• 제목/요약/키워드: 결정화작용

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삼산제일광산 폐광석의 풍화와 2차광물의 침전에 관한 광물학적 연구

  • 연규훈;이평구;최상훈;박성원;염승준
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.396-399
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    • 2004
  • 산화환경에 노출된 폐광석에 포함되어 있는 황화광물은 산소와 물과의 화학반응을 통해 산화작용을 받게 되고, 이로 인하여 Fe, Mn, Pb, Zn, Cu 및 As등의 원소의 용해반응이 발생할 것으로 예상된다. 그러나 이와 같이 용해된 금속이온은 pH등 환경의 변화에 따라 2차광물(산화광물 및 황산염광물)로 침전되거나 흡착되어 수용액으로부터 제거되어 자연적으로 고정화 될 수 있다. 이처럼 황화광물의 산화작용에 의해 형성된 2차광물에 대한 광물학적 연구는 광산복원을 결정하는데 직접적인 지구화학적 자료로 활용될 수 있다. 삼산제일광산에 방치된 폐광석을 대상으로 XRD, SEM/EDS을 이용하여 광물학적 연구를 수행한 결과 침전과 공침, 흡착 등의 화학반응을 통하여 현재 고정화되고 있는 것이 확인되었다.

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경상남도 울산지역 가대리화강암에 대한 암석화학적 연구 (Petrochemical Study of the Gadaeri Granite in Ulsan Area, Kyeongsang Province)

  • 최선규;위수민
    • 자원환경지질
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    • 제27권5호
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    • pp.459-467
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    • 1994
  • 울산지역에 분포하는 가대리 화강암체는 울산 철 텅그스텐 광화작용의 관계화성암으로서 전형적인 미문상조직을 보여주며, 칼크-알칼리 계열과 I-type화강암류의 지화학적 특성을 나타내고 있다. 가대리화강암은 물이 포화된 상태에서 0.5~2.0 kbar의 압력조건하에서 생성된 것으로 이는 천부에서의 분별결정에 기인된 것으로 화학성분의 분화는 대부분 알칼리 장석의 분별결정작용으로 이루어졌다. 경상분지 최남단에 분포하며 철광화작용과 관련된 미문상화강암체인 마산-김해 화강암체와 가대리화강암제는 미량성분의 화학조성을 비교해볼때 전혀다른 모마그마에서 분화되었음올 시사해준다.

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해염(Sea Salts) 분무에 의한 감은사지 삼층석탑(서탑)의 풍화현상에 관한 환경광물학적 연구 (Environmental Mineralogical Study on Weathering of the Western Stone Pagoda in Gameun Temple by Sea Salts Spray)

  • 성소영;김수진;박찬수
    • 한국문화재보존과학회:학술대회논문집
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    • 한국문화재보존과학회 2004년도 제19회 발표논문집
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    • pp.78-91
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    • 2004
  • 염(Salts)은 일반적으로 가장 강력한 풍화요인 물질 중 하나이다. 염의 결정화(crystallization) 및 수화(hydration)작용은 석재의 화학적 풍화 뿐만이 아니라 물리적 풍화를 가속화 시킨다. 감은사지 석탑은 오랜 세월 대기 중에 노출되어 대기환경오염으로 인한 화학적 풍화 뿐만이 아니라 지리적으로 바다에 인접해 있어 바다에서 기원한 염화나트륨(NaCl)의 영향으로 다른 석조물에 비해 심한 물리적 풍화현상을 보이고 있다. 편광 현미경 및 SEM, XRD, XRF를 이용하여 석탑의 구성석재 및 염(salts)에 대한분석을 실시하였으며, 용출실험을 통해 얻은 용액에 대해서는 IC와 ICP-AES를 이용하여 분석하였고, 염류와 석재의 반응산물로 만들어진 염에 대해서는 정방위시료와 부정방위시료를 제작하여 분석하였다. 감은사지 석탑을 이루는 암석은 결정응회암으로 주 구성 광물은 사장석 및 정장석이며 소량의 석영 및 흑운모 등이 함유되어 있고 소량의 유리질 석기로 구성되어 있다. 석재의 표면에는 주 구성 광물들의 화학적 풍화로 인해서 생성된 2차 광물로 팽창성 점토광물인 스멕타이트가 존재하며, 대기오염물질과의 결합에 의해 생성된 대표적인 황산염인 석고$(gypsum,\;CaSO_4{\cdot}2H_2O)$, 소금(halite, NaCl), 해양기원 염류인 소금성분과 대기오염물질이 만들어낸 테나다이트$(thenardite,\;Na_2SO_4)$가 존재한다. 이들 염류는 일차적으로 암석의 표면에 백화현상을 초래하기도 하고, 대기 중의 오염물질과 결합하여 일부는 흑화현상을 보이기도 한다. 또한 암석 내 수분이 증가할 경우 이들 염들이 암석의 공극이나 열극을 따라 내부로 이동하여 subflorescence를 발생시켜 박락 및 박탈의 원인이 되었으며, 온도와 수분의 변화에 따른 이들 염(salts)의 수화 및 결정 작용 그리고 새로운 염(salts)의 침전작용을 반복하면서 석재 내부와 외부의 암석 및 결정에 균열과 미세열극 등이 생성되어 석재 자체의 구조적 안정성에 영향을 주고 있다. 따라서 감은사지 석탑은 지리적 환경 차이로 인해 일반적인 환경의 석조물들과는 다른 형태의 풍화양상을 보이고 있어서 풍화양상 및 풍화형태에 대한 정확한 연구와 이해를 바탕으로 보존대책이 마련되어야 한다.

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테트라하이드로퓨란의 개환 중합반응에 의해 변형된 12-몰리브도인산의 특성 및 촉매 반응성 (Characteristics and Catalytic Activities of 12-Molybdophosphoricacid Modified by Ring Opening Polymerization of Tetrahydrofuran)

  • 박교익;이화영;송인규
    • 공업화학
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    • 제9권7호
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    • pp.1018-1022
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    • 1998
  • 본 연구에서는 테트라하이드로퓨란(THF)의 개환중합반응에 의해 변형된 12-몰리브도인산의 특성 및 촉매 반응성을 살펴보았다. 기상 에탄올 전화반응에서 THF에 의해 변형된 12-몰리브도인산은 모산 촉매보다 매우 우수한 전환율 및 생성물 수율을 보였다. 변형된 12-몰리브도인산의 증가된 반응성은 변형된 헤테로폴리음이온의 구조적 유연성과 약화된 수소결합에 기인하는 것으로 판단된다. THF는 양성자 또는 결정수를 매개로 헤테로폴리산과 상호작용을 하는 것으로 나타났는데, 결정수를 중심으로 한 THF와 헤테로폴리음이온간의 상호작용이 변형된 12-몰리브도인산의 촉매 활성을 결정하는 주된 요인이었다.

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서보광산 폐광석 내 2차 광물에 의한 중금속 고정화 (Heavy Metal Retention by Secondary Minerals in Mine Waste Rocks at the Abandoned Seobo Mine)

  • 이평구;강민주;최상훈;신성천
    • 자원환경지질
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    • 제36권3호
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    • pp.177-189
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    • 2003
  • 서보광산의 폐광석에 대한 황화광물의 산화작용과 용해된 금속이온들의 이동을 제한하는 메카니즘을 밝히고자 광물학적 연구를 수행하였다. 광물학적 연구를 위해서 반사현미경 관찰, XRD 분석, SEM/EDS 분석을 실시하였다. 폐광석에 대한 광물학적 연구를 통해 앵글레사이트(anglesite), 코벨라이트(covellite), 침철석(goethite), 자연황(native sulfur), 엔소타이트(nsutite) 등의 2차광물을 확인하였으며, 이들 2차광물은 용해된 비소, 구리, 철, 망간, 납, 아연의 확산을 제어한다. 용해된 비소, 구리, 철, 망간, 납, 아연은 철수산화광물과 망간수산화광물에 흡착되거나 공침되기도 한다. 철수산화광물은 결정도가 낮은 것과 높은 것(침철석)으로 분류된다. 비소는 결정도가 낮은 철수산화광물에서 9∼24 wt.%가 검출되며, 결정도가 더 높은 철수산화광물(침철석 등)에서는 상대적으로 낮은 함량(0.6∼7.7wt.%)이 검출되었다. 이것은 결정도가 낮은 철수산화광물에 흡착되었던 비소가 철수산화광물의 결정도가 높아지면서 비소를 방출하기 때문이거나 비표면적의 차이에 기인한 것으로 해석된다. 폐광석으로부터 용해된 중금속과 미량금속원소들은 침전(Fe, Mn, Cu, Pb), 공침(Fe, Mn) 및 흡착(As, Cu, Pb, Zn) 등의 화학반응을 통하여 다시 고정화됨으로써, 현장에서 자연적으로 정화되고 있다. 이러한 광물학적 연구결과들은 광산 폐기물의 지화학적 환경 영향평가에 이용할 수 있고, 가능한 광산복원 계획을 세우는 데 유용한 자료로 사용될 수 있다.

관능화 그래핀 쉬트/에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 복합재료의 물성 (Physical Properties of Functionalized Graphene Sheet/Poly(ethylene-co-vinyl acetate) Composites)

  • 이기석;김정호;정한모
    • 폴리머
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    • 제38권3호
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    • pp.307-313
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    • 2014
  • Poly(ethylene-co-vinyl acetate) (EVA) 중에 포함된 비닐아세테이트의 함량을 0~40 wt% 범위에서 변화시키면서, 관능화 그래핀 쉬트(functionalized graphene sheet, FGS)/EVA 복합재료의 물성 변화를 조사하였다. EVA 중 극성을 가진 비닐아세테이트의 함량이 증가할수록 FGS와의 혼화성이 증가하여, FGS의 분산이 좋아지면서 EVA의 표면 저항 감소, 모듈러스 증가가 효과적으로 발현되었다. EVA 중 비닐아세테이트의 함량이 적어 FGS와의 상호작용이 작은 경우는 계면에서의 접착력이 낮아 인장력을 부가한 경우 파괴가 급격히 진행되어 파괴점에서의 신도가 크게 감소하였다. 복합재료에서 EVA의 결정화는 FGS와의 상호작용으로 대체적으로 감소하였다. 하지만, 비닐아세테이트 함량이 작은 EVA에 소량의 FGS를 첨가한 경우는 기핵효과에 의한 결정화 촉진이 관찰되었다.

접착영역 모델을 사용한 2상 리튬 이온 충전 시 실리콘 음극 전극의 균열진전 해석 (Evaluation of Crack Propagation in Silicon Anode using Cohesive Zone Model during Two-phase Lithiation)

  • 김용우;한동석
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제32권5호
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    • pp.297-304
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    • 2019
  • 본 논문에서는 접착영역 모델을 이용하여 2상 리튬이온 충전 시 실리콘 음극 전극의 균열진전 해석을 수행하였다. 리튬화 실리콘은 결정질 실리콘에 비해 부피가 약 3배 이상 크므로 리튬이온 충전 시 외각의 리튬화 실리콘에 매우 큰 압축력이 작용하여 압축항복이 발생한다. 리튬이온 충전 시 외각의 리튬화 실리콘은 압축항복 후에 내부의 결정질 실리콘이 리튬화 실리콘으로 상 변이하면서 발생하는 부피 팽창으로 인해 인장력이 작용한다. 이러한 인장력으로 인해 발생하는 균열진전을 접착영역 모델을 이용하여 모사하였다. 사용한 접착영역 모델은 PPR 포텐셜 기반 접착영역 모델로 하나의 포텐셜을 사용하여 복합모드에 대해서도 에너지 소산에 일관성을 지니고 있다. 유한요소 수치해석 모델로 2상 리튬이온 충전 시 모서리 균열진전을 모사한 결과가 실제 실험결과와 일치함을 확인하였고, 균열 팁에서의 최대 인장응력의 각도를 분석하여 실제 실험처럼 균열진전 방향이 회전할 것을 예측할 수 있었다.

알렌화합물의 (4+2) 고리화반응에서 입체 선택성에 대한 $\pi$-비결합 2차 궤도함수 상호작용의 중요성 (The Importance of $\pi$-Nonbonded Secondary Orbital Interaction on the Stereoselectivity in the (4+2) Cycloaddition Reactions of Allene Compounds)

  • 이익춘;유근배;이병춘
    • 대한화학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.133-142
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    • 1987
  • 시클로로펜타디엔과 메틸기로 치환된 알렌의 산 및 에스테르간의 (4+2)고리화반응에서 입체 선택성을 $\pi$-비결합상호작용($\pi$-NBI)을 적용하여 고찰하였다. 열반응에서는 diene(LUMO)-dienophile (HOMO)만을 고려한 2-FMO방법이, 산촉매반응에서는 diene (HOMO)-dienophile (LUMO)상호작용만을 고려한 2-FMO방법이 이들의 입체선택성의 결정에 중요하였다. cumulated diene계의 친디엔체에서 메틸 치환기는 알렌구조와 through-bond 상호작용에 의해 $\pi$-isoconjugate diene 구조를 형성하여 컨쥬게이션기로 작용하며 FMO의 에너지에 narrowing effect를 주고 있으나 이같은 $\pi$-isoconjugated diene 구조를 만들 수 없는 친디엔체에서는 메틸기가 단순히 전자주는기로 작용한다. 열반응에서 입체선택성은 에틸렌 분자와 마찬가지로 메틸 치환기의 $\pi$-비결합 2차궤도 상호작용($\pi$-NSOI)에 의해서 좌우되었다.

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Poly과 열방성액정 고분자 블렌드의 열적 성질에관한연구 (Thermal Properties of blends of Poly and a Thermotropic Liquid Crystalline Polymer)

  • 김명섭
    • 유변학
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    • 제7권3호
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    • pp.250-260
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    • 1995
  • 스크류 압출기로 제조한 poly(ether ether ketone) (PEEK)과 p-hydroxy benzoic acid/poly(ethylene tere-phthalate) (HBA/PET)의 공중합체인 열방성 액정 고분자의 블렌드 를 전조성에 대하여시차 주사 열분석기 (DSC)와 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 연구하 였다. 측정된 유리전이 온도와 유리전이 온도에서의 열용량 증가분으로부터 PEEK가 액정고 분자에 녹아들어가는 양보다 액정 고분자가 PEEK에 녹아들어가는 양이 더 많음을 알수 있 었다. 고분자-고분자상호작용계수($\chi$12)값은 35$0^{\circ}C$에서 0.069$\pm$0.004이었고, 짝상에서 액정고 분자의 degree of disorder는 PEEK의 질량분율이 증가함에 따라 증가하였다. 블렌드에서 PEEK의 결정화에 액정 고분자는 거의 영향을 주지않았고 액정 고분자의 결정화 역시 PE 따에 영향을 받지 않았다. 모폴로지연구에서는 액정 고분자를 PEEK에 10%첨가시에 PEEK 의 메트릭스상에서 액정 고분자가 신장된 타원형을 형성하였으며 액정 고분자를 20% 첨가 시에는 액정 고분자가 섬유상구조를 가지고 있었다.

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울릉도 알봉 용암돔의 미정 조직분석으로부터 폭발성 및 분류성 분출 간의 전환 해석 (Interpretion of Transition between Explosive and Effusive Eruptions from Microlite Textural Analyses in the Albong Lava Dome, Ulleung Island, Korea)

  • 황상구;김기범;손영우;현혜원
    • 자원환경지질
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    • 제53권5호
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    • pp.553-564
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    • 2020
  • 울릉도에서 폭발성 및 분류성 분출 간의 전환은 돔형성 분출을 나타내는 나리분석층과 알봉조면안산암(용암돔)에서 관찰되며, 유동성 마그마, 상승률 및 탈기작용과 같은 요인과 연관된다. 그러나 이들에 대한 해석은 요인들 간의 상호작용이 복잡할 뿐만 아니라 분출과정에서의 거동을 예측하기 어렵기 때문에 지금까지 해결되지 않았다. 이 논문은 나리 칼데라에서 알봉 용암돔 형성과정에서 인지되는 폭발성 및 분류성 분출에 초점을 두었다. 시료는 분석층과 용암돔에서 시간에 따라 채취하였으며, 분출 단계 및 활동 양식과 연계되어 있다. 이 시료들에서 석기 장석미정의 조직은 면적 개수밀도, 평균 미정크기, 결정 종횡비, 석기 결정률 등을 포함하며 정량적으로 분석되었다. 이러한 미정의 조직은 천부에서 분출전 및 분출동시 마그마 과정이 분출 동안 거동변화를 제어하면서 진행되었다는 것을 보여준다. 폭발성 및 분류성 분출 간의 전환은 주로 화도 내 마그마 상승의 역학관계에 의해 일어났으며, 탈기작용과 결정작용이 피드백 메카니즘을 통해 일어남으로서 분류성 및 폭발성 분출의 한 윤회를 초래했다.