• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.52-56
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• 2008

Inclusions in forged large steel ingots of plan carbon steel and tool steel are investigated using optical microscop observation and WDX analysis. The large nonmetallic inclusions which is over $30\sim300{\mu}m$ in their diameter were observed in the samples that has been no good on a nondestructive test. The most of the inclusions were consist of some kind of oxides, ${Al_2}{O_3}$, $SiO_2$, CaO, MgO in forms of particles and glassy with an iron particles. The experimental large steel ingot was cast with a pouring temperature which is about ten centigrade higher than the field standard. The inclusions were observed in the test ingot are the smaller than that was in a usual forged steel ingot and is spherical shape with a glassy agglomerated ${Al_2}{O_3}-SiO_2-CaO-MgO$ particle. The pouring temperature is affected on removing the nonmetallic inclusions during the solidification by a floating mechanism.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.160-164
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• 2007

In the steel industry, there is a need to produce large forged parts for the automobile industries, the flight and shipping industries ad military industries. In the steel-industry application, a cogging technique for cast ingots is required, because the major parts are needed as one large body in order to obtain higher quality. Therefore, cogging process is the primary step in manufacturing of practically large open-die forging. In the cogging process, internal voids have to be eliminated as defects, The present work is concerned with the elimination of the internal voids in large ingots so as obtain sound products. In this study, hot compression tests were carried out to obtain the flow stress of cast microstructure at different temperature and strain rates. The FEM analysis are performed to investigate the overlap defect of cast ingots during cogging stage. The measure flow stress data were used to simulate the cogging process of cast ingot using the practical material properties. Also the analysis of void closure are performed by using the $DEFORM^{TM}$-3D. The calculated results of void closure behavior are compared with the measured results before and after cogging, which are scanned by the X-ray scanner. From this result, the criteria for deformation amounts effect on the void closure can be investigated by the comparison of practical experiment and numerical analysis.

• 보존과학회지
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• 제35권5호
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• pp.440-452
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• 2019

전통 제철 공정 중 단야공정에서 나타나는 다층구조 무늬의 선명도를 향상시키고자 재현실험을 통해 생산된 사철강(SI)과 탄소의 함량이 다른 3종류의 현대강인 경강(HS), 고탄소강(CS), 니켈탄소강(NiS)을 각각 단접한 소재 SIHS(사철강 + 경강), SICS(사철강 + 고탄소강), SINiS(사철강 + 니켈탄소강)을 대상으로 분석하였다. 사철강과 탄소의 함량이 다른 3종류의 현대강의 접합면에 대한 미세조직 관찰 결과, SINiS의 경우 다른 소재에 비해 단접면의 단접이 잘 이루어졌고 표면무늬 또한 두드러지게 관찰되었다. 결정립 크기는 소재별 큰 차이는 없었으나 경도는 SICS가 가장 높았다. 소재별 접합면에 대한 전자빔 미세분석법 측정 결과, SINiS의 경우 니켈과 탄소가 함유되어 표면무늬의 선명도가 다른 소재에 비해 높은 것으로 관찰된다. 이상의 결과를 통해 전통단접기술의 특징인 다층구조 소재에서 표현되는 표면무늬의 선명도를 높이기 위해서는 니켈이 함유된 탄소강이 가장 적합함을 확인할 수 있었다.

• 광물과 암석
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• 제35권3호
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• pp.313-331
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• 2022

무기 자연 수소(H₂)는 천연가스의 주요 구성성분이지만, 청정 및 재생 가능한 에너지로써 글로벌 에너지 분야에서 그 중요성이 다소 과소평가되고 있다. 이 논문은 우리가 과거에 생각했던 것보다 훨씬 광범위한 환경에서 무기 자연 수소가 대륙 암석권에서 대량 생성된다는 최근 논문들을 바탕으로 자연 수소의 발생 기작과 이와 관련된 다양한 지질학적 특징들을 검토하였다. 지금까지 확인된 자연 수소의 주요 근원암은 (1) 초고철질암, (2) 철(Fe²⁺)이 풍부한 암석으로 구성된 강괴, (3) 우라늄이 풍부한 암석이다. 이 암석들은 선캄브리아 시대 결정질 기반암 그리고 중앙 해령과 대륙기반의 오피올라이트(ophiolite), 페리도타이트(peridotite) 암체에서 사문암화된 초고철질암과 밀접하게 관련된다(Zgonnik, 2020). 이 근원암들에서 자연 수소를 생성하는 무기적 작용은 (a) 광물(예, 감람석)의 Fe²⁺이 산화되는 동안 물의 환원, (b) 방사성 붕괴로 인한 수전해, (c) 규산염 암석의 기계적 파괴(예, 단층) 동안 물과 표면 라디칼의 반응 등이며, 자연 수소는 자유 기체(51%), 다양한 광물 내의 유체포유물(29%), 지하수의 용존기체(20%) 형태로 발견된다(Zgonnik, 2020). 우리나라의 경우 아직 자연 수소 연구가 수행되지는 않았지만, 경상분지 내 무기 자연 수소의 생성과 부존 가능성은 두꺼운 퇴적분지 내에서 초고철질암, 층간 현무암층과 철/구리 부화대 존재, 그리고 페름기-제3기 동안 능동적 대륙 연변부에서 여러 번의 화성활동 등을 포함한 지질학적/지구화학적 특성을 고려하면 상당히 높은 것으로 평가된다. 최근 지질 기원의 자연 수소를 연구/탐사하는 국외 학자들과 산업체들은 가까운 미래에 자연 수소가 깨끗하고 재생 가능한 획기적인 에너지원 역할을 할 것으로 전망하고 있다. 따라서 우리나라에서 자연 수소의 경제적 활용을 위한 부존지 발견 여부와 상관없이 지하의 암석-유체 상호작용에 관한 통합 연구를 통해 아직 밝혀지지 않은 자연 수소의 성인과 탐사는 차세대 핵심 연구임이 분명하다.

• 자원환경지질
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• 제8권2호
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• pp.73-87
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• 1975

한국(韓國)의 대단위지층(大單位地層)들은 "계(系)" 혹은 "층군(層群)"으로 불리워 왔으나 광역부정합(廣域不整合)을 그 상하면(上下面)으로 하는 것이 가장 기본적(基本的)인 특징(特徵)이므로 SYNTHEM간계(間系)이란 단위명(單位名)이 적당(適當)하다. 한반도(韓半島)는 그 면적(面積)의 대부분(大部分)이 준강괴적(準剛塊的) 성격(性格)을 띄고 있는데 그러한 지역(地域)에 발달(發達)된 지층(地層)을 대부정합(大不整合)에 기준(基準)하여 분류(分類)하면 상원(詳原), 조선(朝鮮), 평안(平安), 대동(大同) 및 경상(慶尙)의 제간계(諸間系)들이 인정(認定)된다. 이들 사이의 부정합(不整合)들은 조산운동(造山運動)에 기곤(基困)한 것과 조륙운동(造陸運動) (및 수직조구조(垂直造構造))에 기곤(基困)한 것으로 나눌 수 있다. 상원간계(詳原間系)와 선상원기반누층(先詳原基盤累層)(basement complex)과의 경계(境界)는 확연(確然)한 무정합(無整合)(noncomformity)이다. 상원(詳原), 조선(朝鮮), 및 평안(平安) 간계(間系)들 사이의 부정합(不整合)은 선(先)캠브리아 영대후기(永代後期) 및 고생대(古生代) 동안 이들이 분포(分布)하는 지각부분(地殼部分)이 안정(安定)을 유지하였음을 표상(表象)하는 비정합(非整合)(disconformity)들이다. 평안(平安), 대동(大同), 및 경상간계(慶尙間系)들 사이의 부정합(不整合)은 중생대조산운동(中生代造山運動)들을 대표(代表)하는 경사부정합(傾斜不整合)들이다. 경상간계(慶尙間系) 상하(上下)의 부정합(不整合)들은 곳에 따라 (주라기(紀) 중기(中期)내지 후기(後期) 및 백악기(白堊紀) 말기(末期)의 화강암(花崗岩)들 위의) 무정합(無整合)이다. 연천(漣川) 및 마천령(摩天嶺) 누층군(累層群)들은 화강암질암(花崗岩質岩)을 사이에 두고 서로 떨어져 있어 상호(相互) 관계(關係)가 직접(直接)으로 표시(表示)되어 있는 곳은 없으나, 그 변형변성(變形變成)의 정도(程度)와 암질(岩質)이 현저한 차이(差異)를 나타냄에 비추어 서로 시대(時代)를 달리할 가능성(可能性)이 크다는 생각은 오래 전 부터 있었다. 남한(南韓)의 편마암류(片麻岩類)에 대한 가장 확실성(確實性)있는 방사능(放射能) 연령측정치(年齡測定値)가 20억년전(億年前) 내외(內外)라는 근래(近來)의 자료(資料)는 연천누층군(漣川累層群)을 포함(包含)하는 한반도(韓半島)의 최고기(最古期) 기반누층(基盤累層)을 가장 광역적(廣域的)으로 변성(變成) 화강암화(花崗岩化) 시킨 시기(時期)가 바로 그 때임을 의미(意味)하는 것으로 생각된다. 이에 반(反)하여 마천령누층군(摩天嶺累層群) 발달말기(發達末期) 또는 직후(直後)에 관입(貫入)한 것으로 생각되는 이원화성암군(利原火成岩群)의 방사능(放射能) 연령치(年齡値)는 10수억년전(數億年前)으로 측정(測定)되어 있다. 이러한 절대연령자료(絶對年齡資料)들은 연천누층군(漣川累層群)이 마천령누층군(摩天嶺累層群)보다 고기(古期)라는 견해(見解)를 뒷받침한다. 마천령누층군(摩天嶺累層群)의 대비층(對比層)이 남한(南韓)에서는 발견(發見)되지 않는 사실(事實)은 상원간계(詳原間系) 또한 남한(南韓)에서 발견(發見)되지 않는다는 사실(事實)과 더불어 주목(注目)을 요(要)한다. 상원간계(詳原間系)의 사당우층군(祠堂隅層群)과 구현층군(駒峴層群) 사이에 있는 평행부정합(平行不整合)은 상원간계(詳原間系)와 조선간계(朝鮮間系) 사이에 있는 평행부정합(平行不整合) 못지않게 큰 것이나, 후자(後者)는 선(先)캠브리아 영대층(永代層)과 현생영대층(顯生永代層)을 갈라놓는 중요(重要)한 구실때문에 중요시(重要視)되어 왔다. 상원간계(詳原間系)는 중국(中國)의 광의(廣意)의 진단계(震旦系)(Sinan)에 대비(對比)된다. 표식진단계(標式震旦系)의 기저(基底)의 연령(年齡)은 13억년전(億年前)으로 측정(測定)되어 있다. 중국(中國) 북부(北部)와 북한(北韓)에 있어서 상원간계(詳原間系)와 조선간계(朝鮮間系)는 그 분포(分布)가 흔히 병행하고 구조적(構造的)으로 흡사하며 암질(岩質)에도 공통점(共通點)이 많아 하나의 대단위지층(大單位地層)("낙랑계(樂浪系)")으로 간주된 일까지 있다. 조선간계(朝鮮間系) 기저(基底)에서 화석(化石)이 산출(産出)된 곳으로는 북한(北韓)의 문산리(文山里) 부근(附近)이 있는데 이곳에서는 캠브리아기(紀) 초기중(初期中) 비교적초기(比較的初期)의 것으로 인정(認定)되는 화석군(化石群)이 산출(産出)되었다. 조선간계(朝鮮間系)의 층서(層序)가 비교적(比較的) 잘 연구(硏究)된 곳은 강원도(江原道) 대기(大基)-동점(銅店) 지방(地方)인데 이곳의 최상위층(最上位層)인 직운산층(織雲山層) 및 두위봉층(斗圍峰層)에서는 유럽의 Llandeilian 계(階) 및 Caradocian 계(階)와의 공통속(共通屬)으로는 인정(認定)된 화석(化石)들이 산출(産出)되었다. Llandeilian과 Caradocian의 경계(境界)를 가지고 오르드뷔스기(紀)의 중부(中部)와 상부(上部)의 경계(境界)를 삼 관례(慣例)에 따르면 조선간계(朝鮮間系)는 그 시대(時代)가 캠브리아기(紀)와 오르드뷔스기(紀) 중기(中期)(후기(後期)의 전기(前期)에까지?) 걸친다고 보게된다. 조선간계(朝鮮間系)가 여러번의 해침(海浸)과 해퇴(海退)를 반영(反影)하고 있음에 반(反)하여 평안간계(平安間系)는 하나의 큰 해퇴형단면(海退形斷面)을 이룬다. 조선간계(朝鮮間系)의 암질지층단위(岩質地層單位)들이 국지적(局地的)임에 반(反)하여 평안간계(平安間系)의 홍점(紅店), 사동(寺洞), 고방산(高坊山), 및 녹암(綠岩)의 제층(諸層)들은 널리 인정(認定)되며 시간지층단위(時間地層單位)로도 사용(使用)이 가능(可能)하다. 홍점층(紅店層) 혹은 홍점통(紅店統)은 해서화석(海棲化石)을 다산(多産)하는데 이들은 본층(本層)의 퇴적(堆積)이 석탄기(石炭紀) Moscovian 계(階) 초(初)에 시작(始作)되었음을 가리킨다. 녹암통(綠岩統) 혹은 태자원통(太子院統)은 화석(化石)이 극(極)히 희귀(希貴)하여 시대결정(時代決定)이 어려우나, 중국남부(中國南部)에 있어서는 그 대비층(對比層)에 해성층(海成層)이 협제되어 있고 페름기(紀) 후기(後期)의 표준화석(標準化石)들이 산출(産出)되었다. 평안간계(平安間系)가 삼첩계(三疊系)의 일부(一部)를 포함(包含)한다는 증거는 발견(發見)되지 않는다. 선(先)캠브리아후기(後期)와 고생대(古生代) 동안 한반도(韓半島)와 중국북부(中國北部)에는 조산운동(造山運動)이 없었으나 중생대(中生代)에는 이곳에 여러번의 변동기(變動期)가 있었고 한반도(韓半島)에는 두번의 절정기(絶頂期)가 있었다. 평안간계(平安間系)는 삼첩기(三疊紀) 전반기간(前半期間)에 있은 송임조산운동(松林造山運動)으로 곤(困)하여 습곡(褶曲)되었으며 반도북동부(半島北東部)에는 조산운동(造山運動)에 수반된 화강암(花崗岩) 관입(貫入)이 있었다. 그 방사능(放射能) 연령치(年齡値)는 2억(億)2천만년(千萬年) 내지 1억(億)8천만년(千萬年) 전(前)이나 측정치(測定値)의 대다수(大多數)는 삼첩기(三疊紀) 전반기(前半期)에 집중(集中)된다. 송임운동(松林運動)은 남한(南韓)보다 북한(北韓)에서 격렬하였으나 주라기(紀)의 대보조산운동(大寶造山運動)은 북한(北韓)보다 남한(南韓)에서 위세(偉勢)를 떨쳤던 것으로 나타난다. 대보운동(大寶運動)에 수반된 화강암(花崗岩)의 방사능연령치(放射能年齡値)는 1억(億)7천만년(千萬年) 내지 1억(億)5천만년전(千萬年前)(주라기중기(紀中期) 내지 후기(後期)의 초기(初期))이다. 대동간계(大同間系)는 송임운동이후(松林運動以後) 대보운동이전(大寶運動以前) 기간중(期間中)에 퇴적(堆積)된 지층(地層)이다. 대보운동(大寶運動) 이후(以後) 백악기(白堊紀) 동안에 걸쳐 경상간계(慶尙間系)가 퇴적(堆積)되었다. 한반도(韓半島)에 있어서 페름계(系)와 중생대층(中生代層)은 옥천류동대(沃川流動帶)의 지층(地層)을 제외(除外)하고는 모두가 육성층(陸成層)이다. 경상간계(慶尙間系)의 퇴적후기(堆積後期)에는 퇴적분지(堆積盆地)에 대규모의 화산암분출(火山岩噴出)이 있었고 이어 (백악기말(白堊紀末)에는) 대규모의 화강암(花崗岩) 관입(貫入)이 있었다. 이어 (신생대초(新生代初)에는) 퇴적분지(堆積盆地)의 소멸(消滅)을 가져온 지반(地盤)의 육기운동(陸起運動)이 일어났는데 동해(東海)와 황해(黃海)의 심강운동(沈降運動), 따라서 반도(半島)의 형성(形成)은, 이와 동시(同時)이거나 후속(後續)한 현상(現象)일 것이다. 중신세층(中新世層)이 동해안(東海岸)을 따라 분포(分布)함을 보아 중신세말(中新世末)에 반도(半島)의 경동운동(傾動運動)과 동시(同時)에 동해(東海)의 가속적(加速的) 심강(沈降)이 있었던 것으로 생각된다.