• 한국지반공학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.17-29
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• 2009

에너지 수요의 증가 및 에너지 탐사와 연관되어 해저 지반의 조사가 증가하고 있다. 해수면 2100m 해저 110m 아래에서 얻어진 압력 코어 시료의 메탄 하이드레이트 생산 시험 후 얻어진 사료를 이용하여 울릉 분지 심해토의 지반공학적 특성을 조사하였다. 기본 토성, 광물학적 특성, 화학 조성, 그리고 미세구조 관찰을 위하여 토성 실험, XRD, 그리고 SEM을 실시하였다. 또한, 멀티 센서 압밀셀을 이용하여 두 시료의 압축성, 전단파 및 전자기파 파악하였다. 강도특성은 직접전단실험 이용하여 산정되었다. 주요 광물로는 카오리나이트, 일라이트, 크로라이트(chlorite), 그리고 캘싸이트(calcite)가 관찰되었다. SEM 결과 잘 발달된 내 외부 간극 구조가 관찰되었다. 수직유효응력의 증가에 따라 전단파 속도, 전기비저항, 실수 유전율, 그리고 전기전도도는 이중선형 거동을 보였다. 직접전단실험으로 얻은 마찰각은 약 $21^{\circ}$로 선행연구와 비슷한 결과를 보였다. 본 연구는 가스 하이드레이트와 같은 에너지 자원의 개발 및 새로운 지반공학적 영역의 확보를 위하여 심해 퇴적토의 거동 이해의 중요성을 보여준다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.697-704
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• 2021

3D 프린팅 FDM방식의 재료인 필라멘트 중 차폐성능을 지닌 필라멘트는 국내에 판매되지 않고 있으며 관련 연구도 미비하다. 이에 본 연구는 금속 입자가 함유된 필라멘트의 물성과 방사선의 차폐능력을 평가하여 3D 프린트를 이용한 방사선 차폐체 개발의 기초자료를 제공하고자 한다. 금속입자 강화재가 함유된 금속 필라멘트 5가지를 선정 후 ASTM의 평가방법을 이용하여 인장강도, 밀도, XRD, 무게측정 등 물성을 평가하고 방사선 차폐능력을 알아보기 위하여 한국산업표준의 방호용구류 시험방법에 따라서 방사선 차폐율을 구하였다. 인장강도는 PLA + SS가 가장 높았고 ABS + W가 가장 낮았으며 밀도는 ABS + W 가 3.13 g/cm3으로 가장 높게 나타났다. XRD결과 시편의 표면의 입자의 XRD peak 패턴이 각 입자 강화재 분말 금속의 패턴과 일치함을 확인 할 수 있어 프린트된 시편이 분말금속이 함유 되었음을 확인하였다. 3D 프린트 복합 필라멘트별 차폐효과는 ABS + W, ABS + Bi, PLA + SS, PLA + Cu, PLA + Al의 순서로 실효원자번호와 밀도에 비례하여 차폐율이 높게 나타났다. 본 연구에서는 강화재로 금속 분말이 함유된 금속입자 복합 필라멘트는 방사선의 차폐능력을 가지는 것이 확인되었으며 향후 방사선 차폐용 필라멘트의 사용가능성을 확인하였다.

• 열처리공학회지
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• 제36권4호
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• pp.198-205
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• 2023

We investigated the effects of Al and Mg on the microstructure and hardness of the coating layer of galvanized steel sheets, by thermodynamic calculations, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and Vickers hardness tests of Zn-0.2Al, Zn-6Al-2Mg, and Zn-10Al-5Mg coating layers. Regardless of the alloy composition of the galvanizing bath, a Fe-Al layer was observed between the coating layer and steel sheet. The Zn-0.2Al coating layer consists of major h.c.p. Zn phase and minor f.c.c. Al phase. The fraction of f.c.c. Al phase (containing a significant amount of Zn) of the coating layer increases with increasing the chemical composition of Al of the galvanizing bath. The h.c.p. MgZn₂ phase was formed in the Al/Mg-containing Zn-6Al-2Mg and Zn-10Al-5Mg coating layers, forming Zn-Al-MgZn₂ eutectic microstructure. The primary MgZn₂ phase was additionally formed in the Zn-10Al-5Mg coating layers containing high concentrations of Al and Mg. The Vickers hardness values of Zn-0.2Al, Zn-6Al-2Mg, and Zn-10Al-5Mg coating layers were 59.1 ± 1.2 HV, 161.2 ± 5.7 HV, and 215.5 ± 40.3 HV, respectively. The addition of Al and Mg increased the hardness of the coating layer by increasing the fraction of the Al phase (containing Zn) and MgZn₂ intermetallic compound, which were harder than the Zn phase.

• 분석과학
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• 제19권6호
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• pp.460-467
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• 2006

여러 가지 열처리 온도에서 피치와 $TiO_2$을 사염화탄소 용해법을 사용하여 탄소 코팅한 $TiO_2$시료를 제조하였다. 열처리 온도가 탄소 코팅된 $TiO_2$ 시료들의 광활성에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. BET 비표면적은 탄소 코팅한 $TiO_2$은 순수한 $TiO_2$보다 상당히 증가함을 보였다. 시료의 표면상태는 SEM를 통하여 피치 첨가에 의한 탄소의 분포상태를 분명하게 관찰할 수 있었다. 원소분석은 EDX를 통하여 분석하였으며, 시료에서 주로 C, Ti 및 O원소가 존재하였다. 또한, 본 연구에서는 XRD 결과값으로부터 PT700과 PT750은 anatase 결정상을 나타내었으며, PT800과 PT850은 rutile 결정상을 관찰할 수 있었다. 이들 결과는 $TiO_2$ 결정구조가 온도에 따라 변화할 수 있음을 나타내었다. 탄소 코팅된 $TiO_2$의 광활성은 UV-vis 분광기를 사용하여 특성분석을 하였다. PT700, PT750은 순수한 $TiO_2$ 보다 상대적으로 비표면적의 증가와 구조적 상변이의 특성에 따라 광촉매 특성의 증가 요인으로 작용하였음을 알 수 있었다.

• 분석과학
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• 제19권4호
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• pp.301-308
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• 2006

본 연구에서 $CCl_4$용해 방법을 이용하여 피치 코팅한 $TiO_2$(anatase형)시료를 제조하였으며, 피치와 $TiO_2$의 비율이 피치 처리한 $TiO_2$시료의 광활성에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. BET 비표면적은 피치의 함량에 의존하였으며 피치의 함량이 증가함에 따라 증가하는 특성을 보였다. 시료의 표면상태 및 원소분석은 SEM와 EDX를 통하여 분석하였으며, 미세구조는 XRD를 통해서 연구하였다. 또한 제조한 광촉매의 광활성으로 UV/VIS를 조사한 것을 특성분석을 하였다. SEM사진으로 보면 피치의 첨가량이 많기 때문에 피치의 분포상태를 분명하게 관찰할 수 있으며, EDX원소 분석결과는 피치 코팅한 $TiO_2$ 광촉매에서 C, O, S와 Ti 같은 네 가지 원소가 존재하였다. 코팅과정 후에도 $TiO_2$ 상은 anatase형을 나타내고 있었다. 피치 코팅한 $TiO_2$은 처리하지 않는 $TiO_2$보다 MB의 UV광분해 효력이 더 우수하였다. 그리고 시료에 $TiO_2$양이 감소함에 따라 MB의 UV광분해 효력이 감소하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4A호
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• pp.761-766
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• 2006

폴리머 복합체는 우수한 강도와 내구성으로 건설현장에서 프리캐스트 부재 및 보수, 보강재로서 널리 쓰이고 있어 폴리머 복합체의 경제성 및 성능 향상에 관한 연구가 이루어지고 있다. 폴리머 나노 복합체는 나노미터 수준의 크기를 가진 Clay 등의 무기 물질을 나노분산 상으로 폴리머에 균일 혼합시킨 것으로 산업적 응용가능성 면에서 뿐만 아니라 재료 및 공학분야에서도 많은 관심을 가지고 있다. 그리고 기존의 복합체 보다 1/10 혹은 그 이상의 낮은 함량의 분산상만으로도 더 우수한 강도와 역학적 특성 및 열안정성을 나타낸다. 본 실험에서는 폴리머 복합체의 성능을 향상시키고자 유기화된 몬모릴로나이트(MMT)와 유기화 되지 않은 몬모릴로나이트(MMT)를 사용하여 박리된 MMT-UP 나노 복합체를 제조하였다. XRD와 TEM실험결과, Cloisite 30B-UP 나노 복합체에서 층과 층 사이가 $100{\AA}$ 이상 떨어져 단일층으로 분산되었기 때문에 박리가 되었음을 알 수 있었다. 또한 역학적 특성은 기존복합체보다 인장강도와 인장탄성계수을 비교하였을 때 매우 향상됨을 알 수 있었고 열적 특성도 기존복합체보다 우수한 함을 나타내었다. 박리정도가 우수한 MMT-UP 복합체로 제조한 폴리머 콘크리트에서도 순수한 UP를 사용한 것보다 역학적 특성이 두드러졌다. 또한 폴리머 콘크리트의 강도와 탄성계수는 MMT-UP 복합체의 인장강도 및 인장탄성계수와 상관성을 갖는 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.260-266
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• 2023

최근 세계적으로 이산화탄소(CO₂)의 과도한 배출로 기후변화가 야기되며 CO₂를 제거하고 활용하는 기술이 활발히 연구되고 있다. 본 연구에서는 철도의 선로에서 발생하는 콘크리트 철도 침목 폐기물을 CO₂ 흡수 소재의 활용 가능성을 평가하고 CO₂ 흡수 반응 전/후의 물리화학적 성질 분석을 통해 CO₂ 제거 메커니즘을 연구하였다. 콘크리트 철도 침목 폐기물은 대부분 Si(26.60 %)로 이루어져 있고 Ca 함유량이 9.82 %로 포틀랜드 시멘트, 일반 콘크리트 폐기물 시료와 비교하였을 때 가장 적음에도 불구하고 함유량의 98 %가 CO₂ 포집 반응에 참여하여 CO₂ 포집 소재로의 우수한 활용 가능성을 입증하였다. TGA와 XRD 분석을 통해 콘크리트 철도 침목 폐기물 기반 CO₂ 포집 소재가 함유하고 있는 Ca가 CO₂ 기체와의 반응을 통해 CaCO₃로 전환되는 탄산화 반응이 CO₂ 제거의 주요 메커니즘임을 확인하였다. 또한 SEM 분석 결과 CO₂ 포집 반응 이후에 0.1 ㎛ 이하 크기의 CaCO₃ 입자가 다량 형성되었으며, 이는 CO₂ 포집 소재 내부에 거대기공을 메조기공으로 변환시켜 포집 소재의 비표면적 증가를 야기하였다.

• 자원환경지질
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• 제56권5호
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• pp.581-588
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• 2023

본 연구에서는 2021년 WP21 탐사를 통해 수집한 마리아나 해구 주변 해양퇴적물(WP21GPC04)에 대한 깊이 별 원소 분포 및 광물 구성에 대한 분석을 수행하였다. 마이크로 X선 형광법(μ-XRF)을 통해 분석된 WP21GPC04 해양 퇴적물의 평균 화학조성은 깊이에 따른 특징적인 변화 없이 평균 SiO₂ 53.91 wt%, FeO 4.48 wt%, Al₂O₃ 16.56 wt%, MgO 2.56 wt%, CaO 4.79 wt%, Na₂O 3.52 wt%, K₂O 5.48 wt%를 보이며, 이를 Mariana pelagic clay와 평균 해양 퇴적물의 원소 분포인 GLOSS (global subducting sediment)의 성분과 비교하였다. 방사광 X선 회절법(Synchrotron-XRD)을 이용하여 분석된 광물 구성은 깊이에 따라 다소 차이가 있음을 확인하였다. 석영, 운모, 사장석은 모든 깊이에서 확인된 반면 녹니석은 상대적으로 얕은 깊이에서만 확인되었고, 제올라이트 계열인 필립사이트와 휼란다이트는 퇴적 깊이에 따라 점진적인 함량의 변화를 보였다. 이는 해양 퇴적물의 퇴적 시기에 따른 환경에 변화가 있었거나 유사한 상 안정성에 의한 공생관계로 해석될 수 있다. 본 연구 결과는 서태평양 마리아나 해구 주변의 퇴적 환경 변화와 섭입하는 해양 퇴적물의 상 분포 및 거동에 따른 섭입대 특성 연구에 대한 기초 자료를 제공할 것이다.

• 자원환경지질
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• 제56권6호
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• pp.799-816
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• 2023

Mineralogical and geochemical studies of shales within the Lower Anambra Basin was conducted to unravel the depositional environment, provenance, maturity, paleo-weathering conditions, and tectonic settings. Mineralogical studies conducted using X-ray diffraction analysis revealed that the samples were composed of kaolinite, montmorillonite, chlorite, and illite. KaolinIite is the dominant mineral, constituting approximately 41.5% of the bulk composition, whereas the non-clay minerals are quartz, ilmenite, and sillimanite. Geochemical analysis showed a predominance of SiO₂, Al₂O₃, and Fe₂O₃ contents of the shale samples with mean values of 52.29%, 14.09%, and 6.15% for Imo Shale (IS); 52.31%, 16.70%, and 7.39% for Mamu Shale (MS); 43.21%, 21.33%, and 10.36% for Enugu Shale (ES); 53.35%, 15.64%, and 7.17% for Nkporo Shale (NS); and 51.24%, 17.25%, and 7.78% for Agwu Shale (AS). However, the shales were depleted in Na₂O, MgO, K₂O, MnO, TiO₂, CaO, and P₂O₅. The trace element ratios of Ni/Co and Cu/Zn of the shale suggest an oxic depositional environment. The average SiO₂ vs. Al₂O₃ ratio of the shales indicated textural maturity. Compared to the PAAS standard, the shales plot below the PAAS value of 0.85, suggesting a high degree of maturity and intensive chemical weathering, further confirmed on a CIA vs. PIA plot. On log (K₂O/Na₂O) against SiO₂ and tectonic setting discriminant function diagrams, the shales plot mostly in the field of passive continental margin tectonic setting. The discriminant function diagrams as well as Al₂O₃/TiO₂ ratio of the shales showed that they were derived from a mixed source (mafic and intermediate igneous rocks).

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제29권4호
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• pp.63-69
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• 2022

이산화 바나듐은 금속-절연체 전이라는 독특한 특성으로 인해 기초적인 소재 연구 및 산업에의 응용을 위한 연구가 꾸준하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 통전활성소결법으로 제조한 이산화 바나듐의 금속-절연체 전이 특성에 마그네슘과 텅스텐 첨가가 미치는 영향을 연구하였으며, 덩어리 시편을 대상으로 그 거동을 고찰하였다. 상용 분말과 통전활성소결법을 이용하여 열처리를 진행하여 제작한 시편의 경우 격자 상수의 변화는 크지 않고 이차상이 존재하였으며, 이로 인해 상전이 온도는 64.2-64.6℃에 분포하는 것으로 나타났다. 반면 불순물의 종류와 함량에 따라 전기전도도는 최대 2.4배 증가하거나 최대 57.4배 감소하는 거동을 나타냈다. 열전도도는 불순물의 첨가에 따라 증가하는 거동을 나타냈으며, 상전이 온도 이전에서는 1.8~2.5 W/m·K, 성전이 온도 이후에서는 1.9~2.8 W/m·K의 값을 가졌다. 이러한 물성 변화는 불순물의 첨가로 인한 전하 나르개 농도의 변화, 불순물의 산란중심, 미세구조의 변화 등이 복합적으로 작용한 결과로 해석할 수 있다.