• 한국표면공학회지
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• 제50권4호
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• pp.272-276
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• 2017

The response of AISI 310 type austenitic stainless steel to the novel low temperature plasma carburizing process has been investigated in this work. This grade of stainless steel shows better corrosion resistance and high temperature oxidation resistance due to its high chromium and nickel content. In this experiment, plasma carburizing was performed on AISI 310 stainless steel in a D.C. pulsed plasma ion nitriding system at different temperatures in $H_2-Ar-CH_4$ gas mixtures. The working pressure was 4 Torr (533Pa approx.) and the applied voltage was 600 V during the plasma carburizing treatment. The hardness of the samples was measured by using a Vickers micro hardness tester with the load of 100 g. The phase of carburized layer formed on the surface was confirmed by X-ray diffraction. The resultant carburized layer was found to be precipitation free and resulted in significantly improved hardness and corrosion resistance.

• 한국표면공학회지
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• 제40권5호
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• pp.219-224
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• 2007

The corrosion characteristics of Fe-18Cr-10Ni steels were studied between $600^{\circ}C$ and $1000^{\circ}C$ in Ar+(0.2, 1)%$SG_2$ gas for up to 300 hr in order to employ Fe-18Cr-10Ni steels in the coal-fired power plants. The corrosion resistance of Fe-18Cr-10Ni steels was good due mainly to the high amount of Cr, which formed $Cr_2O_3$ from the initial corrosion stage. Fe in the steels corroded to mainly $Fe_2O_3$ and $Fe_3O_4$. Ni was not susceptible to corrosion under the current corrosion condition. Relatively thin, single-layered scales formed.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2002년도 Proceedings of the International Welding/Joining Conference-Korea
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• pp.29-37
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• 2002

High alloyed stainless steels stand out for a high corrosion resistance due to a protective passive layer which is formed when the content of chromium exceeds 13%. When welding these steels, heat tints arise in the area of the weldment. They may occur from flint yellow to intensive blue in the spectrum depending on the applied welding process and the quality of the backing gas used. Due to their structures, they partly drastically reduce the corrosion resistance of stainless steels so that they may lead to damages of the technical application of welded components. In the following the pitting resistance by different backing gases and the chemical composition of the stainless steel itself are described.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제22권4호
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• pp.27-32
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• 2017

In this study, a remedial investigation using reductive stabilization was conducted to treat Cr(VI)-contaminated soil. The influences of various operational parameters, including reaction time and the mass of ferrous iron, were also evaluated. The study site was contaminated with a large amount of Cr(III) and Cr(VI), and the selected treatment method was to stabilize Cr(VI) with ferrous iron, which reduced Cr(VI) to Cr(III) and stabilized the chromium, although a greater mass of ferrous iron than the stoichiometric amount was required to stabilize the Cr(VI). However, some Cr(III) re-oxidized to Cr(VI) during the drying process, and addition of a strong reducing agent was required to maintain reducing conditions. With this reducing agent, the treated soil met the required regulatory standard, and the mass of Cr(III) re-oxidized to Cr(VI) was significantly reduced, compared to the use of only Fe(II) as a reducing agent.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권9호
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• pp.3260-3267
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• 2023

Zr-Nb alloy have been widely used as fuel rods in nuclear power plants. However, from the Fukushima nuclear accident, the weakness of the rod was revealed under harsh conditions, and research on the safety of these types of rods was conducted after the disaster. The method of depositing chromium onto the existing Zr-Nb alloy fuel rods is being considered as a means by which to compensate for the weakness of Zr-Nb alloy rods because chromium is strong against oxidation at high temperatures and has high strength. In order to secure these advantages, it is important to maintain the Cr thickness of the rods and properly inspect the rods before and during their use in power generation. Eddy current testing is a typical means of evaluating the thickness of thin metals and detecting surface defects. Depending on the size and shape of the inspected object, various eddy current sensors can be applied. In particular, because pancake sensors can be manufactured in very small sizes, they can be used for inspections even in narrow spaces, such as a nuclear fuel assembly. In this study, an eddy current technique was developed to confirm the feasibility of Cr coating thickness evaluations. After determining the design parameters of the pancake sensor by means of a FEM simulation, a FPCB pancake sensor was manufactured and the optimal frequency was selected by measuring minute changes in the Cr-coating thickness using the developed sensor.

• 한국광물학회지
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• 제21권2호
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• pp.161-175
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• 2008

제주도 화산회 기원 토양시료들은 전형적인 안디졸에 해당하는데 낮은 pH, 높은 수분함량, 높은 유기물함량, 식질-미사질 토성을 보여주었다. 결정질 광물 중 현무암 기원의 감람석, 휘석 등의 철고토광물과 자철석 및 적철석 등의 산화철이 주구성광물로 관찰되며 이차광물인 깁사이트가 일부 심토에서 나타나는 것이 특징이다. 그밖에 제주도 화산회 토양은 비정질 알로판 광물과 ferrihydrite 등의 결정도가 낮은 광물을 상당량 포함하고 있다. 주성분원소는 비화산회토양에 비해 상대적으로 낮은 $SiO_2$ 함량과 높은 $A1_2O_3$ 및 $Fe_2O_3$ 함량을 보이는데 이는 전형적인 화산회토의 특성을 반영한다. 토양 내 중금속 함량 중에서 Zn, Ni, Co, Cr은 각자 $84{\sim}198$, $56{\sim}414$, $38{\sim}150$, $132{\sim}1164\;mg\;kg^{-1}$의 범위를 보여 일반적인 세계 토양 내 함량범위를 초과하는 것으로 나타났다. 특히 Cr의 경우 1,000 ppm 이상의 함량을 가지는 토양 시료도 존재하는 등 제주도 화산회 토양은 높은 Cr 함량을 보이는 것이 특징이다. 제주도 토양의 환원능은 평균 $6.53\;mg\;L^{-1}$ reduced Cr(VI)로서 내륙의 비화산회토양에 비해 5.1배 이상 큰 것으로 나타났다. 비화산회토양의 경우 토양 환원능은 토양의 이화학적 인자 중 총 탄소함량과 매우 좋은 상관관계(R = 0.90)를 보이고 있는 것으로 보고되었으나, 총 탄소함량이 일반 토양에 비해 20배 이상 큰 제주도 화산회 토양의 경우 환원능은 탄소함량과는 오히려 약한 음의 상관관계를 보여주고 있다(R = -0.469). 이러한 결과는 제주도 화산회 토양의 환원능을 제어하는 인자가 탄소함량뿐만 아니라 또 다른 토양 이화학성에 있음을 지시한다. 주성분 원소조성과 환원능의 상관관계분석결과 화산회토 특성을 반영하는 Al과 Fe 원소와 정의 상관관계(R = 0.793, R = 0.626)를 보여주었다. 또한 중금속 원소 중 Ni, Co, Cr 등은 제주도 화산회 토양의 환원능과 정의 상관관계(R = 0.538, R = 0.647, R = 0.468)를 보이고 있다. 산화환원전위에 민감한 Cr 원소의 경우 제주도 화산회토양의 높은 환원능으로 인해 유해하고 이동성이 높은 6가 크롬의 생성 및 이동이 매우 제한될 것으로 판단된다. 또한 제주도 화산회 토양의 환원능을 제어하는 인자는 비정질인 알로판 광물 및 ferrihydrite 등의 화산회토 특성과 밀접한 관련이 있는 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.499-505
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• 2013

6M-HCl 용매 하에서 헤테로고리 화합물인 4-(dimethylamino)pyridine과 chromium(VI) trioxide의 반응을 통하여 4-(dimethylamino)pyridinium chlorochromate[$C_7H_{10}N_2HCrO_3Cl$] 착물을 합성하여, 적외선분광광도법(IR), 유도결합 플라즈마(ICP) 등으로 구조를 확인하였다. 여러 가지 용매 하에서 4-(dimethylamino)pyridinium chlorochromate를 이용하여 벤질알코올의 산화반응을 측정한 결과 유전상수(${\varepsilon}$) 값이 큰 용매 즉, 시클로헥센<클로로포름<아세톤$H_2SO_4$)를 이용한 N,N'-디메틸포름아미드 용매 하에서 4-(dimethylamino)pyridinium chlorochromate는 벤질 알코올과 그의 유도체들(p-$OCH_3$, m-$CH_3$, H, m-$OCH_3$, m-Cl, m-$NO_2$)을 효과적으로 산화시켰다. 그리고 전자받개 그룹들은 반응속도가 감소한 반면에 전자주개 치환체들은 반응속도를 증가시켰다. 또한 Hammett 반응상수(${\rho}$) 값은 -0.68(303K) 이었다. 그러므로 본 실험에서 알코올의 산화반응 과정은 속도결정단계에서 수소화 전이가 일어나는 메카니즘임을 알 수 있었다.

• 융합정보논문지
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• 제11권9호
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• pp.109-114
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• 2021

유기공업 화학에서 알코올류의 산화제에 대해 연구가 많이 진행 되고 있으며, 그중에서도 크롬(VI)-계열의 시약들이 산화제로 널리 이용되어 왔다. 그리고 일차알코올을 알데히드로만 산화시키는 산화제와 메카니즘 규명이 필요하게 되었다. 이러한 연구의 일환으로 본 연구에서는 퀴놀린과 chromium(VI) trioxide을 반응시켜 크롬(VI)-퀴놀린 화합물[(C₉H₇NH)₂Cr₂O₇]을 합성하여, FT-IR 및 원소분석에서 구조를 확인하였다. 여러 가지 유기용매를 사용하여 크롬(VI)-퀴놀린 화합물에 의한 벤질 알코올의 산화반응은 유전상수 값이 큰 유기용매인 N,N'-dimethylformamide에서 높은 산화반응성을 보였다. N,N'-dimethylformamide 용매를 사용하여 크롬(VI)-퀴놀린 화합물은 치환 벤질 알코올류를 효율적으로 산화시켰고, Hammett 반응상수(ρ)=-0.69(303 K) 이였다. 본 실험에서 알코올의 산화반응 과정은 chromate ester 형성과정과, 속도결정단계에서 수소화 전이가 일어나는 반응경로임을 알 수 있었다. 결과적으로 크롬(VI)-퀴놀린 화합물은 벤질알코올, 알릴알코올, 일차알코올 및 이차알코올류를 알데히드나 케톤으로 전환시키는 효율적인 산화제로, 이차알코올류 존재 하에서 벤질알코올, 알릴알코올, 일차알코올의 선택적인 산화제로 사용할 수 있다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제33권3호
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• pp.441-448
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• 2016

본 연구는 구리 아연 금속합금의 산화 환원 반응과 합성 알루미늄 실리케이트의 흡착 반응을 이용한 폐수 중 중금속 처리에 관한 연구이다. 극세사 형태로 제조된 구리 아연 금속합금이 수용액 중에서 산화 환원반응에 의해 아연보다 이온화 경향이 작은 중금속은 환원 처리되고, 이온화 된 아연 및 미반응 중금속은 흡착 처리하여 제거하는 연구이다. 극세사 형태로 제조된 금속합금 물질은 표면적이 커서 1회 처리만으로도 반응 평형에 도달하게 하여 효율이 높은 것으로 나타났다. 크롬($Cr^{+3}$)은 redox 반응 1회 처리만으로도 100.0 % 제거 되었으며, 수은은 98.0 %, 주석 92.0 %, 구리는 91.4 % 정도 제거되었다. 카드뮴, 니켈, 납도 각각 40.0 %, 50.0 %, 58.0 %가 제거 되었다. 크롬($Cr^{+3}$)은 아연과 이온화 경향 차이가 거의 없지만 제거 효율이 높은 것으로 나타났는데 이는 3가 크롬은 이온 상태로 존재하면 redox 반응에서 발생한 $OH^-$ 이온과 결합하여 수산화물 침전을 형성하는 것으로 판단된다. Redox 반응 후 증가한 아연 및 미반응 중금속 농도를 알루미늄실리케이트를 1회 통과하여 거의 100.0 % 제거할 수 있었다. 이는 합성 알루미늄 실리케이트의 비표면적이 크고 금속 이온의 흡착능력이 우수한 것으로 나타났으며, 반응 후 알루미늄 이온은 증가하지 않는 것으로 보아 이온 교환이 아닌 흡착으로 아연 및 중금속 이온들을 제거할 수 있는 것으로 나타났다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권3호
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• pp.597-609
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• 2020

Accident Tolerant Fuels have been widely studied since the Fukushima-Daiichi accident in 2011 as one of the options on how to further enhance the safety of nuclear power plants. Deposition of protective coatings on nuclear fuel claddings has been considered as a near-term concept that will reduce the high-temperature oxidation rate and enhance accidental tolerance of the cladding while providing additional benefits during normal operation and transients. This study focuses on experimental testing of Zr-based alloys coated with Cr-based coatings using Physical Vapour Deposition. The results of long-term corrosion tests, as well as tests simulating postulated accidents, are presented. Zr-1%Nb alloy used as nuclear fuel cladding serves as a substrate and Cr, CrN, Cr_xN_y layers are deposited by unbalanced magnetron sputtering and reactive magnetron sputtering. The deposition procedures are optimized in order to improve coating properties. Coated as well as reference uncoated samples were experimentally tested. The presented results include standard long-term corrosion tests at 360℃ in WWER water chemistry, burst (creep) tests and mainly single and double-sided high-temperature steam oxidation tests between 1000 and 1400℃ related to postulated Loss-of-coolant accident and Design extension conditions. Coated and reference samples were characterized pre- and post-testing using mechanical testing (microhardness, ring compression test), Thermal Evolved Gas Analysis analysis (hydrogen, oxygen concentration), optical microscopy, scanning electron microscopy (EDS, WDS, EBSD) and X-ray diffraction.