• 한국결정성장학회지
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• 제18권3호
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• pp.115-121
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• 2008

제강분진(EAF dust, 이하 더스트) 50wt%와 핵 형성제를 함유한 규산염계 유리 시편을 열처리하여 결정화 시킨 후 미세구조를 관찰하였다. 제조된 유리의 DTA 분석결과 결정화온도($T_c$)는 $850^{\circ}C$ 부근이었으며 이로부터 열처리 조건을 $950^{\circ}C$/15 hr로 정하였다. 핵 형성제 $TiO_2$는 $Fe_2O_3$나 $Cr_2O_3$에 비해 기계적 특성 및 화학적 내구성이 willemite 결정보다 우수한 franklinite 결정상의 성장을 시키는 효과가 탁월하였다. $TiO_2$가 첨가된 일부 결정화 유리 시편에서 augite 결정상이 관찰되었으며, 첨가량이 증가할수록 willemite 결정상은 줄어들고 franklinite 결정상은 증가하였다. 특히 5wt% 첨가된 시편은 willemite 결정상이 나타나지 않았으며 $1{\sim}2\;{\mu}m$ 크기의 franklinite 결정상이 유리 모상내에 고르게 분포되어 있었다. 또한 $TiO_2$가 5wt% 첨가된 시편에 $Fe_2O_3$를 첨가하면 franklinite 결정상들이 더욱 성장하여 서로 합체됨으로서 수지상 모양의 결정상을 나타내었다.

• 자원환경지질
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• 제50권2호
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• pp.105-116
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• 2017

이 연구의 목적은 울릉도 남서부 지역에 분포하는 흑요암의 화산학적, 광물학적 특징을 통하여 흑요암의 성인과 산출의미를 고찰하는 데 있다. 흑요암은 곰바위용결응회암 하부에서 국부적으로 발달하며, 다양하고 복잡한 조직과 유동띠가 관찰된다. 흑요암은 알칼리장석 반정과 응회암 및 조면암의 암편과 혼재하여 산출된다. 흑요암은 파동형, 렌즈상의 덩어리로 산출되거나 파쇄된 흑요암 입자들로 인해 얇은 층리로 발달한다. 진주상 균열, 둥근 또는 구형균열과 같은 냉각균열이 특징적으로 발달하는데, 이는 빠르게 냉각하여 규산질이 풍부한 비정질 상태의 흑요암이 형성되었음을 지시한다. 수화작용은 흑요암의 가장자리에서 상대적으로 현저하여 변질띠를 이룬다. 흑요암의 유리질 기질에는 자형의 새니딘과 아노소클레이스 같은 알칼리장석 반정 외에도, 투휘석, 흑운모, 티탄철석, 철산화물 등이 수반된다. 특히 산점상의 미세결정들은 대부분 알칼리장석류와 티탄철석으로 구성된다. EPMA 정량분석 결과, 흑요암의 유리 기질부는 조면암질 조성을 보이며, 철 함량은 약 3 wt.%로 높은 편이다. 본 흑요암은 용암돔이나 칼데라의 붕괴에 의하여 고온상태에서 역-화산재 흐름 퇴적물이 계곡부로 운반된 후, 차가운 지표면과 접촉하였으며 유동성을 띠는 가운데서 급랭하여 형성된 것으로 보인다.

• Elastomers and Composites
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• 제46권3호
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• pp.218-222
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• 2011

본 연구에서는 반복적인 온도변화가 목분(50 wt.%와 70 wt.%)이 첨가된 폴리프로필렌 WPC(Wood Plastic Composites)의 기계적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. WPC의 휨탄성계수(flexural modulus)와 휨강도 (flexural strength)는 반복 회수에 상관없이 동결 융해 시험에서 계면접착력의 약화 때문에 감소하는 경향을 보였다. 목분의 함량이 높을 때, 휨탄성계수의 감소가 비교적 높았다. WPC의 휨탄성계수와 휨강도는 고온($60^{\circ}C$) 저온 ($-20^{\circ}C$) 반복시험 후 고온에서 감소하고 저온에서 증가되었다. 폴리프로필렌(polypropylene, PP)의 유리전이점 (glass transition temperature: $-10^{\circ}C$) 보다 낮은 저온($-20^{\circ}C$에서 WPC는 높은 강성(stiffness)과 강도 (strength)를 유발시키는 유리상태(glassy state)로 존재한다. 고온에서 목분의 함량이 낮은 WPC가 연성의 증가 때문에 낮은 휨탄성계수와 휨강도를 보였다.

• 한국분말재료학회지
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• 제9권6호
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• pp.394-408
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• 2002

Nanostructured high strength metastable Al-, Mg- and Ti-based alloys containing different amorphous, quasicrystalline and nanocrystalline phases are synthesized by non-equilibrium processing techniques. Such alloys can be prepared by quenching from the melt or by powder metallurgy techniques. This paper focuses on one hand on mechanically alloyed and ball milled powders containing different volume fractions of amorphous or nano-(quasi)crystalline phases, consolidated bulk specimens and, on the other hand. on cast specimens containing different constituent phases with different length-scale. As one example. $Mg_{55}Y_{15}Cu_{30}$- based metallic glass matrix composites are produced by mechanical alloying of elemental powder mixtures containing up to 30 vol.% $Y_2O_3$ particles. The comparison with the particle-free metallic glass reveals that the nanosized second phase oxide particles do not significantly affect the glass-forming ability upon mechanical alloying despite some limited particle dissolution. A supercooled liquid region with an extension of about 50 K can be maintained in the presence of the oxides. The distinct viscosity decrease in the supercooled liquid regime allows to consolidate the powders into bulk samples by uniaxial hot pressing. The $Y_2O_3$ additions increase the mechanical strength of the composites compared to the $Mg_{55}Y_{15}Cu_{30}$ metallic glass. The second example deals with Al-Mn-Ce and Al-Cu-Fe composites with quasicrystalline particles as reinforcements, which are prepared by quenching from the melt and by powder metallurgy. $Al_{98-x}Mn_xCe_2$ (x =5,6,7) melt-spun ribbons containing a major quasicrystalline phase coexisting with an Al-matrix on a nanometer scale are pulverized by ball milling. The powders are consolidated by hot extrusion. Grain growth during consolidation causes the formation of a micrometer-scale microstructure. Mechanical alloying of $Al_{63}Cu_{25}Fe_{12}$ leads to single-phase quasicrystalline powders. which are blended with different volume fractions of pure Al-powder and hot extruded forming $Al_{100-x}$$(Al_{0.63}Cu_{0.25}Fe_{0.12})_x$ (x = 40,50,60,80) micrometer-scale composites. Compression test data reveal a high yield strength of ${\sigma}_y{\geq}$700 MPa and a ductility of ${\varepsilon}_{pl}{\geq}$5% for than the Al-Mn-Ce bulk samples. The strength level of the Al-Cu-Fe alloys is ${\sigma}_y{\leq}$550 MPa significantly lower. By the addition of different amounts of aluminum, the mechanical properties can be tuned to a wide range. Finally, a bulk metallic glass-forming Ti-Cu-Ni-Sn alloy with in situ formed composite microstructure prepared by both centrifugal and injection casting presents more than 6% plastic strain under compressive stress at room temperature. The in situ formed composite contains dendritic hcp Ti solid solution precipitates and a few $Ti_3Sn,\;{\beta}$-(Cu, Sn) grains dispersed in a glassy matrix. The composite micro- structure can avoid the development of the highly localized shear bands typical for the room temperature defor-mation of monolithic glasses. Instead, widely developed shear bands with evident protuberance are observed. resulting in significant yielding and homogeneous plastic deformation over the entire sample.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.185-190
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• 2021

시멘트는 현대 건설 산업에서 주된 재료로써 활용되지만 생산 시 발생하는 이산화탄소로 인해 지구온난화의 주된 원인으로 지목되고 있다. 이에 따라 시멘트 대체재로서 산업부산물을 활용하는 연구가 진행 중이며, 이 중 제철소에서 생산되는 고로슬래그가 대표적이다. 하지만 고로슬래그는 시멘트 대체재로써 사용 시 초기 강도 저하의 문제점을 지니고 있는데, 이는 고로슬래그 생산과정에서 만들어지는 입자 표면의 유리질 피막이 원인이다. 일반적인 수화반응에서 피막은 시멘트의 수화반응에서 생성되는 수산화칼슘이 경화체 내부 알칼리 환경을 조성하게 되고 이를 통해 파괴되는 것으로 알려져있다. 따라서 본 연구에서는 고로슬래그의 사용성능 개선 및 초기 강도 저하의 문제점을 해결하기 위하여, 기존에 고로슬래그 입자 표면의 막을 제거하기 위해 사용되어지는 알칼리 자극제 대신 전기분해를 통해 생성한 알칼리 수를 배합수로 활용하기 위한 연구를 진행하였다. 실험 결과, 고로슬래그와 알칼리 수를 활용한 시멘트 경화체에서 일반적인 배합수에 비해 높은 강도 발현 및 수화물 생성을 보였으며, 공극분석 결과 내부 공극률 및 공극분포에서 더욱 밀실한 구조를 지니고 있는 것으로 확인되었다.

• 공업화학
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• 제31권3호
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• pp.237-257
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• 2020

The role of nano bio-composites precursor to chitosan are innumerable and are known for having different applications in various branches of physical sciences. The application to the sensor development is relatively new, where only few literature works are available to address the specific and critical analysis of nanocomposites in the subject area. The bio-composites are potential and having greater affinity towards the heavy metals and several micro-pollutants hence, perhaps are having wider implications in the low or even trace level detection of the pollutants. The nano-composites could show good selectivity and suitability for the detection of the pollutants as they are found in the complex matrix. However, the greater challenges are associated using the bio-composites, since the biomaterials are prone to be oxidized or reduced at an applied potential and found to be a hinderance for the detection of target pollutants. In addition, the materials could proceed with a series of electrochemical reactions, which could produce different by-products in analytical applications, resulting in several complex phenomena in electrochemical processes. Therefore, this review addresses critically various aspects of an evaluation of nano bio-composite materials in the electrochemical detection of heavy metals and micro-pollutants from aqueous solutions.

• 대한화학회지
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• 제45권5호
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• pp.429-435
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• 2001

단량체인 N,N'-bis(2-pyrrol-1-yl-propyl)-4,4'-bipyridine(bpb)을 유리탄소전극 상에 전기화학적으로 중합한 고분자 피막전극을 erichrome black T(EBT) 와 glutathione(GSSG)의 1:1 용액으로 수식하여 GC/poly-bpb, EBT, GSSG형의 전극을 제작하고 이로써 Zn(II)을 포집한 전극을 제작하였다. 수식된 피막 내에서 이온의 확산계수는 아연이온이 포집되기 전후에 각각 2.43${\times}10^{-15}$과 9.14${\times}10^{-15}cm^2s^{-1}$으로 피막내의 전기화학적 활성자리에서 이탈이 거의 일어나지 않는 안정한 전극이다. 중합된 bpb의 양이 2.83${\times}10^4gmol^{-1}$에 대하여 1.17${\times}10^4gmol^{-1}$의 아연이온이 포집되었다. 이들 중에 산화-환원 과정에서 회합/해리에 관여하는 이온은 포집된 180개의 이온들 중에서 81.7%였다. 이는 EBT 만으로 수식된 전극에서 보다 3배정도 큰 값이다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제27권1호
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• pp.65-70
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• 2006

An amperometric glucose biosensor has been developed based on the use of the nanoporous composite film of sol-gel-derived zirconia and perfluorosulfonated ionomer, Nafion, for the encapsulation of glucose oxidase (GOx) on a platinized glassy carbon electrode. Zirconium isopropoxide (ZrOPr) was used as a sol-gel precursor for the preparation of zirconia/Nafion composite film and the performance of the resulting glucose biosensor was tuned by controlling the water content in the acid-catalyzed hydrolysis of sol-gel stock solution. The presence of Nafion polymer in the sol-gel-derived zirconia in the biosensor resulted in faster response time and higher sensitivity compared to those obtained at the pure zirconia- and pure Nafion-based biosensors. Because of the nanoporous nature of the composite film, the glucose biosensor based on the zirconia/Nafion composite film can reach 95% of steady-state current less than 5 s. In addition, the biosensor responds to glucose linearly in the range of 0.03-15.08 mM with a sensitivity of 3.40 $\mu$A/mM and the detection limit of 0.037 mM (S/N = 3). Moreover, the biosensor exhibited good sensor-to-sensor reproducibility (~5%) and long-term stability (90% of its original activity retained after 4 weeks) when stored in 50 mM phosphate buffer at pH 7 at 4 ${^{\circ}C}$.

• 보존과학회지
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• 제35권2호
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• pp.145-152
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• 2019

The metal-manufacturing method and smelting temperature of ancient metal-production processes have been studied by analyzing the principal elements and microstructures of slag. However, the microstructure of slag varies according to the solidification cooling rate and types and relative amounts of various oxides contained within the smelting materials. Hence, there is a need for accurate analysis methods that allow slag to be distinguished by more than its composition or microstructure. In this study, the microstructures of slag discharged as a result of smelting iron sands collected from Pohang and Gyeongju, as well as the slag excavated from the Ungyo site in Wanju, were analyzed by using metalloscopy, scanning election microscopy-energy dispersine X-ray spectroscopy(SEM-EDS) and wavelength dispersive X-ray fluorenscence(WD-XRF). Furthermore, the microcrystals were accurately characterized by performing Raman micro-spectroscopy, which is a technique that can be used to identify the microcrystals of slags. SEM-EDS analysis of Pohang slag indicated that its white polygonal crystals could be Magnetite; however, Raman micro-spectroscopy revealed that these crystals were actually $ulv{\ddot{o}}spinel$. Raman micro-spectroscopy and SEM-EDS were also used to verify that the coarse white dendritic structures observed in the Gyeongju-slag were $W{\ddot{u}}stites$. Additionally, the Wanju slag was observed to have a glassy matrix, which was confirmed by Raman micro-spectroscopy to be Augite. Thus, we have demonstrated that Raman micro-spectroscopy can accurately identify slag microcrystals, which are otherwise difficult to distinguish as solely based on their chemical composition and crystal morphology. Therefore, we conclude that it has excellent potential as a slag analysis technique.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제13권4호
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• pp.497-503
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• 2022

Spinel ferrites (Ni_xFe_3-xO₄; x = 0.25, 0.5, 0.75 and 1.0) have been prepared at 550℃ by egg white auto-combustion route using egg white at 550℃ and characterized by physicochemical (TGA, IR, XRD, and SEM) and electrochemical (CV and Tafel polarization) techniques. The presence of characteristic vibration peaks in FT-IR and reflection planes in XRD spectra confirmed the formation of spinel ferrites. The prepared oxides were transformed into oxide film on glassy carbon electrodes by coating oxide powder ink using the nafion solution and investigated their electrocatalytic performance for OER in an alkaline solution. The cyclic voltammograms of the oxide electrode did not show any redox peaks in oxygen overpotential regions. The iR-free Tafel polarization curves exhibited two Tafel slopes (b₁ = 59-90 mV decade^-1 and b₂ = 92-124 mV decade^-1) in lower and higher over potential regions, respectively. Ni-substitution in oxide matrix significantly improved the electrocatalytic activity for oxygen evolution reaction. Based on the current density for OER, the 0.75 mol Ni-substituted oxide electrode was found to be the most active electrode among the prepared oxides and showed the highest value of apparent current density (~9 mA cm^-2 at 0.85 V) and lowest Tafel slope (59 mV decade^-1). The OER on oxide electrodes occurred via the formation of chemisorbed intermediate on the active sites of the oxide electrode and follow the second-order mechanism.