydrophobic coating on a silicate-based yellow phosphor ($Sr_2SiO_4:Eu^{2+}$) was carried out by using hexamethyldisiloxane (HMDSO) precursor in an atmospheric pressure dielectric barrier discharge plasma reactor, eventually to improve the long-term stability and reliability of the phosphor. The phosphor powder samples were characterized by a scanning electron microscope (SEM), a transmission electron microscope (TEM), a fluorescence spectrophotometer and a contact angle analyzer. After the coating was prepared, the contact angle of the phosphor powder increased to $133.0^{\circ}$ for water and to $140.5^{\circ}$ for glycerol, indicating that a hydrophobic layer was formed on its surface. The phosphor coated with HMDSO exhibited photoluminescence enhancement up to 7.8%. The SEM and TEM images of the phosphor powder revealed that the plasma coating led to a morphological change from grain-like structure to smooth surface with 31~46 nm thick hydrophobic layer. The light emitting diode (3528 1 chip LED) fabricated with the coated phosphor showed a substantial enhancement in the reliability under a special test condition at $85^{\circ}C$ and 85% relative humidity for 1,000 h (85/85 testing). The plasma-mediated method proposed in this work may be applicable to the formation of 3-dimensional coating layer on irregular-shaped phosphor powder, thereby improving the reliability.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.20 no.1 s.51
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• pp.1-6
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• 2007

Hectorite was synthesized by a two-step hydrothermal process from $Mg(OH)_{2}$, water glass (${\sim}30\;wt%\;SiO_{2}$) and Li-compound at $90{\pm}5^{\circ}C$. The product shows excellent dispersion and swelling properties. The mixture of the starting materials was heated in a glass vessel for the first reaction with continuous stirring and the pH of the solution was adjusted to $6{\sim}8$, resulting in the formation of a precursor of hectorite. The excess salt components were washed out from the resulting slurry and then was matured in the glass vessel for the 2nd reaction. Li compound was added during the reaction. After a 10 h retention, the gel of hectorite was formed. The XRD pattern of the synthesized one was coincided with that of natural hectorite and SEM study revealed uniform grains 50 m in diameter. The d001 basal spacing of the product moved from 12 to $17.4\;{\AA}$ after glycolation treatment. The measured value of CEC and the swelling capacity was 90 cmol/kg and $60{\sim}70\;mL/2\;g$, respectively.

• Korean Journal of Heritage: History & Science
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• v.55 no.3
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• pp.120-129
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• 2022

The purpose of this study is to analyze the chemical composition of smalt pigments used in 10 large Buddhist paintings in the Joseon Dynasty using energy dispersive X-ray spectroscopy, and to clarify the material and characteristics by observing morphological characteristics using polarized light microscopy and a scanning electron microscope. Through chemical composition analysis, the smalt of all 10 large Buddhist paintings is judged to be potash glass using SiO₂ as a former and K₂O as a flux. In addition to the components related to cobalt ore used as a colorant, the paintings were found to contain high levels of As₂O₃, BaO, and PbO. The smalt particles did not have specific forms, and were blue in color, with various chromaticity. In some particles, conchoidal fracture, spherical bubbles, and impurities were observed. Through backscattered electron images, it was found that the smalt from paintings produced in the early 18th century AD had a high level of As, but the smalt from paintings produced from the mid-18th century AD onwards exhibited various contrast differences from particle to particle, and there was smalt with high levels of As, Ba, and Pb. Through the above results, the large Buddhist paintings in the Joseon Dynasty are divided into three smalt types. Type A is a type with high As₂O₃, type B is a type with high BaO, and type C is a type with high PbO. Looking at the three types of smalt pigments by the period of production, although some in-between periods were not detected, type A was confirmed to have been used from 1705 to 1808, while type B and type C were shown to have appeared in 1750 and used until 1808. This reveals that only one type of smalt was used until the early 18th century AD, and from the middle of the 18th century AD, several types of smalt were mixed and used in one large Buddhist painting. Studies such as this research are expected to provide insights into the characteristics of the smalt pigments used to produce large Buddhist paintings at the time.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics A
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• v.31A no.7
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• pp.85-94
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• 1994

A high-resolution transmission electron microscopy study of the solid phase crystallization of the amorphous silicon thin films, deposited on SiOS12T at 52$0^{\circ}C$ by low pressure chemical vapor deposition and annealed at 55$0^{\circ}C$ in a dry N$_{2}$ ambient was carried out so that the arrangement of atoms in the crystalline silicon and at the amorphous/crystalline interface of the growing grains could be understood on an atomic level. Results show that circular crystalline silicon nuclei have formed and then the grains grow to an elliptical or dendritic shape. In the interior of all the grains many twins whose{111} coherent boundaries are parallel to the long axes of the grains are observed. From this result, it is concluded that the twins enhance the preferential grain growth in the <112> direction along {111} twin planes. In addition to the twins. many defect such as intrinsic stacking faults, extrinsic stacking faults, and Shockley partial dislocations, which can be formed by the errors in the stacking sequence or by the dissociation of the perfect dislocation are found in the silicon grain. But neither frank partial dislocations which can be formed by the condensation of excess silicon atoms or vacancies and can form stacking fault nor perfect dislocations which can be formed by the plastic deformation are observed. So it is concluded that most defects in the silicon grain are formed by the errors in the stacking sequence during the crystallization process of the amorphous silicon thin films.