• 한국결정성장학회지
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• 제18권6호
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• pp.242-247
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• 2008

$Fe_2O_3$, ZnO 등이 주성분인 EAF dust를 $30{\sim}70\;wt%$ 첨가한 규산염계 유리 및 결정화유리를 제조하고, 시편내부에 생성된 상 및 미세구조와 물리적 특성과의 관계를 고찰하였다. 또한 제조된 유리와 결정화유리의 결정화 거동을 상분석 및 미세구조 관찰을 통하여 분석하였다. EAF dust가 30 wt% 첨가된 용융체의 경우 전형적인 비정질 XRD 패턴을 나타냈으며, 그 이상 첨가된 용융체에는 미용해 된 결정상이 일부 존재하였다. 모든 결정화유리에서는 franklinite, willemite 그리고 augite 결정상이 형성되었다. 결정화유리의 비중은 같은 조성의 유리에 비하여 높았고, EAF dust 함량에 따라 함께 증가하였다. 또한 결정화 유리의 열적 및 기계적 특성이 유리보다 우수하게 나타났다. 즉 유리는 EAF dust 첨가량과 함께 열팽창 계수가 증가하였으나 결정화유리에서는 반대로 감소하였다. 또한 EAF dust 첨가량에 따라 비커스 경도는 유리 및 결정화유리 모두 증가되었으며 같은 조성에서 결정화 유리의 경도값이 항상 더 높게 나타났다.

• 한국결정성장학회지
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• 제23권5호
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• pp.246-254
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• 2013

LED 조명등의 내구성 문제를 개선할 목적으로 광 확산판에 사용되는 폴리카보네이트 소재를 대체하기 위하여 반투명 유백유리를 제조하였다. 유백유리의 유백제로서 인산칼슘을 사용하였고, $1550^{\circ}C$ 전기로에서 2시간 용융하였다. 유백유리는 용융유리가 성형된 후 냉각 열처리 과정에서 상분리 및 유백입자의 성장에 의해 만들어진다. 따라서 성형 및 냉각온도를 상온, $850^{\circ}C$, $1100^{\circ}C$ 및 $1200^{\circ}C$ 로 변화시키면서 유백특성의 영향을 확인하였다. 결과적으로 가장 고온인 $1200^{\circ}C$에서 성형 및 냉각을 한 샘플에서 가장 양호한 특성을 갖는 유백유리가 얻어졌다. 이 유리는 82 % 이상의 높은 Haze 값과 10 % 미만의 낮은 평행광 투과도에 의해 직사광 투과에 의한 눈부심이 없이 LED 조명용 광확산판으로서 우수한 광특성을 나타내었다. 또한 열적특성으로서 $6.309{\times}10^{-6}/^{\circ}C$의 열팽창 계수와 $839^{\circ}C$의 연화점을 나타내었다.

• 한국재료학회지
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• 제10권1호
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• pp.69-76
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• 2000

반응고 금속의 반응용 성형법은 그 우수한 성형성으로 생산공정에 있어 주조나 단조와 같은 일반 성형법에 비해 많은 장점을 가지고 있는 반면, 정밀한 공정 변수 제어가 요구되므로 실용화에 있어 크게 제한 받고 있다. 본 연구에서는 반응고 금속인 A356합금을 사용하여 밀폐형 가압 성형 전후의 기계적 특성의 변화를 관찰하여, 가압 성형시의 정확한 공정 변수 제어가 이루어지지 않았을 경우에 일어날 수 있는 기계적 특성의 감소 원인이 가압 성형에 의한 미세조직의 응집과 조대화에 있음을 미세조직과 파단면 관찰을 통하여 규명하였다. 또한 가압 성형 후 본 연구에서 \`반응고 열처리\`라 명명한 후 처리 공정을 적용하여 인장 특성을 향상시킬수 있었다.

• 한국주조공학회지
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• 제31권6호
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• pp.347-353
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• 2011

There is thixo-extrusion to form high strength aluminum alloy. But, it is a problem that grains become grain coarsening during reheating process because the alloy was exposed at high temperature. In order to solve grain growth during reheating process, calcium was added in Al-Zn-Mg alloys. Primary a grain sizes of semi-solid Al-Zn-Mg-(0, 0.4, 0.6 and 0.9, wt.%)Ca were measured with image analyzer after reheating. Measured primary a grain sizes were applied to LSW(Lifshitz-Slyozov and Wagner) equation to check the effect of Ca on grain coarsening. Coarsening rate constant K values of semi-solid Al-Zn-Mg-(0, 0.4, 0.6 and 0.9, wt.%)Ca alloys were $371\;mm^3s^{-1}$, $247\;mm^3s^{-1}$, $198\;mm^3s^{-1}$ and $166 mm^3s^{-1}$, respectively. As increasing calcium content, K value decreased which means grains are refined. Also, grains of calcium addition were more spherical than that of calcium free.

• 소성∙가공
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• 제6권3호
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• pp.239-249
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• 1997

The behaviour of alloys in the semi-solid state strongly depends on the imposed stress state and on the morphology of the phase which can vary from dendritic to globular. To optimal net shape forging of semi-solid materials, it is important to investigate for filling phenomena in forging process of arbitrarily shaped dies. To produce a automotive part which has good mechanical property, the filling pattern according to die velocity and solid fraction distribution has to be estimated for arbitrarily shaped dies. Therefore, the estimation of filling characteristic in the forging simulation with arbitrarily shaped dies of semi-solid materials are calculated by finite element method with proposed algorithm. The proposed theoretical model and a various boundary conditions for arbitrarily shaped dies is investigated with the coupling calculation between the liquid phase flow and the solid phase deformation. The simulation process with arbitrarily shaped dies is performed to the isothermal conditions of two dimensional problems. To analysis of forging process by using semi-solid materials, a new stress-strain relationship is described, and forging analysis is performed by viscoelastic model for the solid phase and the Darcy's law for the liquid flow. The calculated results for forging force and filling limitations will be compared to experimental data. The filling simulation of simple products performed with the uniform billet temperature(584$^{\circ}C$) from the induction heating by the commercial package MAGMAsoft. The initial step of computation is the touching of semi-solid material with the end of die gate and the initial concept of proposed system just fit with the capability of MAGMAsoft.

• 자원환경지질
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• 제27권2호
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• pp.171-180
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• 1994

충남 예산군 및 청양군 일대에 분포하는 시대미상의 초염기성암의 기원을 규명하기 위하여 주성분, 미량성분 및 희토류원소(REE)의 전암분석의 결과를 이용하여 연구하였다. 전암분석결과에 의하면 주성분원소 중 $K_{2}O$와 $Na_{2}O$를 제외한 대부분의 원소들은 후기변질작용에 관계없이 일정한 상관관계를 보여주며, primitive 맨틀의 화학조성과 비교할 때 매우 낮은 $Al_{2}O_{3}$ (<1.5%), CaO (<1%), $TiO_{2}$의 값을 나타내며, 비슷한 Ni의 함량을 가진다. 이점으로 미루어 본역의 암석은 상당한 양의 부분용융 (large degree of partial melting)을 받은 맨틀의 잔여물(residues)로 사료된다. REE의 chondrite normalize value는 (La/Yb)c= 1.1-5.2, (Sm/Eu)c=0.6-1.5 및 (Sm/Yb)c= 1.2-1.6 (dunites=0.53-0.77)의 값을 나타낸다. 대부분의 초염기성암이 LREE가 빈화(depleted)된 $(LREE/HREE)_{c}$ < 1) 특징을 보이는데 반해 이 지역의 초염기성암들은 LREE가 약간 부화(enriched)된 ($(LREE/HREE)_{c}$ <1) REE pattern을 나타낸다. 또한, La-Sm-Yb의 ternary diagram을 살펴보면 이들은 chondrite 의 값과 유사한 primitive한 맨틀의 부분용융 후의 잔여물보다 상당히 La가 부화된 양상을 보이며, alkali basalt의 source가 되는 부화된 맨틀의 부분용융 후의 잔여물과 비슷한 화학조성을 나타내고 있다. 이와같은 현상은 사문암화와 같은 후기변질작용 (late stage alteration), pre-melting composition 이 LREE가 부화된 경우, 혹은 빈화된 mantle의 잔여물과 LREE가 부화되어 있는 어떤 component의 mixing에 의한 부화의 가능성 등을 생각해 보았다. 그 결과, 1) 본역의 암석들은 가장 덜 변질받은 암석들만 분석하였고, MgO와 FeO를 다른 oxides로 나눈값을 도시해본 결과 대부분의 oxide들이 매우 좋은 trend를 보여주므로 후기 변질작용에 의한 LREE의 부화가능성은 희박하다고 생각되며, 2) 본역의 암석을 alkali basalt의 source와 같은 LREE가 부화된 deep mantle source에서 부분용융 후의 잔여맨틀로 생각하기에는 이들이 지표 위로 나타날 수 있는 emplacement mechamism을 설명하기가 불가능하다. 따라서 이러한 점으로 마루어볼 때, 이 지역의 초염기성암의 LREE 부화는 두 가지 component의 mixing에 의한 가능성이 가장 높은것으로 사료된다. 상당한량의 부분용융을 받은, 즉 빈화된 맨틀과 LREE가 부화된 component의 mixing에 의하여 이와같이 LREE가 부화된 특성을 보여주고 있다고 사료된다. Component의 성분으로서는 고압에서 LREE를 많이 함유하는 $H_{2}O$나 $CO_{2}$-rich fluid, 혹은 부화된 맨틀의 low degree of partial melting에 의하여 LREE가 부화된 partial melt일 가능성이 높으며 이들이 올라오면서 빈화된 잔여맨틀과 mixing되면서 본역의 암석과 같이 LREE를 부화시켰다고 사료된다.

• 자원환경지질
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• 제8권1호
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• pp.1-23
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• 1975

자연계의 유화광물(硫化鑛物) 산출상태(産出狀態)를 보면 Stannite는 Chalcopyrite나 Sphalerite등의 유화광물(硫化鑛物)과 수반(隨伴)이 잘 되며 Kesterite와는 넓은범위에걸친 고용체(固溶體)를 형성한다. 따라서 이러한 수반현상(隨伴現象)에 따르는 지질학적(地質學的) 관계가 광상생성조건(鑛床生成條件), 특(特)히 그 온도(溫度)에 대한 지시물(指示物)로서 활용가능성이 인정되고 있다. 그러나 자연계의 광물수반(鑛物隨伴) 및 공생관계(共生關係)의 연구자료는 극히 제한되어있으므로 광물생성(鑛物生成)에 대한 물리화학적물(物理化學的) 조건(條件)의 구명(究明)은 현대식 장비로 조직적인 실험을 통해서만 가능하다. 본연구에서는 광상생성(鑛床生成)의 온도를 변수로 택하고 순수한 Stannite-Sphalerite계(系)에 대한 상평충관계(相平衝關係)를 구명하고 이계(系)에 미치는 불순물(不純物)(자연계에서 가장 흔히 은반(隱伴)되는 FeS)과 압력(壓力)(5kb)의 영향에 대한 실험을 실시하였다. 먼저 두 시작물질(始作物質)(Stannite와 Sphaleite) 을 합성(合成)하고 이들의 일정(一定)한 동량비(童量比)의 혼합을 석영관(石英管)속에 넣어 진공밀폐하고 이것을 실험시료(實驗試料)로서 $400^{\circ}C$에서부터 용융온도까지 일정온도로 유지시킨 Horirgontal Furnace에서 가숙반응(加熟反應)시켰다. 대부분의 가험시료(家驗試料)는 가숙반응(加熟反應)을 촉진시키기위하여 재혼합(再混合)하였다. 평충(平衝)에 도달된 실험시료(實驗試料)는 급냉(急冷)하여 ore-microscope, X-ray diffractometer 및 DTA로 상평충관계(相平衝關係)를 검토하였다. 1. 순수한 Stannite-Sphalerite계(系); Stannite의 결정(結晶) 온도가 상승하면 $706{\pm}5^{\circ}C$에서 정방형(正方型)(${\beta}-stannite$)에서 제보형(第輔型)(${\alpha}-stannite$)으로 변이(變移)하고 $867{\pm}5^{\circ}C$에서 용융한다. Sphalerite는 온도가 상승하면 등축형(等軸型)(${\beta}-ZnS$) 에서 육방형(六方型)(${\alpha}-ZnS$)인 wurtzite로 변이(變移)한다. 상기(上記) 양변이(兩變移)는 호변(互變)(enantiotropy) 이다. 본계는 양광물(兩鑛物)의 공존구역(共存區域)의임계온도인 약 $870{\pm}5^{\circ}C$에서 solidus temperature까지 완전고용체(完全固溶體)를 형성하며 온도가 더욱 상승하면 고용체(固溶體)는 용융하기 시작한다. ${\alpha}-stannite$는 sphalerite의 함량이 증가할수록 용융온도가 상승하여 stannite 9wt.% sphalerite 91wt%에서 최고, $1074{\pm}3^{\circ}C$ (peritectic)에 도달한다. 이 온도에서 wurtzite는 ${\alpha}-stannite$들 5%만 함유하고 그 함량이 감소되면 용융온도는 상승한다. stannite의 변이온도(變移溫度)는 용융온도와는 반대로 sphalerite의 함랑이 고용체(固溶體)중에서 증가할수록 하강하여 ${\alpha}-stannite$ 87wt.%, sphalerite 13wt.%에서 $614{\pm}5^{\circ}C$ (eutectoid)로 하강한다. 이 온도에서 ${\beta}-stannite$는 sphalerite를 10% 함유한다. 온도가 계속 하강하면 ${\beta}-stannite$와 sphalerite의 상호(고용량(固溶量))은 각각 감소하기 시작한다. 2. 불순물 (FeS)의 영향 ; 순수한 계(系)의 eutectoid temperature는 FeS가 5%, 10%로 증가함에따라 $614{\pm}7^{\circ}C$에서 $695{\pm}5^{\circ}C$, $700{\pm}5^{\circ}C$로 상승하고 peritectic temperature는 $1074{\pm}3^{\circ}C$에서 $1036{\pm}3^{\circ}C$, $987{\pm}3^{\circ}C$로 하강한다. 그리고 순수한 계(系)의 upper binary region(${\alpha}-stannite+sphalerite$)이 non-binary region으로 점차로 변화한다. 3. 순수한 계(系)에대한 경력(慶力) (5kb)의 영향. stannite는 condensed system에서 sphalerite의 함량증가로인하여 변이온도(變移溫度)가 $614{\pm}5^{\circ}C$까지 하강하나 onfining presstle (Ekb)하(下)에서는 이보다 약 $600^{\circ}C$ 더 높은 $675{\pm}10^{\circ}C$까지 밖에 하강하지 않는다. 그리고 ${\beta}-stannite$의 sphalerite 고용량(固溶量)도 eutectoid temperature에서는 condensed system의 경우와 비슷하나 온도가 하강하면 현저한 감소를 보이고 sphalerite에서의 stannite의 고용량(固溶量)의 극히 적다. 완전고용체(完全固溶體)가 stannite와 sphalerte사이에 존재하는 반면 upper binary region의 온도범위가 좁아진다.

• 한국건축시공학회지
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• 제20권4호
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• pp.331-338
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• 2020

본 연구는 CGS를 콘크리트용 혼합골재로서 활용성을 검토하기 위하여 양호한 입도분포의 부순잔골재(CSa) 및 미립자인 해사와 굵은 입자의 부순잔골재를 혼합한 혼합골재(MS)에 CGS의 치환율 변화에 따른 콘크리트의 기초적 특성 및 내구성을 분석하였다. 실험결과, 슬럼프 및 슬럼프 플로는 CSa 및 MS 모두 CGS 치환율이 증가할수록 증가하였으며, 공기량은 반대로 감소하였다. 압축강도는 CSa를 사용한 경우 CGS 치환율이 증가할수록 저하하였지만, MS를 사용한 경우는 CGS 50 %에서 최대치를 나타내었다. 콘크리트 내구성을 검토한 결과로, 건조수축 및 탄산화 깊이측정의 경우는 CGS 치환율에 따라 양호한 성능을 나타내었다. 하지만, 내동해성에서는 전반적으로 CGS 치환율이 증가할수록 감소하는 것으로 나타났다. 따라서, CGS를 치환 사용하는 혼합잔골재 콘크리트의 경우는 공기량 감소를 보완할 수 있도록 AE제 추가 투입 등의 대책을 수립한다면, 큰 문제 없을 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.194-201
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• 2019

본 연구는 CGS를 콘크리트용 잔골재로서 활용성을 검토하기 위하여 CGS 치환율에 따른 콘크리트의 특성을 분석하였다. 실험결과, 슬럼프 및 슬럼프 플로우는 CSa 및 MS 모두 CGS 치환율이 증가할수록 증가하였으며, 공기량은 반대로 감소하였다. 재료분리평가정수(EISN)는 CSa를 사용한 경우 CGS 25%, MS를 사용한 경우는 CGS 50~75%에서 양호한 것으로 나타났다. 압축강도는 CSa를 사용한 경우 CGS 치환율이 증가할수록 저하하였는데, CGS 25%에서 저하폭이 가장 작았다. 단, MS를 사용한 경우는 포물선 경향으로 CGS 50%에서 최대치를 나타내었다. 상호비교로서 잔골재 종류에 따른 압축강도는 MS보다 CSa가 약 8% 높게 나타났고, CGS 사용 유무에 따라서는 CGS를 사용하였을 때 낮은 강도 영역에서는 작게 나타났지만, 높은 강도 영역에서 크게 나타났다. CGS 치환율에 따른 콘크리트의 품질을 종합적으로 검토한 결과, CGS를 잔골재에 25~50% 전후로 혼합하여 사용한다면 유동성 및 강도 증진에 긍정적으로 기여할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제8권1호
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• pp.19-32
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• 2010

고온 용융염 전해환원 공정은 후행핵연료 주기의 대안 공정인 파이로공정의 산화물 사용후핵연료의 확대를 위해 필수적인 공정이다. 사용후핵연료는 다성분 산화물로 이루어져 있으며 각 산화물은 전해환원 공정에서 화학적 특성에 따라 산소를 잃게 된다. 본 연구에서는 건식분말화 공정 이후 전해환원 반응기에 도입되는 사용후핵연료 조성을 기준으로 각 금속-산소 시스템을 독립적인 이상고용체로 가정하여 전해환원 반응거동을 계산하였다. 전해환원을 Li의 환원과 이어지는 Li과의 화학반응의 결합으로 산정하여 U을 비롯한 금속 환원 거동을 계산하였다. 계산결과 대부분의 산화물들은 전해환원 공정에 의해 금속으로 전환되는 것으로 예상되었다. 란타나이드 원소들의 경우 $Li_2O$의 농도가 낮아지면 금속 전환율이 높아지나 대부분 산화물로 존재하는 것으로 나타났다. 추가적으로 $U_3O_8$의 전해환원 거동에 대해 Li의 확산과 Li과의 화학반응을 고려하여 반실험적 모델이 제시되었다. 실험데이터를 활용하여 매개변수를 결정하였으며 시간에 대한 환원율 및 전류에 대한 99.9% 환원 시간을 계산하였다.