• Journal of the Korean Society of Combustion
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• v.6 no.1
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• pp.29-35
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• 2001

The surface flames in porous ceramic burner are experimentally characterized to investigate the effects of equivalence ratio and firing rates. The results show that the surface flames are classified into green, red radiant and blue surface flame as decrease of equivalence ratio. And each flame is maintained very stably and shows the same flame characteristics at any orientation of ceramic burner. Particularly the blue surface flame was found to be very stable at very lean equivalence ratio at 200 to $800\;kw/m^2$ firing rates. And the exhausted NOx was analysed to find out which flame has lower NOx emission. The blue surface flame showed the lowest NOx emission regardless of the location of burner since it sustained very stable at lean mixture ratio.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.33 no.7
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• pp.285-294
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• 2023

Porous ceramics are used in various industrial applications based on their physical properties, including isolation, storage, and thermal barrier properties. However, traditional manufacturing environments require additional steps to control artificial pores and limit deformities, because they rely on limited molding methods. To overcome this drawback, many studies have recently focused on fabricating porous structures using additive manufacturing techniques. In particular, the binder jet technology enables high porosity and various types of designs, and avoids the limitations of existing manufacturing processes. In this study, we investigated process optimization for manufacturing porous ceramic filters using the binder jet technology. In binder jet technology, the flowability of the powder used as the base material is an important factor, as well as compatibility with the binder in the process and for the final print. Flow agents and secondary binders were used to optimize the flowability and compatibility of the powders. In addition, the effects of the amount of added glass frit, and changes in sintering temperature on the microstructure, porosity and mechanical properties of the final printed product were investigated.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.109.2-109.2
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• 2010

세라믹 필터는 여러 종류의 분진제거 시스템에서 연소 배가스 정제를 위한 가장 적절한 소재로 알려져 있다. 현재까지 다양한 형태의 세라믹 필터가 개발되고 있는데, 캔들 타입(candle type), 튜브 타입(tubular type), 평판 타입(parallel flow type) 등이 그 예이다. 통상적으로 세라믹 캔들 필터는 가압유동층복합발전(PFBC, Pressurize Fluidized-Bed Combustion), 석탄가스화복합발전(IGCC, Integrated coal Gasification Combined Cycle), 석탄가스화연료전지복합발전(IGFC, Integrated coal Gasification Fuel cell Combined cycle)에서 고온 배가스 정제용으로 사용되고 있다. 일반적으로 IGCC나 CTL 합성가스 정제시스템의 경우에는 높은 고압(약 25기압)과 미세분진이 함유되어 있는 분위기에서 운전된다. 그러므로 이때 사용되는 초청정용 세라믹 집진필터는 고온, 고압 및 부식 환경에서 50 MPa 이상을 갖는 높은 강도와 내식성을 갖도록 개발되어야 하기 때문에 SiC(Silicon Carbide)가 가장 적절한 캔들 필터 소재로 적용되고 있다. 이에 따라 집진용 SiC 세라믹 캔들 필터를 개발하기 위해서는 고온에서 내산화성이 우수하고, 부피팽창에 의한 균열이 발생하지 않는 무기결합재의 선정 및 이를 통한 소재의 특성 최적화가 가장 중요한 부분이라 할 수 있다. 본 연구에서는 IGCC나 CTL 공정에 적용하기 위한 SiC 캔들 필터 소재 개발을 위해 래밍성형 공정으로 1m급의 탄화규소 캔들 필터 시작품을 제작하여 SiC 출발입자 크기와 무기계 결합재인 스트론튬 카보네이트의 첨가량 변화에 따른 필터 소재의 특성 평가를 수행하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.32 no.5
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• pp.258-263
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• 2022

Porous ceramics have the advantages of low density, low thermal conductivity, and excellent mechanical properties. Among porous ceramic manufacturing methods, the replica template method allows the easy manufacturing of porous filters with the highest porosity and pores of the desired size, but it also has the disadvantage that the resulting filters have low mechanical strength. To overcome this shortcoming, mullite (3Al₂O₃·2SiO₂) whiskers, which have excellent thermal stability and high mechanical strength, were introduced in porous ceramic structure. The mullite whiskers were synthesized using a composition of Al₂O₃, flyash and MoO₃. The morphologies and crystal structures of the mullite whiskers with MoO₃ contents were investigated in detail. When the porous ceramic with mullite whiskers was fabricated using 20 wt% MoO₃ catalyst the most uniform microstructure was obtained, and the mullite whiskers showed the highest aspect ratio of 47.03. The porosity and compressive strength of the fabricated porous ceramic were 82.12 % and 0.83 MPa, respectively.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.8 no.3
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• pp.374-381
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• 1997

Ceramic membranes are prepared by using molding method of the glass materials, ceramic-silicone composite membranes are synthesized with immersing silicone compound of sodiumate, $S_3$-Al, S3and we investigated the properties of gas permeation. Ceramic membranes and ceramic-sodiumate membranes that has been prepared were identified as porous structure and ceramic-$S_3$-Al membranes and ceramic-$S_3$ membranes were showed with dense structure by immersion of silicone compounds. Gas permeation properties through the ceramic membranes and ceramic-sodiumate membranes decreased with increasing temperature and linearly increased with increasing pressure, ceramic-$S_3$-Al membranes and ceramic-$S_3$ membranes increased with increasing temperature and pressure effect was low. Permeation rate was found out high value with ceramic membranes and in order of ceramic-sodiumate membranes, ceramic-$S_3$-Al membranes and ceramic-$S_3$ membranes, but selectivity reversed in the order. Gas permeation mechanism through the ceramic membranes and ceramics-sodiumate composite membrane decreased with increasing temperature, suggesting an Knudsen diffusion mechanism, but ceramic-$S_3$-Al composite membranes and ceramic-$S_3$ composite membranes showed an activated diffusion by which gas permeation rates through the membranes increased with an increase in temperature.

• Economic and Environmental Geology
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• v.37 no.1
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• pp.143-151
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• 2004

This study focused on examining the possibility of recycling mine solid waste as environmental materials, especially for porous media. Basic properties including mineralogical compositions, chemical compositions, and particle size distribution of the tailings from the Sangdong W mine were checked. The mineralogical and chemical compositions of the tailings samples were not much different in depth. According to Korean Standard Leaching Test for Wastes(KSLT), concentrations of heavy metals leached from the tailings were below the standard values. As a result of particle size analysis, the median diameter (d$_{50}$) of the tailings was in the range of 10 to 30 ${\mu}{\textrm}{m}$. The stable tailings slurry made up of 3 ${\mu}{\textrm}{m}$ in d$_{50}$ was prepared using Attrition Mill. The milling condition was 40 vol% in slurry concentration, 700 rpm in stirring speed, and 1 hour in milling time. PEI was added as dispersing agent. Concentrated slurry was extended to 3 times by foaming method. In the case of 3 times foamed slurry, the total and open porosity of ceramic supports sintered at 1,075$^{\circ}C$ for 90 minutes was about 80% and 72%, respectively. Pore size was in the range of 30∼350${\mu}{\textrm}{m}$. Therefore, the tailings could be recycled starting material for environmental materials such as macroporous ceramic support.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.97-97
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• 2015

전 세계적으로 화석연료의 고갈 및 환경오염 문제를 해결하기 위해 신재생에너지에 대한 관심이 급증하고 있다. 이러한 신재생에너지에는 수소 에너지, 자연 에너지(태양열, 지열 등), 바이오 매스 에너지 등이 포함된다. 이 중 수소 에너지는 지구상에 풍부하게 존재하고 있는 물과 탄화수소로부터 얻어지며, 연소 시에도 다시 물을 형성하여 오염 물질을 배출하지 않는 차세대 무공해 에너지원으로써 주목을 받고 있다. 수소 제조를 위한 공정에는 수증기 개질 공정(steam reforming), 부분 산화(partial oxidation) 및 자열개질(autothermal reforming) 등이 있으며 실제로 생산되는 대부분의 수소는 탄소/수소비(1:4)가 높은 메탄($CH_4$) 가스를 이용한 메탄 수증기 개질 공정(steam methane reforming)을 통하여 제조된다. 이 때 수소 제조의 고효율화 및 저비용화를 위해서는 반응물에 대한 높은 선택도, 고활성도 및 높은 안정성을 갖는 촉매가 반드시 필요하며, 대표적으로 Ni, Pt, Ru 등이 보고되고 있다. 이러한 촉매들은 대부분 세라믹 pellet 형태로 제작되어 왔으나 열전도도가 낮고 물리적 충격에 취약하다는 단점이 존재한다. 따라서 우리는 이러한 단점을 극복하고, 촉매의 활성을 높이기 위하여 다공성 금속 합금 폼을 촉매 지지체로 도입하였다. 또한, 다공성 금속 합금 폼 표면에 촉매의 분산 및 안정성을 향상시키기 위해 지지체와 촉매 사이에 원자층 증착법을 이용하여 inter-layer를 도입하였다. 이들의 구조, 형태, 및 표면의 화학적 상태는 주사전자현미경, EDS (energy dispersive spectroscopy)가 탑재된 주사전자현미경, X-선 회절, 및 X-선 광전자 분광법을 이용하여 규명하였다. 더하여 정전압-전류 측정법 및 유도 결합 플라즈마 분광 분석기을 이용하여 전기 화학 반응을 유도하고, 반응 후 전해질의 성분분석을 통해 촉매와 지지체 간의 안정성을 평가하였다. 따라서 본 결과들은 한국진공학회 하계정기학술대회를 통해 좀 더 자세히 논의될 것이다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1992.04a
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• pp.29-32
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• 1992

무기물질로 제조된 분리막은 대부분의 유기고분자 분리막에 비하여 열에 강하고, 구조의 안정성이 있으며, 유독 물질 및 미생물등에 영향을 덜받는다는 장점이 있어 폐수 처리, 식품 가공 및 생물 공학적 분리 목적으로 많은 연구가 진행되어 왔다. 최근 재료기술의 발달로 양질의 세라믹 분리막이 제조 가능하게 되었으며 다공성 alumina, zirconia, glass 분리막은 현재 4 nm - 5$\mu$m의 기공 범위로 상용화 되어 있다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1997.10a
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• pp.124-126
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• 1997

1. 서론 : 투과증발이란 비다공성 고분자막을 이용하여 수착, 확산, 및 증발기구를 통해 액체혼합물을 분리하는 기술이다. 따라서 투과증발의 분리효율은 고분자막의 종류 및 형태의 다양성뿐만 아니라 여러 단계의 기구 특성에 의해 결정된다. 일반저긍로 투과증발막의 성능은 분리하고자 하는 물질에 대한 선택도와 투과도로서 나타날 수 있다. (중략) 본 연구에서는 Poly(dimethylsiloxane)과 세라믹 지지체의 복합막을 이용하여 IPA(Isopropanol)/물 계에서의 여러 조업변수에 따른 IPA의 분리특성을 연구하였다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.31 no.3
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• pp.275-281
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• 1994

Mullite ceramics have recently been utilized as ceramic gas filters for high-temperature treatment of solid wastes due to their low thermal expansion coefficient and high refractoriness under load. In this experiment, mechanical, thermal and microstructural properties of porous mullite ceramics, which were used as carriers and high-temperature gas filters in food industry, were investigated as a function of starting raw materials. Porous mullite ceramics showed different microstructures depending on their starting materials. The specimen M2 had excellent resistance to thermal spalling and high mechanical strength. The average pore size varied from 0.3 ${\mu}{\textrm}{m}$ to 16.6 ${\mu}{\textrm}{m}$, and porous mullite ceramics fabricated by thermal decomposition of Al(OH)3 had very large pores and broad distribution of pore size.