방사성폐기물의 지하심부 처분을 위한 수리지구화학적 기초자료를 얻기 위하여 국내 화강암질암을 대수층으로 하는 지표수 및 지하수를 대상으로 시료채취와 문헌조사를 통하여 dataset을 구축하였다. 심도에 따른 용존물질의 절대 및 상대함량과 거동특성을 통계적으로 파악하고 지하수의 화학적 조성의 원인이 되는 물-암석반응을 열역학적 해석과 결부하여 규명하였다. 화강암질암 대수층에서 총용존물질량은 심도에 따라 통계적으로 유의하게 증가함으로써 심부로 갈수록 물-암석반응을 많이 거친 물이 존재함을 나타낸다. 지하수의 조성은 초기의 $Ca^{2+}$-(C $l^{-}$+S $O_4$$^{2-}$ ) 또는 $Ca^{2+}$-HC $O_3$$^{-}$ 유형에서 시작하여 점차 $Ca^{2+}$-HC $O_3$$^{-}$ 유형을 거친 후 최종적으로 $Na^{+}$-HC $O_3$$^{-}$ 또는 $Na^{+}$-(C $l^{-}$+S $O_4$$^{2-}$ ) 유형으로 진화하는 경향을 보인다. 이러한 특징은 $Ca^{2+}$, $Na^{+}$ , $SiO_2$(aq)가 대표하는 다음의 세 가지 기제에 의하여 설명이 가능하다. 1) 천부지하수의 화학조성을 조절하는 가장 주된 반응은 방해석의 용해이나 중간지하수를 거치면서 방해석 포화상태에 이르러 광물상으로 침전되며 심부지하수에서는 $Ca^{2+}$의 함량이 감소한다. 2) 심부지하수에서는 사장석의 용해가 주도적인 반응으로 작용하며 $Na^{+}$를 공급하므로써 함량을 증가시킨다. 3) 중간 및 심부지하수에서는 kaolinite-smectite 또는/그리고 kaolinite-illite 간의 반응이 평형에 도달함으로써 용존 $SiO_2$(aq) 함량을 유지시키며 또한 이들 반응은 심부지하수에서 $Mg^{2+}$ 및 $K^{+}$가 결핍되는 현상의 중요한 원인이 된다.
To improve the strength of glass is being studied in order to contribute to weight saving of flat panel displays. Generally, the strength achieved of glass-ceramics is higher as is the fracture toughness by the formation of a heterogeneous phase inside glass. In this study, Ag-doped $45SiO_2-24CaO-24Na_2O-4P_2O_5\;and\;70SiO_2-10CaO-24Na_2O-10TiO_2$ glasses were irradiated to strengthen by crystallization using femto-second laser pulse. XRD, Nano-indenter and SEM etc., irradiation of laser pulse without heat-treated samples was analyzed. Samples irradiated by laser had higher value($4.4{\sim}4.56^*10-3Pa$) of elastic modulus which related with strength of glass than values heat-treated samples and these are $1.2{\sim}1.5$ times higher values than them of mother glass. This process can be applicable to the strengthening of thinner glass plate, and it has an advantage over traditional heat-treatment and ion-exchange method.
부산 남부지역 안산암질암지역의 지하수와 서북부지역 화강암지역의 지하수를 채수하여 주요성분과 미량성 성분을 분석하였다. 파이퍼 다이아그램애 의하면, 남부지역은 $Ca^{2+}$-HCO$_3$$^{-}$ 형과 $Ca^{2+}$-(Cl$^{-}$ +SO$_4$$^{2-}$ )형에 속하고, 서북부지역은 대부분 $Ca^{2+}$-HCO$_3$$^{-}$ 형에 그리고 일부는 $Na^{+}$-HCO$_3$$^{-}$ 형에 속한다. 요인분석에 의하면, 남부지역은 두 개의 요인(요인 1과 요인 2)로 특징지어진다. $Mg^{2+}$, $Ca^{2+}$, Cl$^{-}$ , SO$_4$$^{2-}$ , NH$_4$$^{+}$, EC과 NO$_3$$^{-}$ 로 구성되는 요인 1은 사장석 및 방해석의 용해 그리고 인위적인 오염 (가정하수 및 산업폐수)의 영향으로 대표된다. $K^{+}$, $Na^{+}$. SiO$_2$, SO$_4$$^{2-}$ , HCO$_3$$^{-}$ 로 구성되는 요인 2는 주로 장석의 용해로 대표된다. 서북부지역은 세 개의 요인(요인 1. 2, 3)으로 특징지어진다. EC, pH, $Na^{+}$, $K^{+}$, NH$_4$$^{+}$, Cl$^{-}$ , SO$_4$$^{2-}$ 과 NO$_3$$^{-}$ 로 구성되는 요인 1은 사장석과 운모의 용해, 인위적인 오염 그리고 염수의 영향으로 대표된다. $Ca^{2+}$과 HCO$_3$$^{-}$ 로 구성되는 요인 2는 사장석의 용해로 설명된다. 요인 3은 $Mg^{2+}$과 SiO$_2$,로 구성되며 규산염광물 그리고 오염의 영향으로 설명된다. Helgeson 외(1978)과 Bowers 외(1984)의 상평형도에 의하면, 남부지역과 서북부지역의 지하수 모두 카오리나이트 안정영역에 속한다. Cl$^{-}$ 에 대한 $Na^{+}$, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $K^{+}$, SO$_4$$^{2-}$ 및 HCO$_3$$^{-}$ 각각의 관계에 의하면. 남부지역과 서북부지역 얘서 모두 염수의 영향을 받고 있는 것으로 나타난다.
Potentiometric $CO_{2}$ sensors were fabricated using a NASICON ($Na_{1+x}Zr_{2}Si_{X}P_{3-X}O_{12}$, 1.8 < x < 2.4) thick film and auxiliary layers. The powder of a precursor of NASICON with high purity was synthesized by a sol-gel method. By using the NASICON paste, an electrolyte was prepared on the alumina substrate by screen printing and then sintered at $1000^{\circ}C$ for 4 h. A series of $Na_{2}CO_{3}-CaCO_{3}$ auxiliary phases were deposited on the Pt sensing electrode. The electromotive force (emf) values were linearly dependent on the logarithm of $CO_{2}$ concentration in the range between 1,000 and 10,000 ppm. The device attached with $Na_{2}CO_{3}-CaCO_{3}$ (1:2 in mol.%) showed good sensing properties in the low temperatures.
옥천계변성암 지역에 분포하는 15개 먹는샘물 업체의 지하수 원수의 수질은 다른 지역의 지하수와는 상이한 특성을 보여준다. 특히 전기전도도, 경도, Ca, Mg, $HCO_3$는 전국의 여러 지역중에서 가장 높다. 대부분의 업체의 지하수의 양이온 함량비는 Ca>>Mg, Na>K의 순이며, 음이온의 함량비는 $HCO_3$>$SO_4$>Cl>F의 순을 보인다. 특히 중탄산의 함량은 다른 지역에 비하여 월등히 높으며 수질유형은 Ca-Mg-$HCO_3$>Ca-$HCO_3$>Ca-Na-$HCO_3$순으로 나타난다. 옥천계변성암 지역의 지하수는 대체로 탄산염의 용해작용에 의하여 영향을 받은 것으로 보인다. 원소별 상관계수는 Mg-$HCO_3$가 0.92로서 가장 높으며 Ca-$HCO_3$(0.88), Ca-Mg(0.80), Ca-Cl(0.78), Mg-$SO_4$(0.78), Ca-$SO_4$(0.71) 등도 비교적 좋은 상관계수를 보인다. 이같은 현상은 탄산염 석고나 경석고의 용해작용과 관련되는 것으로 보인다. Ca와 EC간의 관계는 결정계수(determinative coefficient)가 R2=0.87인데 비하여, EC와 (K+Na+Ca)원소 전체의 관계는 결정계수가 R2=0.89로서 EC에 대한 Ca의 기여도는 주요 양이온들 가운데서 가장 크다. Ca와 HCO$_3$, Ca와 Mg간의 결정계수는 양호한 편인데, 이들은 서로 화학적 관련성을 가지면서 거동함을 나타낸다. 실리카 상들을 제외한다면 대부분의 지하수는 방해석의 포화도에 가장 근접한 상태를 보여 주며 돌로마이트도 점차 포화상태에 가까워 지고 있다. 그러나 석고, 경석고, 형석에 대하여는 불포화정도가 다소 큼을 나타낸다. 탄산염은 물-암석과의 반응이 어느 정도 더 진행되면 곧 포화상태에 도달하게 되어 더 이상 지하수의 수질화학에 영향을 주지 못하게 될 것으로 보인다.
Spring, ground and thermal waters in the vicinity of Mt. Geumjeong and Mt. Baekyang area have been sampled and analyzed for major and minor elements. According to the Piper diagram, spring water belongs to $Ca-HCO_3$ and $Na-HCO_3$ types, groundwater to $Ca-HCO_3$ type, and thermal water to Na-Cl type. Based on the phase stability diagrams of $[Ca^{2+}]/{[H^+]}^2, [Mg^{2+}]/{[H^+]}^2, [K^+]/[H^+]$, and $[Na^+]/[H^+] vs. [H_4SiO_4]$, spring water, groundwater and thermal water are mostly in equilibrium with kaolinite. The result of factor analysis shows three factors (factor 1, 2 and factor 3) for the spring water, the groundwater and the thermal water which are represented by the influence of the dissolution of feldspar, calcite, anthropogenic sources (domestic and industrial wastes) and salt water.
약 90%의 $Mn_3$$O_4$를 함유하는 고탄소폐로망간을 중저탄소폐로망간으로 제조하는 과정의 bag filter에 채집된 분진에는 소량의 Na, K, Fe, Si, Ca, Mg등의 불순물이 함유된다. 환원배소로 망간을 MnO의 상태로 만든 분진을 질산으로 침출하여 고농도 망간 침출액을 조제하고, 조제된 침출액에서 불순물을 제거하기 위한 기초실험을 하였다. 침출액중의 철 성분은 침출액의 pH를 4 이상으로 하여 수산화철 침전을 생성시킨 다음 여과에 의해 제거하므로써 여액 내의 잔류농도가 수ppm 이하가 되도록 하였고, 이 때 규소성분도 수산화철과 함께 공침시켜 10ppm 이하로 제거하였다. 4N의 질산을 사용하는 경우 질산 $1ell$ 대하여 환원된 분진 150g을 첨가하면 침출액의 pH가 4이상으로 되어 철과 규소 성분이 제거된 Mn농도가 약 10%인 침출액을 조제 할 수 있었다. 그리고 Ca 와 Mg를 옥살산염 형태로 침전시켜 제거할 목적으로 수행한 단일 옥살산염 수용액에서의 Mn과 Ca, Mg의 용해 및 침전 특성 조사에서는 수용액의 온도가 높을수록 반응속도가 빨라져 Mg의 제거에 유리하며, pH가 낮을수록 고농도의 Mn용액을 얻을 수 있으며 이 때 용액내의 Ca/Mn 및 Mg/Mn은 pH에 관계없이 일정하였다.
Bioglasses have been known to be as one of the promising biomateials, which can be used for replacing defective hard and soft tissue. There have been many reports on biological results for this type of glass, but no systematic work has carried out on the structures and properties of the bioglass itself. In the present study, the effect of P2O5 in bioglasses on their structures and properties was examined. Infrared and Raman spectroscopy for the glass structural analysis, differential thermal and X-ray diffraction analysis for the crystallization of the bioglass were performed, and several physical properties were measured. When the glasses were heat-treated, Na2O.2CaO.3SiO2 was the major crystalline phase and $\beta$-NaCaPO4 crystal was found for the glass with high P2O5 content. The added P2O5 in the glasses enhanced the polymerization of silicate glass structure and it changed the chain-like glass structure to a sheet-like structure, and some P2O5 may stay as phosphate monomer. With addition of P2O5 in the glass the density of the glasses decreased, but not much changes in their thermal expansion coefficient, softening point and microhardness were observed.
Twenty-two water samples(fifteen groundwater and seven geothermal water samples) were collected to elucidate chemical characteristics of the ground and geothermal waters in the Haeundae hot spring area and its vicinity. Major and honor elements were analyzed for ground and geothermal water samples. The concentrations of $K^+$, Na+$, $Ca^{2+}$, $SO_4^{2-}$, $Cl^-$, ^F^-$ and $SiO_2$ were higher in the geothermal water samples than the groundwater samples except $HCO_3^- and Mg^{2+}$ ions. Based on the contents of Fe, Zn, Cu, Al, Mn and Pb, some of the ground and geothermal water samples are contaminated by anthropogenic sources. The ground waters shown on the Piper diagram belong to $Ca-HCO_3$ type, while the geothermal waters Na-Cl type. The graphs of $Cl^-$ versus $Na^+$, $Ca^{2+}, Mg^{2+}, K^+, SO_4^{2-} and HCO_3^-$ indicate that the groundwater is related partly with mineral-water reaction and partly with anthropogenic contamination, while the geothermal water is related with saline water. On the phase stability diagram, groundwater and thermal water mostly fall in the field of stability of kaolinite. This indicates that the ground and geothermal waters proceed with forming kaolinite. Factor and correlation analyses were carried out to simplify the physicochemical data into grouping some factors and to find interaction between them. Based on the Na-K, Na-K-Ca and Na-K-Ca-Mg geothermometers and silica geothermometers, the geothermal reservoir is estimated to have equilibrium temperature between 125${$\mid$circ}C$ and 160${$\mid$circ}C$.
The bimodal distribution of CuCl nano-crystals precipitated in alumino-borosilicate glass matrix (30SiO2-45B2O3-7.5Al2O3-7.5Na2O-7.5CaO-2.5GeO2(mole %)) was investigated by TEM and the temperature dependent optical spectroscopy. Two types of CuCl particles with different size were observed by TEM and it was confirmed by the splitting of Z3 absorption peak at low temperature and the occurrence of deflection point in the optical spectra with temperature.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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