Ti-Al intermetallic compounds which can be used in gas turbine at elevated temperature were inves-tigated in order to improve oxidation resistance by the formation of protective oxide scale. Four Ti-Al alloys were prepared by plasma arc melting. As the amount of Al was increased among the alloys, oxida-tion resistance was improved by the formation of relatively purer Al2O3 layer. However, the alloys which have less amount of Al formed a duplex layer of Al2O3 and TiO2. When samples were oxidized in pure oxygen instead of air, oxidation resistance was improved because of formation of the purer Al2O3 layer.
Oxidation behavior of 304 and 316 stainless steels was studied. After solution heat treatment, specimens were polished up to 1$mu \textrm{m}$ using $Al_2O_3$ powder and then subjected to oxidation between $300^{\circ}C$ and 50$0^{\circ}C$ in dry air. TEM and EDS were used for analyzing the components and structure of oxide film. TEM analysis of oxide film revealed that thin amorphous Fe oxide ($Fe_2O_3$) was formed on the top of surface while polycrystalline (Cr, $Fe_2O_3$ was formed below the amorphous Fe oxide layer. The specimens oxidized at $500^{\circ}C$ showed that 316 stainless steel had higher oxidation resistance than 304 stainless steel. These results suggest that Mo component of 316 stainless steel suppresses the formation of Cr carbide which may result in a local Cr depleted area.
황화 광석으로부터 유래된 고농도 비소 함유 침출 용액에 대하여 공기와 활성탄 병용을 통해 비소를 산화 및 침전 제거하는 연구를 수행하였다. 침출 용액은 국내 황화 광석 시료를 pH 1, 50℃ 조건의 황산 용액에서 95시간동안 침출하여 제조하였으며, 침출 용액 내 금속이온 농도 분석 결과 Fe가 약 7 g/L, As가 약 3 g/L 함유된 것으로 측정되었다. 해당 용액에 대하여 공기와 활성탄 병용 시 비소의 산화 및 침전 효과를 파악하기 위해 5가지 산화 조건(공기 주입, 공기와 1, 5, 10 w/v% 활성탄 투입, H2O2 투입) 하에 초기 pH 1, 90℃에서 72시간 동안 산화 및 침전 실험을 수행하였다. 실험 결과 공기와 활성탄을 함께 투입한 경우 활성탄 표면에 생성된 작용기로 인해 산화 반응의 속도가 빠르고 비소 제거율이 향상되는 것으로 분석되었다. 또한, 활성탄의 투입량이 증가할수록 반응의 효율이 향상되었으며, 5 w/v% 이상의 활성탄 투입 시 약 93-94%의 비소가 제거된 것으로 분석되었다. 침전 생성물에 대한 XRD 분석 결과 산화 반응에 의해 스코로다이트(FeAsO4·2H2O)가 잘 생성된 것으로 나타났다.
대표적인 수은 발생원인 도시폐기물 소각로와 화력 발전소 등지에서 배출되는 원소수은($Hg^0$)은 산화수은($Hg^{2+}$) 및 입자상 수은($Hg^p$)과 달리 기존의 대기오염 방지시설로 제거하기 난해한 편이다. 그로 인해 원소수은의 효율적 제거에 대한 많은 연구가 진행중이며, 이 연구에서는 저온 플라즈마(non-thermal plasma)의 하나인 유전체 장벽 방전(dielectric barrier discharge: DBD) 공정을 이용하여 원소수은 산화에 관한 실험을 수행하였다. 실험 결과, 공기 상의 DBD 공정에서는 생성되는 산소 원자와 오존에 의해서 원소수은이 산화수은으로 전환됨을 알 수 있었으며, 원소수은의 산화율을 결정하는 주된 변수는 반응기에 주입되는 에너지 밀도임을 확인할 수 있었다.
마그카본계 내화물의 산화저항성을 증대시키기 위하여 섭씨 100$0^{\circ}C$에서 120$0^{\circ}C$에서 산화기구를 조사하고, TiC를 첨가하여 산화저항성 증가에 대한 효과를 관찰하였다. 산소공급을 위해 공기를 분당 0.2리터의 속도로 흘려주었으며 열천칭으로 무게변화가 없어질 때까지 매 30초 간격마다 무게감소를 측정하였다 본 실험에서 사용된 마그카본계 시편의 산화거동과 관련한 유효확산 계수는 1.39${\times}$$10^{-4}$$m^2$/sec이다. 이러한 실험조건에서 총체적인 산화공정은 산화된 기공층을 통하여 내부로 향하는 산소의 확산에 의해 지배되는 반응으로 해석할 수 있다. TiC를 첨가한 시편은 마그카본계 내화물의 산화 저항성을 증대시켰다.
Total organic carbon (TOC) analysis equipment, which was previously used to prevent eutrophication in advance, is heavy, bulky, and expensive; therefore, so it is difficult to be carried and has been used as an experimental unit. In this study, a through-carbon analysis chip that integrates pretreatment through photocatalytic oxidation and carbon dioxide measurement using a pH indicator was investigated. Both the total carbon - inorganic carbon method and the nonpurgeable organic carbon (NPOC) measurement method require an acidification part for injecting an acid solution for inorganic carbon measurement and removal, an oxidation part for total carbon or NPOC oxidation and a measurement part for Carbon dioxide (CO2) measurement. Among them, the measurement of oxidation and CO2 requires physical technology. The proposed TOC analysis chip decomposed into CO2 as a result of the oxidizing of organic carbon using a photocatalyst, and the pH indicator that was changed by the generated CO2 was optically measured. Although the area of the sample of the oxidation part and the pH indicator of the measurement part were distinguished in an enclosed space, CO2 was quantified by producing an oxidation part and a measurement part that shared the same air in one chip. The proposed TOC analysis chip is less expensive and smaller, cost and size are disadvantages of existing organic carbon analysis equipment, because it does not require a separate carrier gas to transport the CO2 gas in the oxidation part to the measurement part.
In the present study, oxidation behavior of 304 and 316 stainless steels was investigated. After solution treatment, specimens were polished up to $1{\mu}m$$Al_2O_3$ grade and then subjected to oxidation treatment in dry air. The range of temperature was used for oxidation treatment at $300^{\circ}C{\sim}500^{\circ}C$ and TEM was used for analyzing the components and structure of oxide film. Also, these results were compared with the results of ESCA and TG. According to the results of TEM analysis, it was found that Cr oxide film was formed on top of the surface after room temperature oxidation but amorphous Fe oxide was formed on top of the surface and polycrystalline $(Cr,Fe)_2O_3$ was formed below the amorphous Fe oxide layer after $500^{\circ}C$ oxidation treatment. The oxidized specimens at $500^{\circ}C$ showed that 316 stainless steel resists more strongly to grain and grain boundary oxidation than 304 stainless steel. These results suggested that Mo component resolved in 316 stainless steel matrix suppressed the formation of Cr carbide which may results in local Cr deplete area.
The catalytic activity of transition metals (Cu, Co, Mn, Fe and Ni) supported on ${\gamma}-Al_2O_3$ for the oxidation of toluene was investigated in the microreactor of fixed-bed type. The catalytic activity of transition metals for the oxidation of toluene turned out to be increasing in the order of Ni$Cu/{\gamma}-Al_2O_3$ catalysts for the oxidation of toluene increased with the increasing loadings of copper, reached the maximum activity at 5% loadings of copper, and decreased with higher loadings of copper in the catalysts. The activity of $Cu/{\gamma}-Al_2O_3$ catalysts for the oxidation of toluene decreased with the increasing calcination temperatures. This might result from the decreasing surface area of catalysts due to the sintering of copper oxide as well as ${\gamma}-Al_2O_3$ supports. The 5wt% $Cu/{\gamma}-Al_2O_3$ catalysts calcined at $400^{\circ}C$ for 4 hrs in the air showed the highest activity for the oxidation of toluene. Mutual inhibition was observed for the binary mixture of toluene and xylene. The activity of the easy-to-oxidize toluene was greatly decreased while the difficult-to-oxidize xylene was slightly decreased in the binary mixture of toluene and xylene. It might suggest that the inhibition of toluene and xylene in the binary mixture resulted from the competitive adsorption for the adsorbed oxygen on the catalytic surface.
In this study, we report the microstructure and the high-temperature oxidation behavior of Fe-Ni alloys by spark plasma sintering. Structural characterization is performed by scanning electron microscopy and X-ray diffraction. The oxidation behavior of Fe-Ni alloys is studied by means of a high-temperature oxidation test at $1000^{\circ}C$ in air. The effect of Ni content of Fe-Ni alloys on the microstructure and on the oxidation characteristics is investigated in detail. In the case of Fe-2Ni and Fe-5Ni alloys, the microstructure is a ferrite (${\alpha}$) phase with body centered cubic (BCC) structure, and the microstructure of Fe-10Ni and Fe-20Ni alloys is considered to be a massive martensite (${\alpha}^{\prime}$) phase with the same BCC structure as that of the ferrite phase. As the Ni content increases, the micro-Vickers hardness of the alloys also increases. It can also be seen that the oxidation resistance is improved by decreasing the thickness of the oxide film.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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