• 제목/요약/키워드: Silica-alumina

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알칼리 반응에 의한 알루미나-실리카-산화칼슘계 무기질 자기경화 코팅의 특성 (Properties of Self-hardened Inorganic Coating in the System Alumina-Silica-Calcium Oxide by the Reaction with Alkalies)

  • 전창섭;송태웅
    • 한국세라믹학회지
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    • 제47권5호
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    • pp.381-386
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    • 2010
  • Some basic properties of inorganic coatings hardened by the room temperature reaction with alkalies were examined. The coating paste was prepared from the powders in the system $Al_2O_3-SiO_2$-CaO using blast furnace slag, fly ash and amorphous ceramic fiber after mixing with a solution of sodium hydroxide and water glass. The mineralogical and morphological examinations were performed for the coatings prepared at room temperature and after heating to $1200^{\circ}C$ respectively. The binding force of the coating hardened at room temperature was caused by the formation of fairly dense matrix mainly composed of oyelite-containing amorphous phase formed by the reaction between blast furnace slag and alkali solution. At the temperature, fly ash and ceramic fiber was not reacted but imbedded in the binding phase, giving the fluidity to the paste and reinforcing the coating respectively. During heating up to $1200^{\circ}C$, instead of a break in the coating, anorthite and gehlenite was crystallized out by the reaction among the binding phase and unreacted components in ternary system. The crystallization of these minerals revealed to be a reason that the coating maintains dense morphology after heating. The maintenance of binding force after heat treatment is seemed to be also caused by the formation of welldispersed fiber-like mineral phase which is originated from the shape of the amorphous ceramic fiber used as a raw materials.

열병합 발전소에서 발생한 우드칩 분진에 대한 특성 분석 (Characterization of Wood Chip Ash Generated from a Power Plant)

  • 방정원;김수룡;김영희;김미도;강원석;조계홍;권우택
    • 자원리싸이클링
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    • 제26권1호
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    • pp.11-15
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    • 2017
  • 우드칩 분진 발생량은 우드칩 기반 난방과 에너지 수요가 증가함에 따라 계속적으로 증가할 것으로 기대된다. 따라서 우드칩 분진의 활용에 대한 관심도 증가하고 있다. 이 연구를 통해 우드칩 분진의 재활용을 위한 일안으로 열병합 발전으로부터 발생한 우드칩 분진에 대한 물리적, 화학적 특성을 분석했다. 화학 분석 결과 우드칩 분진의 주된 구성성분은 실리카, 알루미나, 알칼리로 나타났다. 우드칩 분진에 대한 strength activity index 분석과 석탄재와의 비교를 통해 이차 시멘트계 재료로써 재활용 가능성을 확인했다. 90일 동안 경화한 우드칩 분진에 대한 strength activity index 최대값은 78%였으며 이는 시멘트계 재료에 대한 혼합물로써 재활용할 수 있음을 제시하는 결과이다.

슬래그 원료를 사용해서 제조된 유리섬유의 점탄성 특성 (Visco-Elastic Properties of Glass Fiber Manufactured by Slag Material)

  • 이지선;김선욱;라용호;이영진;임태영;황종희;전대우;김진호
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제32권6호
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    • pp.477-482
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    • 2019
  • This study investigated the influence of the viscoelastic property of slag when producing glass fiber, MFS631 with 60% of manganese slag, 30% of steel slag, and 10% of silica stone. To fabricate the MFS631 glass bulk, slag materials were placed in an alumina crucible, melted at $1,550^{\circ}C$ for 2 h, and then annealed at $600^{\circ}C$ for 2 h. It was found that glass is non-crystalline through X-ray diffraction analysis. MFS631 fiber was produced at speed in the range of 100~300 rpm at $1,150^{\circ}C$. The loss modulus (G") and storage modulus (G') of the produced glass fiber were evaluated at high temperatures. G' and G" of MFS631 were greater than $893^{\circ}C$, and the modulus value was 136,860 pa. This is similar to the results of a general E-glass fiber graph. Therefore, it was concluded that its spinnability is similar to that of E-glass fiber; therefore, it can be commercialized.

ZrO2가 코디어라이트-뮬라이트 세라믹스의 기계적 강도 및 내열충격성에 미치는 영향 (Effects of ZrO2 Addition on Mechanical Strength and Thermal Shock Resistance of Cordierite-Mullite Ceramics)

  • 임진현;김시연;여동훈;신효순;정대용
    • 한국재료학회지
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    • 제28권12호
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    • pp.719-724
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    • 2018
  • Cordierite composed of an alumina-silica-magnesia compound has a low coefficient of thermal expansion(CTE) and excellent thermal shock resistance. It also has a low dielectric constant and high electrical insulation. However, due to low mechanical strength, it is limited for use in a ceramic heater. In this study, $ZrO_2$ is added to an 80 wt% cordierite-20 wt% mullite composition, and the effect of $ZrO_2$ addition on the mechanical strength and thermal shock resistance is investigated. With an increasing addition of $ZrO_2$, cordierite-mullite formed $ZrO_2$, $ZrSiO_4$ and spinel phases. With sintering conducted at $1400^{\circ}C$ with the addition of 5 wt% $ZrO_2$ to 80 wt% cordierite-20 wt% mullite, the most dense microstructure forms along with an excellent mechanical strength with a 3-point flexural strength of 238MPa. When this composition is quenched in water at ${\Delta}T=400^{\circ}C$, the 3-point flexural strength is maintained. Moreover, when this composition is cooled from $800^{\circ}C$ to air, the 3-point flexural strength is maintained even after 100 cycles. In addition, the CTE is measured as $3.00{\times}10^{-6}{\cdot}K^{-1}$ at $1000^{\circ}C$. Therefore, 80 wt% cordierite-20 wt% mullite with 5 wt% $ZrO_2$ is considered to be appropriate as material for a ceramic heater.

실리케이트 함침제를 사용한 콘크리트의 내구수명 평가 (Evaluation of Service Life of Silicate Impregnated Concrete)

  • 김혁중;장승엽;윤용식;권성준
    • 한국건축시공학회지
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    • 제18권6호
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    • pp.533-541
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    • 2018
  • 콘크리트의 주요 열화 현상 중 하나인 염해는 철근의 부식을 야기하며 이로 인해 철근콘크리트 구조물에 사용성 및 구조성에 문제가 발생한다. 콘크리트 구조물의 유지관리를 위해 표면 함침제를 콘크리트에 적용시키는 방법은 시공성 및 경제성이 우수하다고 알려져 있다. 본 연구에서는 두 가지 종류의 실리케이트 용액을 사용하여 콘크리트의 표면의 공학적 특성을 개선시킨 후 압축강도와 염화물 확산저항성을 평가하였다. 또한, 기존의 연구와 본 실험결과를 기준으로 대상단면의 내구수명 해석을 실시하였다. 실리케이트 함침 후 콘크리트의 강도 및 염화물 확산 저항성은 크게 증가하였으며 내구수명은 실리케이트 A에서는 159%, 실리케이트 B에서는 304%로 크게 평가되었다.

시멘트 클링커 원료로서 적용한 석탄재의 고온 미세구조 변화 고찰 (A Study on Changes in High-Temperature Microstructure of Coal Ash Applied as Cement Clinker Raw Material)

  • 유동우;임영진;권성구;이석제
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제10권3호
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    • pp.211-218
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    • 2022
  • 석탄재는 시멘트 클링커의 실리카와 알루미나질 공급원으로서 활용이 고려되고 있다. 이러한 석탄재의 시멘트 클링커 소성과정에서 소성온도에 따른 고온 미세구조변화를 검토하여, 시멘트 클링커 소성에서 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 시멘트 클링커의 원료로서 사용된 석탄재는 소성온도 950 ℃부터 입자 표면의 형상변화가 관찰되었으며, 1250 ℃ 이상의 소성온도에서 부터는 석탄재의 형상이 소멸되었다. 석탄재의 Al, Fe 성분은 1350 ℃ 이상의 온도에서는 시멘트 간극상으로 전환되는 되는 것을 확인하였다. 또한, 다량의 석탄재를 원료로 적용한 클링커는 1150~1200 ℃의 소성온도 구간에서 Lime의 함량이 낮고, Belite의 함량이 높게 나타나, 석탄재의 적용으로 초기 소성온도에서 칼슘실리케트 광물의 형성이 더 원활하게 진행되는 것을 확인하였다.

Comparative evaluation of shear bond strength of orthodontic brackets bonded to three-dimensionally-printed and milled materials after surface treatment and artificial aging

  • Ameer Biadsee;Ofir Rosner;Carol Khalil;Vanina Atanasova;Joel Blushtein;Shifra Levartovsky
    • 대한치과교정학회지
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    • 제53권1호
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    • pp.45-53
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    • 2023
  • Objective: This study aimed to evaluate the shear bond strength (SBS) of orthodontic brackets bonded to three-dimensionally (3D)-printed materials after various surface treatments and artificial aging compared with that bonded to computer-aided design/computer-aided manufacturing (CAD-CAM) polymethyl methacrylate (PMMA)-milled materials. Methods: Eighty cylindrical specimens were 3D printed and divided into the following four subgroups (n = 20 each) according to the surface treatment and artificial aging procedure. Group A, sandblasted with 50 ㎛ aluminum oxide particles (SA) and aging; group B, sandblasted with 30 ㎛ silica-coated alumina particles (CO) and aging; group C, SA without aging; and group D, CO without aging. For the control group, 20 CAD-CAM PMMA-milled cylindrical specimens were sandblasted with SA and aged. The SBS was measured using a universal testing machine (0.25 mm/min), examined at ×2.5 magnification for failure mode classification, and statistically analyzed (p = 0.05). Results: The retention obtained with the 3D-printed materials (groups A-D) was higher than that obtained with the PMMA-milled materials (control group). However, no significant difference was found between the study and control groups, except for group C (SA without aging), which showed significantly higher retention than the control group (PMMA-SA and thermocycling) (p = 0.037). Study groups A-D predominantly exhibited a cohesive specimen mode, indicating specimen fracture. Conclusions: Orthodontic brackets bonded to 3D-printed materials exhibit acceptable bonding strengths. However, 3D-printed materials are prone to cohesive failure, which may result in crown fractures.

Geochemistry and Petrogenesis of Pan-african Granitoids in Kaiama, North Central, Nigeria

  • Aliyu Ohiani Umaru;Olugbenga Okunlola;Umaru Adamu Danbatta;Olusegun G. Olisa
    • 자원환경지질
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    • 제56권3호
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    • pp.259-275
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    • 2023
  • Pan African granitoids of Kaiama is comprised of K-feldspar rich granites, porphyritic granites, and granitic gneiss that are intruded by quartz veins and aplitic veins and dykes which trend NE-SW. In order to establish the geochemical signatures, petrogenesis, and tectonic settings of the lithological units, petrological, petrographical, and geochemical studies was carried out. Petrographic analysis reveals that the granitoids are dominantly composed of quartz, plagioclase feldspar, biotite, and k-feldspar with occasional muscovites, sericite, and opaque minerals that constitute very low proportion. Major, trace, and rare earth elements geochemical data reveal that the rocks have moderate to high silica (SiO2=63-79.7%) and alumina (Al2O3=11.85-16.15) contents that correlate with the abundance of quartz, feldspars, and biotite. The rocks are calc-alkaline, peraluminous (ASI=1.0-<1.2), and S-type granitoids sourced by melting of pre-existing metasedimentary or sedimentary rocks containing Al, Na, and K oxides. They plot dominantly in the WPG and VAG fields suggesting emplacement in a post-collisional tectonic setting. On a multi-element variation diagram, the granitoids show depletion in Ba, K, P, Rb, and Ti while enrichment was observed for Th, U, Nd, Pb and Sm. Their rare-earth elements pattern is characterized by moderate fractionation ((La/Yb)N=0.52-38.24) and pronounced negative Eu-anomaly (Eu/Eu*=0.02-1.22) that points to the preservation of plagioclase from the source magma. Generally, the geochemical features of the granitoids show that they were derived by the partial melting of crustal rocks with some input from greywacke and pelitic materials in a typical post-collisional tectonic setting.

금속담지 ZSM-5 촉매를 사용한 에탄올로부터 방향족 화합물 제조에 관한 제올라이트의 금속성분 및 실리카/알루미나 비의 영향 (Effect of Metal Addition and Silica/Alumina Ratio of Zeolite on the Ethanol-to-Aromatics by Using Metal Supported ZSM-5 Catalyst)

  • 김한규;양윤철;정광은;김태완;정순용;김철웅;정성화;이관영
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제51권4호
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    • pp.418-425
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    • 2013
  • 고정층 반응기를 사용하여 상압에서 에탄올로부터 방향족화합물 제조에 관한 ZSM-5 제올라이트의 금속성분 및 실리카/알루미나 비의 영향을 고찰하였으며, 반응온도, 중량공간속도(WHSV), 반응물인 에탄올에 물 및 메탄올 첨가 영향도 검토하였다. 촉매로는 Si/$Al_2$ 비율이 23~280 범위의 상용 ZSM-5에 Zn, La, Cu, Ga 성분을 함침시켜 촉매 활성 및 안전성 테스트에 사용하였다. 촉매의 특성분석을 위해 암모니아 승온탈착 실험($NH_3$-TPD)과 질소 흡-탈착실험을 수행하였다. 실험결과, 방향족화합물의 선택도에 관한 ZSM-5에 함침한 금속성분과 ZSM-5의 Si/$Al_2$비에 크게 영향을 받았는데, 함침금속은 Zn-La > Zn > La > Cu > Ga 순으로 감소하였으며, ZSM-5의 적절한 산점을 가진 Si/$Al_2$=50, 80에서 가장 우수하였다. 최적 반응온도($437^{\circ}C$)와 공간속도($0.8h^{-1}$)에서 방향족화합물의 선택도는 초기 72%에서 30시간 이후 56%로 서서히 감소하는 경향을 나타내었다.

소백산변성대(小白山變成帶)와 옥방(玉房) 및 상동중석광상내(上東重石鑛床內)의 각섬석질암(角閃石質岩)의 지화학(地化學) 및 성인(成因)에 관(關)한 연구(硏究) (The Chemistry and Origin of Amphibolitic Rocks in the Sobaegsan Metamorphic Belt and the Ogbang and Sangdong Tungsten Mine Areas, Korea)

  • 소칠섭;김상명
    • 자원환경지질
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    • 제8권3호
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    • pp.147-164
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    • 1975
  • 소백산(小白山) 변성대내(變成帶內)의 옥방(玉房), 선산(善山), 지례(知禮) 및 단성(丹城)일대에 분포하는 각섬석질암(角閃石質岩) 중 옥방지역(玉房地域)의 것은 주변 변성암류(變成岩類)에 상합적(相合的)이며 엽이(葉理)가 잘 발달되어 있고 그외 지역의 것은 심한 화강암화작용(花岡岩化作用)의 영향을 받아 편마암(片磨岩)및 화강암질암내(岡岩質岩內)에 lense 상(狀)의 잔류체(殘留體)로 산출(産出)된다. 본 연구에서는 주로 소백산(小白山) 변성대내(變成帶內)의 각섬석질암(角閃石質岩)옥방중석광상((玉房重石鑛床) 포함)과 그의 경계부에 위치한 옥천지향사대내(沃川地向斜帶內)의 상동광상(上東鑛床)의 염기성변성암(鹽基性變成岩)의 시료를 대상으로 습식(濕式) 및 방출분광분석(方出分光分析)을 수행하여, 24개 주성분(主成分) 및 희유원소(稀有元素)의 정성(定性) 정량적(定量的)인 값을 variation trend와 discriminant function analysis 를 통하여 비교검토함으로써 이들의 성인(成因)을 밝혀보려 하였다. 주성분원소(主成分元素)의 Niggli value를 사용한 각종 도면에서는 화강암화작용(花岡岩化作用)으로 인한 alkali, alumina, 및 silica 등의 증가로 인하여 충분한 data를 얻지못했으나, 연구(硏究) 대상 시료(試料)의 희유원소(稀有元素)들은 alkli, alumina, silica의 증감(增減)에 영향을 받지않아 (도면 12, 13) 성인규명(成因規明)에 만족한 결과를 얻을 수 있었다. 옥방(玉房), 선산(善山), 지례(知禮) 및 단성지역(丹城地域)의 각섬석질암(角閃石質岩)은 각 도표에서 높은 비율의 Cr, Ni, Co, Ti, Sr 및 V의 값을 가지며 염기성(鹽基性) 화성암(火成岩)의 variation trend를 잘 보여주고, 상동지역(上東地域)의 염기성변성암(鹽基性變成岩)은 낮은 Cr, Ni, Co, Ti, Sr 및 V의 값과 낮은 Niggli mg 값을 가져서 화성(火成), 퇴적(堆積)의 두 특징을 동시에 나타내고 있으나 화성기원의 특징을 더욱 강조하여 준다. 한편 Discriminant function test ($X_1$, $X_2$, $X_3$)에서도 옥방(玉房), 선산(善山), 지체(知體), 단성(丹城)지역의 각섬석질암(角閃石質岩)은 한 개의 시료(試料)를 제외하고는 모두 $X_1$, $X_2$, $X_3$ 중 둘이상이 positive값을 가져 화성기원(火成起源)을 지시해주며 상동광상(上東鑛床)의 것은 하나의 시료는 둘이상의 positive 값 ($X_1$=7.08, $X_2$=0.43, $X_3$=-4.42) 을 나타내고 두 개의 시료는 둘 이상의 negative 값($X_1$=7.66, -8.60, $X_2$=-0.78, -2.13, $X_3$=4.62, -1.00) 을 나타낸다. 또한 기원암(起源岩)의 규명에서 본 연구의 대상이 된 모든 염기성(鹽基性) 변성암(變成岩)이 분출암(憤出岩)및 퇴적암(堆積岩)의 특징인 높은 oxidation ratio (2 $Fe_2O_3{\times}100/2$ $Fe_2O_3+FeO$, in mols)를 가지는 것으로 보아 주성분(主成分) 및 희유원소(稀有元素) 연구(硏究)결과와 비교하여 보면 분출암(憤出岩)에서 유래된 것으로 결론 될 수 있으나 소백산변성암(小白山變成帶)의 경우는 oxidation ratio의 증가가 심한 화강암화작용(花岡岩化作用)의 영향 일수도 있으며 야외산출상태와 현미경기재에서도 분출암(憤出岩)의 잔류증거를 찾지못하였다. 결론적으로 소백산변성대내의 옥방(玉房), 선산(善山), 지체(知體), 단성(丹城)일대의 각섬석질암(角閃石質岩)은 염기성(鹽基性) 관입암(慣入岩)으로부터 유래된 것으로 사료되고, 옥천지향사대내(沃川地向斜帶內)의 상동광상(上東鑛床)일대의 염기성변성암(鹽基性變成岩)은 Kamp (1968)와 Orville (1969)가 취급한 연구 결과에서와 같이 탄산염퇴적물(炭酸鹽堆積物)의 퇴적환경에서 침천한 염기성(鹽基性) tuff로부터 유래된 가능성이 많다.

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