본 논문은 광산산성배수(AMD)에서 철 및 알루미늄 제거 효과가 입증되고 ARD(Acid Rock Drainage)에서의 비소제거 효과가 확인된 인회석을 침전제로 사용하여 철, 알루미늄 및 비소가 아닌 다른 중긍속의 제거효율을 알아보기 위해 도금폐수를 이용하여 실내실험을 실시하였다. 실험결과, 도금폐수의 수질분석결과에 의하면 '수질환경보존법 오염물질 배출허용기준' <가>지역 방출수 기준을 초과하는 것은 pH, Zn, Fe, Cu, Cr 및 P였다. 실험 결과 인회석 40번체 통과분-100번체 잔류분을 사용하는 것이 가장 적절할 것으로 생각되며 유속은 1kg의 인회석에 11의 도금폐수를 3시간 동안 반응시키면 경제적, 시간적 측면에서 가장 적절한 것으로 사료된다. 이 경우 pH는 1.98에서 5.30으로 증가하고 Cr, Fe, Cu 및 Zn은 각각 77.10%, 99.58%, 99.39% 및 40.77% 제거되는 것으로 나타났다. 용해율은 0.3619 g/min/kg으로 계산되었다. 그러나 3시간의 반응시간으로는 크롬 및 아연을 기준치 이하로 제거하지 못하므로 인회석 반응조를 다단계로 하는 실험을 수행해 그 결과를 평가해야 할 것이다.
실리콘 기판상에 여러 조건의 전류밀도에서 로듐 도금을 실시하였다. 직류전원의 경우 전류밀도가 증가하면 로듐 표면에 균열이 발생하였다. 잔류응력을 낮추기 위하여 펄스전류를 인가하였다. 펄스전류의 off 시간이 도금층의 잔류응력을 낮추는데 영향을 주었다. 펄스전류의 인가 주기를 5:5로 하였을 경우 균열 없는 로듐 도금층을 얻었다.
본 연구는 천안, 공주, 서산, 익산, 나주, 합천에서 출토된 금동관 7점을 중심으로 비파괴 분석법을 활용하여 재질 특성을 조사하였다. 금동관은 고깔 모양의 모관을 기본으로 하며, 전·후입식, 대롱, 수발, 영락 등의 장식을 가감하여 부착된다. 문양은 용문, 봉황문, 초화문, 타출문 등을 조금기법, 투조기법, 인각기법 등으로 시문하였다. 형태적 특징은 제작시기 및 출토 지역에 따라 차이를 보인다. 소지 금속은 순동과 소량의 납이 포함된 동으로 구분된다. 표면 도금은 아말감기법을 사용하였으며, 순금과 소량의 은이 함유된 금으로 분류된다. 옥전 23호 출토품의 은 함량이 높아 지역적인 차이를 보인다. 도금 두께는 백제 금동관에 비해 백제계 금동관인 옥전 23호분이 두꺼운 것으로 평가된다. 도금횟수는 1~2회인 반면 백제계 금동관인 합천 옥전 23호분 금동관은 최대 3회로 평가되며, 차이를 보이는 것을 알 수 있다.
은 소지 위에 금을 도금한 은제금도금유물을 대상으로 성분분석을 위해 X선 형광 분석기를 이용하여 비파괴분석을 실시하면 소지금속인 Ag에서 전자궤도에 따라 무게백분율(wt.%)의 값이 큰 차이가 나타나는 특이점을 확인할 수 있다. 이러한 특이점을 이용하여 육안으로는 파악하기 쉽지 않은 유물에서도 은제금도금기법이 사용되었는지를 판단할 수 있는 근거를 제시하고자 재현시료를 제작하여 비교분석을 실시하였다. 그 결과 수은아말감도금법과 전기도금법으로 제작된 시료에서는 실제 유물들의 분석결과와 같은 결과를 볼 수 있었다. 하지만 금은합금시료의 경우 도금시료와는 달리 주성분들의 전자궤도에 따른 차이가 미미한 것을 확인할 수 있었다. 도금시료에서 나타나는 이러한 원인으로는 단일재료가 아닌 도금으로 인한 이중구조에 의해 도금층에서 XRF 빔을 흡수하면서 발생하는 것으로 보인다. 따라서 비파괴분석에서 나타나는 이러한 결과를 이용한다면 단면을 관찰하지 않아도 은제금도금 기법의 사용 여부를 판단할 수 있을 것으로 확인하였다.
태양에너지 이용시스템 개발에 있어서 태양열을 효율적으로 이용하기 위한 태양광의 선택흡수막의 제조시 가장 중요한 것이 선택흡수막의 파장별 광학적 특성이다. 이러한 광학적 특성은 전기도금액의 조성에 따라 달라지고 전기도금 방법의 선택 및 도금조건에 따라 영향을 받게 된다. 본 연구에서는 미국에서 개발되고 가장 널리 사용되는 ChromOnyx 도금액을 근거로 새로이 Chromic acid-Propionic acid 흑크름 도금액을 제조하였으며 액을 구성하고 있는 성분별 전기화학적 역할을 고찰하였다. 실제 전기도금법에 의해 제작된 흑크름 선택 흡수막의 광학적특성에 관한 연구는 다시 상세히 다루어 발표할 예정이다.
본 연구는 한반도에서 출토된 총 24점의 청동거울을 대상으로 합금의 화학조성과 경면처리법에 대하여 주사전자현미경-에너지분산형분석기로 분석한 내용이다. 고려 고분군에서 출토된 2점의 유물을 제외하면 이들에 관련된 출토지나 제작시기는 알려져 있지 않다. 청동거울의 경면처리법으로는 주석함량이 높을 경우 합금자체가 은백색을 띠는 점을 이용하여 연마만으로 마무리하는 방법과, 주석과 수은을 이용하는 주석칠도금법이나 주석아말감도금법, 그리고 수은도금으로 피막처리를 하는 방법 등을 들 수 있다. 일부 거울에서는 경면뿐 아니라 문양면에도 피막처리가 수행된 흔적이 발견되었으며, 일부에서는 경면과 문양면에 서로 다른 처리가 적용된 예가 관찰되었다. 적용된 피막처리법을 추정함에 중요한 단서가 되는 수은의 존재는 거울의 표면에서는 물론 단면에서도 황화물 형태로 확인되었는데 이는 도금층이 결실된 경우에도 표면처리 여부는 물론 그에 적용된 방법에 관한 추정이 가능함을 의미한다. 앞으로 청동거울의 경면처리법에 대한 연구가 계속될 경우 기술의 시대별 또는 지역별 특성이 밝혀지게 될 것이며 이를 바탕으로 한반도에서 출토되는 청동거울의 제작시기나 제작지에 대한 추정이 가능할 것으로 판단된다.
본 연구에서는 무전해 도금법으로 니켈과 인을 탄소섬유 표면에 코팅한 후, 열처리시키는 과정에서 일어나는 변화를 다양한 분석방법을 이용하여 연구하였다. 전자현미경(Scanning Electron Microscopy, SEM)을 이용한 연구에서는, 코팅 후 추가적인 열처리를 하지 않은 경우 평평한 표면구조를 관찰하였으나, 열처리 온도가 $350^{\circ}C$에 이르면서 다공성구조가 생성됨을 알았다. 열처리 온도를 $50^{\circ}C$ 간격으로 증가시키면서 연구한 결과 $650^{\circ}C$까지는 열처리 온도가 증가할수록 기공의 크기는 증가하고, 개수는 감소하는 경향성이 관찰되었다. X-선 회절법(x-ray diffraction, XRD) 측정 결과, 코팅 후 추가 열처리가 없는 경우 금속성 Ni, Ni-P 화합물이 관찰되었으며, 열처리 온도가 증가함에 따라 NiO 봉우리는 세기가 증가하며, 금속성 Ni 봉우리의 세기는 감소하였다. X-선 광전자 분광법(X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS) 측정에서는 $650^{\circ}C$, $700^{\circ}C$의 열처리 후 인 산화물이 표면에서 검출됨을 확인하였는데, 이는 코팅된 니켈 필름의 내부에 존재하던 인 화합물이 열처리 온도가 증가함에 따라서 표면 밖으로 빠져 나오는 현상이 일어나는 결과로 해석할 수 있다. 이상의 분석 데이터를 토대로, 무전해 도금으로 코팅된 Ni-P 화합물($Ni_xP_y$)이 열처리 과정에서 산화되면서, 이때 생성된 인 화합물 기체가 승화하면서 필름에 기공을 생성시키는 것으로 제안할 수 있다. 다공성 물질은 넓은 비표면적 등의 우수한 물성때문에 불균일 촉매 등 다양한 분야에 적용될 수 있으며, 본 연구에서 소개하는 다공성 니켈 필름의 제작법은 대량 생산에 적용이 쉬워 환경 필터 분야 등의 다양한 곳에 응용될 수 있을 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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