• 제목/요약/키워드: 구형입자

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분무열분해 공정에 의한 코발트 산화물 나노 분체 제조에 미치는 노즐 팁 크기의 영향 (Effect of Nozzle Tip Size on the Preparation of Nano-Sized Cobalt Oxide Powder by Spray Pyrolysis Process)

  • 김동희;유재근
    • 자원리싸이클링
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    • 제25권6호
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    • pp.41-49
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    • 2016
  • 본 연구에서는 코발트 염화물($CoCl_2$) 용액을 원료로 하여 분무열분해 반응에 의하여 평균입도 50 nm 이하의 코발트 산화물($Co_3O_4$) 분말을 제조하였으며 원료용액이 분사되는 노즐 팁의 크기 변화에 따른 입자들의 특성 변화를 파악하였다. 노즐 팁의 크기가 1 mm인 경우에는 형성된 대부분의 액적형태는 구형을 이루고 있으며 표면은 매우 치밀한 조직을 나타내고 있음을 알 수 있었다. 최종 형성된 입자들의 평균입도는 20 ~ 30 nm이었다. 노즐 팁의 크기가 2 mm인 경우에는 형성된 액적형태는 일부는 구형을 이루고 있었지만 상당 부분은 심하게 분열된 형태를 나타내고 있었다. 노즐 팁 크기가 5 mm인 경우에는 구형을 이루는 액적형태는 거의 존재하지 않았으며 거의 대부분 심하게 분열된 상태를 나타내고 있었다. 액적형태의 표면조직은 다른 노즐 팁 경우에 비하여 치밀함이 크게 감소하였다. 형성된 입자들의 평균입도는 약 25 nm이었다. 노즐 팁 크기가 1 mm로부터 2 mm 및 3 mm로 증가함에 따라 XRD 피크들의 강도는 거의 변화가 없는 반면 노즐 팁 크기가 5 mm로 증가되는 경우에는 피크의 강도가 현저히 감소하게 되었다. 노즐 팁 크기가 1 mm로부터 2 mm 로 증가함에 따라 입자들의 비표면적은 감소하였으며 5 mm로 증가되는 경우에는 비표면적이 현저히 증가하였다.

수용액에 분산된 ZnO 분말의 laser ablation에 의한 ZnO 나노입자의 생성 (Preparation of ZnO Nanoparticles by Laser Ablation of Dispersed ZnO Powder in Solution)

  • 강위경;정영근
    • 대한화학회지
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    • 제50권6호
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    • pp.440-446
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    • 2006
  • 액체상태에 분산된 ZnO 분말을 레이저 ablation 시켜 ZnO 나노입자를 생성하였고, 계면활성제에 따른 생성된 나노입자의 특성을 비교하였다. 생성된 나노 입자는 UV-VIS 흡광 스펙트럼과 X-ray 회절 스펙트럼으로 순수한 ZnO 결정 상태를 나타냄을 확인하였으며, 전자투과 현미경 사진으로 나노입자의 크기, 크기 분포 및 모양을 관찰하였다. 순수한 물에서 얻어진 ZnO 나노입자의 밴드 갭 에너지는 3.35 eV로 bulk ZnO와 비슷한 값을 나타내었으며, 평균 크기는 27 nm로 막대모양의 입자들이 주로 생성되었다. SDS 용액에서 얻어진 ZnO 나노입자는 입자 크기가 평균 28 nm인 주로 구형에 가까운 형태를 가졌으며 CTAB 용액에서 나노입자는 막대 모양의 형태가 많으며 평균 크기가 40 nm 이었다. CTAB 용액에서 만들어진 ZnO 나노입자는 SDS 용액에서 만들어진 ZnO 나노입자 보다 더 안정하였다. 이러한 계면활성제에 따른 ZnO 나노입자의 크기 및 모양, 그리고 안정성의 차이는 ZnO와 계면활성제 사이의 전하 극성 차이로 인한 정정기적 인력과 용매화 차이로 설명할 수 있었다.

열저장 매체로서 상변환 물질을 함유하는 폴리스티렌 나노입자의 제조 및 열적 특성 (Preparation and Thermal Properties of Polystyrene Nanoparticles Containing Phase Change Materials as Thermal Storage Medium)

  • 박수진;김기석;홍성권
    • 폴리머
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    • 제29권1호
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    • pp.8-13
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    • 2005
  • 상변환 물질(PCM)을 함유하는 폴리스티렌(PS) 입자는 미니에멀션 중합을 이용하여 제조하였고, 여러 제조 조건에 따라 제조된 고분자 라텍스는 평균 입자크기, 입자 분포 그리고 잠열 저장특성에 관하여 조사하였다. 제조된 PS 입자의 형태와 입자 특성은 각각 SEM과 입도 분석기에 의하여 측정하였다. 분석 결과, 생성된 라텍스 입자의 특성은 각 변수에 의하여 조절할 수 있었으며, 제조된 PS 입자는 나노크기의 안정한 구형의 입자가 생성되는 것을 관찰할 수 있었다. 이는 중합시 첨가된 공유화제는 단량체 입자간의 Oswald ripening과 유착을 억제시키기 때문인 것으로 판단된다. 또한 PCM을 함유하는 PS 입자의 열적 특성은 시차주사열량계(DSC)를 이용하였고, PS 입자의 용융-동결 싸이클에 의하여 열에너지 저장 및 방출 특성을 조사하였다. DSC 결과로부터, PCM을 함유하는 PS 입자의 최대 잠열량은 약 145 J/g으로 나타나는 것을 확인할 수 있었고, 이로부터 PCM을 함유하는 PS 입자는 열에너지 저장매체로서 우수한 잠재성을 갖는 것으로 판단된다.

유체 계면에서 야누스 입자의 흡착 에너지 (Attachment Energy of Janus Particles at Fluid-Fluid Interfaces)

  • 박범준
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제51권6호
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    • pp.655-660
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    • 2013
  • 이 총설에서는 야누스 입자가 유체 계면에 흡착할 때, 이들 입자가 가지는 평형 배향에 대한 이론적 접근 방법을 소개하고자 한다. 구형, 타원면, 그리고 아령 모양의 야누스 입자를 모델로 하여, 입자의 모양, 젖음성, 크기가 평형 배향에 강하게 영향을 준다는 사실을 설명하겠다. 특히 야누스 타원면의 경우, 특정 조건에서 두 개의 에너지 최소점이 존재하고, 따라서 이들 입자들이 두 개의 배향(수직 배향과 기울어진 배향)을 동시에 가질 수 있음을 의미한다. 또한 입자들이 각각의 배향을 가질 확률은 두 에너지 최소점 사이의 에너지 장벽에 해당하는 방위각에 의해서 결정된다. 반대로 야누스 아령은 오로지 한 개의 배향만을 취하지만, 입자의 기하학적 그리고 화학적 비등방성과 비대칭성이 증가할수록 중간 배향을 갖게 된다. 중간 배향 상태에서 입자들은 일정 범위 내의 방위각에서 자유롭게 회전할 수 있다. 야누스 입자의 배향에 대한 연구는, 이들 입자들이 유체의 계면에 비가역으로 흡착할 때, 개별 입자들의 배향이 입자간 상호 작용, 회합 현상, 그리고 더 나아가 유변학적 성질에 직접적으로 영향을 미칠 수 있다는 점에서 그 중요성을 찾을 수 있다.

구형지하공동 형성이 지표침하에 미치는 영향에 대한 3차원 개별요소해석 (The effect of formation of spherical underground cavity on ground surface settlement : Numerical analysis using 3D DEM)

  • 이상현;이항로;송기일
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제18권2호
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    • pp.129-142
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    • 2016
  • 지표침하를 발생시키는 다양한 원인 중에 하나로 알려진 지하에서 발생되는 공동은 지반의 불연속적 특징이다. 그러므로 기존의 연속체해석으로 분석하기에는 한계가 있을 것으로 판단된다. 본 연구에서는 지표침하를 발생시키는 구형지하공동에 대해서 개별요소법을 활용하여 분석하였다. 지표침하에 영향을 미치는 구형지하공동의 특성인자로서 지반의 물성치, 구형지하공동의 심도 및 크기를 선택하였고, 각 특성인자들의 값의 변화가 지표침하에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 또한 지하공동의 직경에 대한 상대적 깊이와 지표침하의 관계를 분석하였고, 이를 통해 지하공동의 붕괴 예측 및 보강유무를 결정하기 위한 근간을 제시하였다.

오일 양이 최소화된 물/오일 에멀젼을 통한 구형 마이크로 크기 실리카 합성 (Preparation of Spherical Silica by Water/oil Microemulsion with Minimal Oil Content)

  • 표은지;차연아;강동균;권기영
    • 공업화학
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    • 제31권6호
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    • pp.635-638
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    • 2020
  • W/O 에멀젼을 통해 구형의 실리카를 합성하는데 있어서 오일의 양을 최소화하는 연구를 수행하였다. 물유리 283 g에 오일로서 헥산을 최소한으로 20~60 mL 사용하여 구형의 실리카가 합성됨을 확인하였다. 실리카의 크기는 오일의 양에 의존하였으며, 오일의 양이 증가함에 따라서 실리카 입자의 크기가 증가하는 것을 확인하였다. 합성된 구형 실리카의 비표면적을 BET법을 통해 측정해본 결과 186~230 ㎡/g 값임을 확인하였다. XRF 분석으로부터 90% 이상이 SiO2임을 확인하였으며, 물유리 사용으로 인한 나트륨이 3.27~4.5 wt. %의 불순물로 함유되어 있었다. 본 연구에서 제조한 구형의 실리카는 Si의 전구체를 공업용 규산나트륨 용액을 사용함과 더불어 최소한의 헥산과 비이온계면활성제를 통하여 만들어졌기 때문에 대량 합성 및 상업화에 최적화되어 있는 조건이라고 판단된다.

메밀과 밀가루 혼합분의 물성 특성 (Rheological Properties of Buckwheat-Wheat Flour Mixture)

  • 김복란;최용순;이상영
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.369-374
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    • 2000
  • 메밀가루를 이용한 빵을 만들기 위하여 밀가루에 메밀가루를 10,20,30%를 혼합한 반죽과 30% 메밀복합분에 글루텐, ascorbic acid 및 HPMC를 혼합한 반죽들의 amylogram, farinogram 및 extensogram의 특성을 측정하였으며 SEM을 이용한 반죽의 구조도 관찰하였다. Amylograph에 의한 호화개시온도, 최고점도 및 최고점도시의 글루텐, ascorbic acid 및 HPMC의 의해 감소하는 경향이었다. Farinograph에 의한 흡수량은 메밀가루의 참가량이 많을수록 약간씩 감소하였고, 글루텐을 첨가하였을 경우에는 증가하였으나 HPMC에 의해서는 오히려 감소하였다. 반죽형성시간은 메밀가루의 혼합비율이 높을수록 점차 짧아졌고 첨가제에 의해서는 증가하였다. Extensograph에 의한 발효특성은 메밀가루의 첨가량이 많을수록 신장도와 신장에 대한 저항도는 감소하였으나 첨가제사용에 의해 증가하였으며 특히 글루템에 의해 신장저항도와 반죽의 강도가 높게 나타났다. 또한 SEM에 으한 반죽의 구조는 메밀가루의 혼합비율이 높아질수록 규칙적인 protein matrix를 형성하지 못하고 구형의 큰 전분입자와 작은 전분입자들이 엉겨서 덩어리진 상태로 혼합되어 있었으며 첨가제에 의해 전분입자와 단백질matrix 상호간에 결합상태가 개선되었으며 특히 첨가제 중 글루템은 밀가루 반죽과 유사하였으므로 빵의 부피 및 제빵성을 향상시켜 줄 것으로 생각된다.

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유동층 전극반응기에서 기체의 유입이 산업폐수로부터 동입자의 회수에 미치는 영향 (Effects of Gas Injection on the Recovery of Copper Powder from Industrial Waste Water in Fluidized - Bed Electrolytic Reactors)

  • 송평섭;손성모;강용;김승재;김상돈
    • 공업화학
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    • 제16권4호
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    • pp.485-490
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    • 2005
  • 유동층 전극 반응기에서 기체의 주입이 산업폐수로부터 동입자의 회수에 미치는 영향을 고찰하였다. 유동층 전극 반응기에서 액체유속(0.1~0.4 cm/s), 전류밀도($2.0{\sim}3.5A/dm^2$) 그리고 투입되는 유동 고체입자의 양(1.0~4.0 wt%)의 일정조건에서 기체의 주입(0.1~0.4 cm/s)이 각 상들의 체류량과 동입자 회수효율에 미치는 영향을 검토하였다. 유동 고체 입자로는 폴리 스틸렌과 DVB (Divinyl Benzene)로 구성된 직경 0.5 mm의 구형입자(swelling 밀도: $1100kg/m^3$)를 사용하였다. 유동층 전극반응기에서 주입되는 기체 유속이 증가함에 따라 고체 체류량과 기체 체류량은 증가하는 반면 액체 체류량은 감소하는 경향을 나타내었다. 반응기내에 기체를 0.1~0.2 cm/s 정도 주입한 경우 기체 주입전에 비해 동 회수율이 증가한 반면 0.3~0.4 cm/s 이상 주입하면 기체 주입전보다 동 회수율은 오히려 감소하는 것으로 나타났다. 유동층 반응기에서 기체 및 액체 유속, 두 전극간 거리 그리고 유동고체입자의 양이 증가함에 따라 동의 회수율은 증가하다가 최대의 회수율을 나타낸 후 점점 감소하는 경향을 나타내었다. 전류밀도가 증가함에 따라서 동의 회수율은 패러데이 법칙에 의해 거의 선형적인 증가를 나타내었다.

Gd3+/Li+ 부활성제가 첨가된 구형의 Zn2SiO4:Mn 형광체 입자 (Spherical-shaped Zn2SiO4:Mn Phosphor Particles with Gd3+/Li+ Codopant)

  • 노현숙;이창희;윤호신;강윤찬;박희동;박승빈
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제40권6호
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    • pp.752-756
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    • 2002
  • PDP(Plasma Display Panel)용 녹색 형광체인 $Zn_2SiO_4:Mn$ 형광체의 제조에 있어 콜로이드 분무 열분해법을 도입하고, $Zn_2SiO_4$ wellimite 결정의 $Si^{4+}$ 자리를 치환하는 $Gd^{3+}/Li^+$ 부활성제를 첨가하여 형광체의 발광특성을 향상시키고자 하였다. 14 nm 크기의 fumed silica 입자를 규소 전구체로 도입한 콜로이드 분무열분해법에 의해서 제조되어진 $Zn_2SiO_4:Mn$ 입자는 응집이 없는 구형의 형상, 작은 입자 크기 및 좁은 입도 분포를 가졌다. $Gd^{3+}/Li^+$ 함량은 $Zn_2SiO_4:Mn$ 형광체 입자의 발광특성에 영향을 끼쳤으며, 적정한 함량의 $Gd^{3+}/Li^+$ 부활성제를 첨가함으로써 진공 자외선하에서 형광체의 발광휘도를 향상시키고, 잔광시간을 크게 줄일 수 있었다. 분무 열분해법에 의한 $Gd^{3+}/Li^+$이 코도핑된 $Zn_2SiO_4:Mn$ 형광체 입자의 제조에 있어서 후열처리 온도는 형광체의 발광특성을 결정짓는 주요한 인자이다. 0.1 mol%의 $Gd^{3+}/Li^+$ 부활제를 포함하고 $1,145^{\circ}C$ 온도에서 소결된 $Zn_2SiO_4:Mn$ 형광체 입자는 상업용 형광체에 비해 5% 높은 발광 휘도과 5.7 ms의 잔광시간을 가졌다.

GNP and Pechini 법에 의한 Cathode용 $(La{1-x}Sr_x)MnO_3$ 분말 합성 및 특성 (Preparation and Properties of Cathode $(La{1-x}Sr_x)MnO_3$ Powder by GNP and Pechini Process)

  • 이미재;박상선;이경희;최병현
    • 한국전기화학회:학술대회논문집
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    • 한국전기화학회 2002년도 연료전지심포지움 2002논문집
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    • pp.117-122
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    • 2002
  • 고체산화물 연료전지의 구성요소인 양극(공기극)을 GNP와 Pechini 법을 이용하여 $(La{1-x}Sr_x)MnO_3$ 양극을 합성하여 합성한 분말의 특성과 단위전지로 사용하기 위한 조건에서의 특성을 측정하였다. GNP로 합성한 분말의 경우 직접 $(LaSr)MnO_3$ 단일 결정상을 얻을 수 있었으나, Pechini 법으로 합성한 분말의 경우는 비정질이었다. 또한 각각의 방법으로 합성한 분말의 입자형태는 구형이었고 1차상 입자크기는 GNP가 40nm, Pechini, 법으로 합성한 경우 20nm 정도의 크기를 갖고 있었다. GNP로 합성한 분말의 입자크기와 비표면적의 경우 glycine의 첨가량이 증가함에 따라 입자크기는 감소하였으나 최적 glycine 첨가량은 2.0mole 였고, 이 때 평균2차상의 입자크기는 $13.24{\mu}m$로 agglomeration 되어있었다. 최적 cathode조성은 GNP법으로 합성한 $(La_{0.9}Sr_{0.1}MnO_3$로서 가능하였고, 이 조성에서의 열팽창계수는 $9.89\times10^{-6}/^{\circ}C$이고, 전기전도도($1200^{\circ}C$에서 2시간소결)는 110 S/cm을 나타내었다.

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