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Juan de Fuca 해령 Cleft Segment에서 회수된 황화물 침니: 광물조성 및 유체포유물 (Sulfide Chimney from the Cleft Segment, Juan de Fuca Ridge: Mineralogy and Fluid Inclusion)

  • 윤성택;허철호;소칠섭;염승준;이경용
    • 자원환경지질
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    • 제35권3호
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    • pp.203-210
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    • 2002
  • 해저 열수 광화작용을 대효할 수 있는 황화물 침니(sulfide chimney)의 성장 메카니즘을 고찰하기 위하여 Juan de Fuca 혜령의 최남단에 위치하는 Cleft segment의 열수장(hydrothermal field)에서 회수한 비활동성이고 황화물과 실리카가 풍부한 침니를 대상으로 광물 및 유체포유물 연구를 수행하였다. 기존 연구에 의하면, Cleft sogment에는 많은 활동성 및 비활동성의 열수 분출구가 존재하는 것으로 보고되어 있다. 연구 대상 침니는 주로 비정질 실리카, 황칠석, 섬아연석 및 섬유아연석(wurtzite)으로 구성되어 있고,소량의 황동석 및 백칠석을 함유하고 있다. 유체통로로 추정되는 침니의 내부는 다공질이며, 비정질의 교질성(colloidal) 실리카로 피복되어 있다. 섬아연석과 섬유아연석으로 구성되어 있는 아연이 풍부한 황화물의 FeS 함량은 13.9~34.3 mole%의 범위를 보이며, 철이 풍부한 중심부와 철이 부족한 연변부를 지닌다. 이는 광화유체의 화학적.물리석 특성들의 변화로부터 기인되었으리라 사료된다. 침니 내부성장대별 화학조성은 열적구배 및 구성광물의 차이로 인해 다른 특징들을 보여주고 있다. 광화후기에 침전된 비정질 실리카중의 액상이 풍부한 유체포유물을 대상으로 가열 및 냉각 실험을 수행한 결과, 열수유체의 최소 포획 온도는 약 114$^{\circ}$~145$^{\circ}C$이며, 해당 염농도는 3.2~4.8 wt.% NaCl equip, 이다. 실제 열구에서 배출되는 유체 온도 자료를 입수하지는 못했지만, 본 연구를 통해서 광물의 침전작용 동안 상대적으로 저온의 침전조건이 매우 지배적이었음을 알수 있다. Juan de Fuca 해령내 Cleft seamen에서 회수된 황화물 침니는 산출형태, 교질성 조직, 전(bulk) 화학조성, 광물조합(황철석+백철석+섬유아연석+비정질 실리카) 등으로 볼 때, 기존 보고된 침니 유형보다는 상당히 낮은 온도에서 느린 유체 유동과 전도성 냉각(<25$0^{\circ}C$)에 의해 생성되었으리라 사료된다.

산 처리와 pH 조절을 이용한 사문석군 광물로부터 규소와 철산화물 회수 및 광물 탄산화 연구 (Silica and Iron Oxide Recovery and Mineral Carbonation from Serpentine Minerals Using Acid Dissolution and pH Swing Processes)

  • 백지연;조연우;이정헌;권나윤;김예람;최숙;김성희;노열
    • 자원환경지질
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    • 제49권1호
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    • pp.13-22
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    • 2016
  • 이 연구는 사문석군 광물을 산 처리하고, 용출액을 pH 조절 하여 사문석군 광물로부터 규소와 철산화물 회수와 광물탄산화에 대해 연구하고자 하였다. 연구에 사용된 암석시료는 홍성 구항면에서 채취한 사문암으로 안티고라이트와 자철석로 구성되며, $SiO_2$(45.3 wt.%), MgO(41.3 wt.%), $Fe_2O_3$(12.2 wt.%)의 화학조성을 보였다. 자원회수실험은 $75{\mu}m$ 이하의 크기로 분쇄한 사문암을 1 M의 염산, 황산, 질산으로 각각 용해시켜 잔류물을 추출(1 단계)하였고, 남은 용출액에 $NH_4OH$를 추가하여 pH=8.6까지 상승시켜 형성된 붉은색 침전물을 회수(2 단계)하였다. 광물탄산화 실험은 침전물이 제거된 상층액에 $CO_2$를 주입한 후, pH=9.5까지 상승시켜 형성된 백색의 침전물을 회수(3 단계)하였다. 각 단계에서 회수된 잔류물과 침전물의 광물학적 특성을 확인하기 위해 XRD, TEM-EDS 분석을 실시했고, 용출액과 침전물이 제거된 상층액에 함유된 원소(Si, Mg, Fe)의 농도 변화는 ICP-AES 분석을 통해 확인했다. 용출된 금속은 Si, Fe, Mg이었다. 안티고라이트는 산과 반응한 후에도 판상을 유지하나 비정질실리카로 변했다(1 단계). pH=8.6에서 회수된 침전물은 Fe, Si, O로 구성된 비정질광물로, 2~10 nm 크기의 구형 나노물질이었다(2 단계). 마지막으로 $CO_2$를 주입한 후, pH=9.5에서 회수된 침전물은 nesquehonite[$Mg(HCO_3)(OH){\cdot}2(H_2O)$]와 lansfordite[$MgCO_3{\cdot}H_2O$]로 $1{\sim}6{\mu}m$ 크기를 가진 주상의 결정질광물이었다(3 단계). 따라서 산 처리된 사문석군 광물에서 나노물질의 실리카(잔류물)과 철산화물(침전물)을 회수가능하며, $CO_2$ 반응과 pH 조절을 이용하여 탄산염광물을 형성하였다. 회수된 실리카와 철산화물은 다른 물질로 합성하는 전구체로 유용하게 이용될 수 있으며, 이산화탄소를 이용한 광물탄산화 반응은 대기 중 이산화탄소 고정에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

미국에서의 선발명자 항변에 관한 연구 (A Study on the first inventor defense in the US patent law)

  • 장은익
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제7권6호
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    • pp.1319-1336
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    • 2006
  • 현재 한국미국 자유무역협정(FTA) 협상이 진행되고 있고, 한미 FTA협상에는 지적재산권분야도 포함되어 있다. 현재까지 한-미 FTA 협상 지적재산권 분야 특히 특허분야 쟁점사항으로는 특허발명의 강제실시 제한 등이 있다. 미국은 이러한 협상을 통하여 미국 기업의 이익을 보호하기 위해서 미국 수준의 지적재산권 보호를 한국에 강요하고 있고, 앞으로도 특허분야에서 특허침해에 대한 공세가 상당히 강화될 것으로 예상된다. 이에 대한 대비 중 하나로서 미국의 선발명자 항변에 대하여 현재의 법령 및 개정법령에 대한 이해 및 우리나라 선발명자가 미국의 선발명자 항변권을 얻기 위한 대응전략에 대한 연구가 필요하다고 본다. 특허법체계하에서는 선등록주의를 채택하고 있는 국가나 선발명주의를 채택하고 있는 국가나 일정한 제한조건하에서 선사용자에게 후 발명(후출원)자에 의한 특허가 등록이 되어도 계속하여 특허된 발명을 사용할 권리를 부여하고 있다. 통상적으로는 선발명자 항변은 선등록주의를 채택하고 있는 나라에서 선등록주의의 약점을 보완하기 위해 채택한 제도로서 활용되고 있다. 미국 특허법은 선발명주의를 채택하고 있음에도 불구하고 선발명자 항변을 인정하고 있다. 따라서 미국이 동 제도를 채택하게 된 배경, 인정되는 권리의 범위 및 동 제도의 2005년도 미국 특허법 개정(안)을 살펴보고, 우리나라 선발명자가 미국의 선발명자 항변권을 얻기 위한 우리나라 특허법내에서의 대응전략 및 연구현장에서의 대응전략을 모색하는 것은 우리나라 기업들이 미국의 특허법체계하에서 진행되는 각종 공세를 대비하기 위한 사전 대비책에 시사점을 제시해주리라 생각한다.로 두께 $1{\mu}m$의 박막요소를 FIB가공과 백금 용접으로 떼어낸 후 FIB가공으로 두께가 100 nm가 되도록 한 후 투과전자현미경을 이용하여 성분 분석을 하는 것이 성공적으로 수행될 수 있었다.것으로 사료된다. 미생물을 이용한 결정질의 자철석으로부터 철의 용출 및 비정질의 2차물질의 형성은 미생물의 퇴적물 내에서 철의 순환에 중요한 역할을 담당할 뿐만 아니라 미생물을 이용한 유용물질의 침출(Bioleaching) 및 생광화작용에 따른 광물의 합성 가능성을 시사한다. 있는 균주는 1주(2.8%)만 나타났고 bla$_{TEM}$, bla$_{CTX-M}$두 가지 유전자를 가지고 있는 균주는 9주(25.0%), bla$_{SHV}$, bla$_{CTX-M}$ 두 가지 유전자를 가지고 있는 균주가 10주(27.8%)로 나타나 bla$_{CTX-M}$을 포함하는 복합유전자가 많이 증가함을 알 수 있었다. 또한 CTX-M형 ESBL을 생성하는 E. coli와 K. pneumoniae에 대한 cefutaxime의 MIC는 256 $\mu$g/m1 이상으로 ceftazidime의 16-256 $\mu$g/mL 이상보다 높은 분포를 보였다. 즉, CTX-M형 ESBL 유전자를 지닌 균주에 대한 cefotaxim의 MIC는 ceftazidime의 MIC에 비해서 상대적으로 높은 양상을 보였다. 이러한 결과는 국내의 대학병원 뿐 만 아니라 일반종합병원에서도 CTX-M형 ESBL

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용액합성실험에 의한 에트린자이트 결정성장억제 연구 (A Study for Crystal Growth Inhibition of Ettringite by Solution Synthesis Experiment)

  • 이효민;황진연;오지호
    • 한국광물학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.51-61
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    • 2010
  • 에트린자이트(ettringite, $Ca_6[Al(OH)_6]_2(SO_4)_3{\cdot}26H_2O)$는 콘크리트 내에서 특이한 성질을 나타내는 황산염광물이다. 팽윤성 결정구조로 인해 경화된 콘크리트에 이차적으로 생성되면 팽창과 균열을 발생하여 콘크리트 내구성을 저하함으로써, 흔히 콘크리트의 암으로 불려진다. 본 연구에서는 국내에서 상업적으로 스케일링 방지제 혹은 청관제로 활용되고 있는 일부 결정성장억제제를 선택 적용하여, 콘크리트에 유해한 황산염이차 광물인 에트린자이트의 결정성장억제 가능성을 시험하였다. 시험을 위한 에트린자이트 용액합성법을 개발하고, 세 가지 유형의 결정성장억제제들의 에트린자이트 결정성장에 대한 억제 효과를 검토하였다. 에트린자이트의 용액합성시험 결과, 수산화칼슘 포화용액에 대한 황산알루미늄 용액의 양적 균형이 이루어진 상태에서 순수한 에트린자이트가 생성되며, 용액 중 ${SO_4}^{2-}$ 이온에 대해 $Ca^{2+}$ 이온의 비율이 증가함에 따라 모노설페이트(monosulfate) 혹은 세미설페이트(semisulfate)가 생성된다. 용액합성법에 의한 에트린자이트의 결정 생성은 용액들의 반응 시작과 거의 동시에 일어나며 (induction time < 2min.), 반응 시작 1시간 정도 지나면 반응이 거의 완료되는 것으로 나타났다. 결정성장억제제들의 에트린자이트 결정성장억제 효과에 대한 실험결과, 폴리카르복시산염 (Polycarboxylate) 계의 PBCT (2-Phosphonobutane-1,2,4-Tricarboxylic Acid)와 무기인산염 (inorganic phosphate)계의 SHMP (Sodium Hexametaphosphate)는 실험조건에서 상대적으로 에트린자이트 결정성장억제의 효과는 적은 것으로 나타났다. 반면에 유기인산염 (organic phosphate)계의 HEDP (1-Hydoxyethylidene-1, 1-Diphosphonic Acid)는 0.1 vol.% 이상의 농도에서 효과적으로 에트린자이트 및 기타 황산염광물들의 결정성장을 억제하여 비정질의 겔(gel) 상의 물질을 생성하였다.

온양민속박물관 소장 <해주팔경도(海州八景圖)>에 표현된 조선 후기 해주의 풍경과 풍물 (Expressions of the , Owned by the Onyang Folk Museum Haeju's Scenery and Customs in the Late Joseon Dynasty)

  • 노재현
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제54권4호
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    • pp.36-59
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    • 2021
  • 온양민속박물관 소장 <해주팔경도(海州八景圖)>의 분석과 해석을 통해 해주팔경의 기원과 제작 시기를 유추하고, 팔경도에 담긴 경물과 풍물을 비정(批正)함으로써 해주팔경의 경관상과 집경(集景) 의의를 탐구한 결과는 다음과 같다. 지금까지 알려진 해주 집경의 원전(原典)은 구사맹(1531~1604)의 「해주팔영」으로 확인된다. 1782년에 쓰인 유만주의 『흠영』에서는 이를 고팔경(古八景)으로 지칭하고 해주팔경을 금팔경(今八景)으로 규정했는데, 이는 문헌으로 확인되는 가장 이른 시기 해주의 읍치팔경이다. <해주팔경도>는 '남강에서의 뱃놀이(南江泛舟)', '부용당에서의 연꽃 구경(芙蓉賞蓮)', '광석천에서의 발 씻기(廣石濯足)', '해운교에서의 석별(泣川送客)', '해운정에서의 낚시(東亭釣魚)', '남산에서의 바다 구경(南山望海)'으로 구성되어 있다. 결본된 2폭은 '영해루에서의 달 구경(瀛海玩月)'과 '백림정에서의 백일장과 활쏘기(栢林觀德)'를 담은 것으로 추정된다. 해주팔경에서 배제된 고팔경의 수양채미, 신광제설, 지성폭포는 모두 수양산을 대상장으로 펼쳐진 풍경이다. 이렇듯 <해주팔경도>는 수양산 권역에서 벗어나 읍치(邑治) 중심의 승경 재편(再編) 결과로 부용당, 영해루, 백림정과 읍성 주변의 탁열정, 해운정 등의 누(樓)·정(亭)·당(堂)의 읍치 내외 누정이 명실상부한 해주의 승경으로 부상되었을 뿐 아니라 완사석, 비류담, 석빙고, 봉대, 탁마지, 읍수, 부용당, 해운정의 지당과 중도의 형태, 다양한 형상의 선박, 특산주 등 해주를 대표하는 세부 경물을 담고자 한 치밀함이 드러난다. <해주팔경도>에 묘사된 풍경은 해주목의 유서 깊고 탁월한 명소가 대부분이지만 일상 생활과 관련된 생활경(生活景)의 모습도 적절히 안배되었다. 또한 탁족(濯足), 조어(釣魚), 표모(漂母), 상련(賞蓮), 송객(送客), 주유(舟遊), 음주(飮酒), 망해(望海), 완월(玩月), 사예(射藝), 시작(詩作), 음다(飮茶), 가무(歌舞) 등 다채로운 풍류 행위를 담고 있다. 고팔경과 비교해볼 때 해주팔경은 4계절 경관 배분을 고려치 않았을 뿐 아니라 소상전형(瀟湘典型)의 결속성 또한 와해(瓦解)되었다. 해운정의 건립과 영해루의 퇴락(頹落) 시기에 착안할 때 <해주팔경도>는 18세기 초·중반에 제작된 것으로 조심스럽게 추정된다. <해주팔경도>는 관념적 이상향에서 벗어나 명승고적과 풍물 등 해주의 대표적 풍광을 골라 보여줌으로써 지역민에게 친밀감을 강화시키고 해주인(海州人)으로서의 긍지를 진작(振作)시키는 데 이바지한 그림으로 판단된다.

일제강점기 태봉국 철원성 조사와 봉선사지 (A Survey on the Cheolwon Castle of Taebong-guk During the Japanese Colonial Period)

  • 심재연
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제52권1호
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    • pp.258-271
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    • 2019
  • 최근 남북관계의 변화에 따라 북한 문화유적에 대한 남한 고고학자들의 관심과 조사 열망이 고무되고 있다. 하지만 북한에 있는 문화유적, 비무장지대(Demilitarized Zone : DMZ)와 남한 지역에 분포하고 있는 문화유적에 대하여 얼마나 파악하고 있는지 의문스럽다. 태봉국 철원성은 남북 분단이라는 상황에서 고고학적 조사가 진행되기에는 한계가 있어 일제강점기 조사 자료를 중심으로 철원성에 대한 조사 상황을 살펴보았다. 세키노 다다시(關野貞), 도리이 류조(鳥居龍藏), 오가와 케이키치(小川敬吉) 등이 진행한 자료를 중심으로 살펴본 결과, 궁성 남쪽에 석등 1기, 외성 남벽 동쪽에 치우친 부분에 고려 태조가 창건한 봉선사와 관련된 석등 1기가 존재하였다는 것을 확인하였다. 하지만 석등의 위치 비정은 가능하지만 철원성(궁성, 내성, 외성)의 구체적인 양상은 파악하기 어렵다. 향후 실질적인 조사가 진행되기 전에 태봉국 철원성의 전체 경관을 파악하기 위하여 남방한계선 이남에 분포하고 있는 관방유적, 생활유적에 대한 조사가 필요하다. 급속한 개발과 경작지에 대한 대구획정리는 철원성과 도성 방어 체제에 대한 경관 복원을 어렵게 할 가능성이 높다. 실제로 경원선이 복원되는 과정에서 철원성 또는 봉선사지의 심각한 훼손 가능성이 확인되었다. 이러한 면에서 철원성과 도성의 경관을 복원하기 위하여 관계기관의 유기적인 협조와 고고학적 양상에 대한 사전 자료 축적이 선행되어야 한다.

고려왕릉의 구조 및 능주(陵主) 검토 (A Study on the Structure and the owners of the Royal Tombs of the Goryeo Dynasty)

  • 이상준
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제45권2호
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    • pp.4-19
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    • 2012
  • 개성과 강화에는 다수의 고려왕릉이 남아 있다. 이 왕릉들은 전대의 능제적 전통을 이어받아 고려만의 독창적인 능제를 완성, 조선왕릉에 전승시켰다. 고려왕릉의 일반적인 특징은 우선 능역을 3~4단으로 구획하고 능제에 맞추어 각 단에 석물과 정자각을 배치하였다. 석실은 입구를 남쪽에 두고 있으며, 벽석은 수직으로 쌓아올렸고, 천장은 평천장이다. 석실바닥에는 중앙에 관대를 놓고, 그 주변에 전돌을 깔았다. 벽면과 천장에는 회칠을 하고 그림을 그렸다. 그런데 석실내부의 구조를 자세히 살펴보면, 이런 일반적인 특징 외에 몇 가지 세부적인 차이가 발견된다. 고려초기에는 1단 평행고임천장과 통돌관대, 유물부장대 그리고 식물소재의 벽화가 조합되어 나타나며, 이는 과도기적 형태를 거쳐 12세기후반을 기점으로 평천장, 장대석재벽석, 석주형석재조립관대로 변하고 있음을 알 수 있다. 한편, 몇몇 왕릉은 출토된 시책(諡冊) 편을 통해 능주를 명확히 규정할 수 있으며, 석실내부에서 출토된 청자는 해당 왕릉의 축조연대와 상당한 시기차가 있음을 확인할 수 있었다. 이점은 도굴 등 왕릉의 파괴로 인한 후대 보수과정에서 당대 유물이 매납된 것으로 판단된다. 마지막으로 기록상 왕릉의 장지방향과 발굴결과를 비교검토하여 능주가 누구인지를 추적해 보았다. 그 결과 충목왕명릉 등 일부 왕릉은 능주의 비정이 잘못되었음을 확인할 수 있었다.

『세종실록(世宗實錄)』 「지리지(地理志)」 나주목(羅州牧)의 자기소(磁器所)·도기소(陶器所) 위치 연구 (A Study on the Locations of Jagiso and Dogiso in Najumok Recorded in the 'Sejongsylrok Jiliji')

  • 성윤길
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제52권3호
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    • pp.4-37
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    • 2019
  • 고려 말부터 조선 초까지 200여년 동안 생산되었던 분청사기는 백자와 함께 왕실뿐 아니라 국가 행사에 사용되었던 조선 초기 국용(國用) 자기였다. 분청사기는 청자 백자와 달리 "세종실록" "지리지"에 그 생산처라고 할 수 있는 자기소와 도기소 기록이 남아 있어 매우 주목된다. 하지만 경상도에 비해 전라도 소재의 자기소 도기소 연구는 미진한 편이다. 본 논문에서는 조선시대 나주목에 소속되었던 나주목, 해진군, 영암군, 영광군, 함평현, 무안현, 장성현, 고창현, 흥덕현의 자기소 도기소 위치에 대해서 살펴보았다. 고찰 결과 다음과 같은 연구 성과를 얻을 수 있었다. 첫째, 일부 지역에 대해서는 기왕의 조사를 근거로 자기소를 추정한 연구 성과가 있었지만 유물, 즉 분청사기 편년만을 이용하여 한계가 있었다. 하지만 본 논문에서는 "세종실록" "지리지"에 각 지역별 자기소 도기소로 기록된 지명과 조선 후기 지방 행정 명칭을 기록한 "호구총수"의 지명을 대조하여 그 변화상을 추적하였다. 이와 아울러 자기 관련 지명, 지표 및 발굴조사에서 수습 확인된 유물과의 비교 검토를 통해 보다 더 정확한 자기소 도기소 위치를 찾으려고 하였다. 그리하여 일부 지역을 제외한 8개 시 군 9개 지역에 대한 위치를 비정하였다. 둘째, 자기소뿐 아니라 도기소에서의 자기 생산 가능성이 높아졌다. 그 이유는 나주목 도기소, 영암군 도기소, 무안현 도기소로 각각 비정되는 영암 청용리 동산 분청사기 요지, 영암 상월리 유천 분청사기 요지, 무안 청수리 청수동 분청사기 요지 등에서 분청사기가 확인되었기 때문이다. 또한 최근 김제 청도리 동곡마을 일대 발굴 결과 공납 자기로 추정할 수 있는 '공(公)'명, '상(上)'명 분청사기가 확인되었고, 이 요지가 위치하고 있는 청도리가 전주부 도기소 우림곡(雨林谷)이 있었던 우림곡면(雨林谷面) 지역으로 밝혀졌다. 전남 지역이 아니지만 매우 주목할 만한 유적이다. 도기소로 추정되는 유적에 대한 발굴조사가 이루어져 보다 많은 자료가 확보될 수 있다면, 이에 대한 연구 성과도 증가될 것으로 생각된다. 셋째, 기존 조사에서는 지표 혹은 발굴조사에서 출토된 유물만 중요시하였으나, 행정구역 명칭의 변화상을 추적하여, 보다 합리적이면서 가능성이 높은 지역을 자기소 도기소로 추정할 수 있었다. 따라서 요지가 위치하고 있는 해당 지명에 대한 변화나 자기 관련 지명도 간과해서는 안 될 것으로 생각된다.

XRD 패턴에 의한 비정질구조와 I-V 특성분석 (Analyze of I-V Characteristics and Amorphous Sturcture by XRD Patterns)

  • 오데레사
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권7호
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    • pp.16-19
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    • 2019
  • 박막이 얇아질수록 전기적인 특성이 좋아지려면 비정질구조가 유리하다. 비정질구조는 케리어가 공핍되는 특징을 이용하여 전도성을 높이는데 효과가 있을 수 있다. 이러한 특성을 확인하는 방법으로 전위장벽이 형성되는 쇼키접합에 대한 연구가 필요하다. 비정질구조와 쇼키접합에 대하여 조사하기 위하여 $SiO_2/SnO_2$ 박막을 준비하였으며, $SiO_2$ 박막은 Ar=20 sccm 만들고 $SnO_2$ 박막은 아르곤과 산소의 유량을 각각 20 sccm으로 혼합가스를 사용하였으며, 마그네트론 스퍼터링 방법으로 $SnO_2$의을 증착하고 $100^{\circ}C$$150^{\circ}C$에서 열처리를 하였다. 비정질구조가 만들어지는 조건을 알아보기 위하여 XRD 패턴을 조사하고 C-V, I-V 측정을 실시하여 Al 전극을 만들고 전기적인 분석을 실시하였다. 공핍층은 열처리과정을 통하여 전자와 홀의 재결합으로 형성되는데 $SiO_2/SnO_2$ 박막은 $100^{\circ}C$에서 열처리를 한 경우 공핍층이 잘 형성이 되었으며, 미시영역에서는 전기적으로 전류가 크게 작용하는 것을 확인하였다. $100^{\circ}C$에서 열처리를 한 비정질의 $SiO_2/SnO_2$ 박막은 XRD 패턴에서 $33^{\circ}$에서는 픽이 나타나지 않았으며, $44^{\circ}$에서는 픽이 생겼다. 쇼키접합에 의해서 거시적(-30V<전압<30V)으로는 절연체 특성이 보였으나 미시적(-5V<전압<5V)으로는 전도성이 나타났다. 케리어가 부족한 공핍층에서의 전도는 확산전류에 의하여 전도가 이루어진다. 미소영역에서 동작하는 소자인 경우에는 공핍효과에 의한 쇼키접합이 전류의 발생과 전도에 유리하다는 것을 확인하였다.

달성광산 산성광산배수 침전물의 시간에 따른 광물상 특성 변화 및 이에 따른 미량원소의 거동 변화 (Changes of Mineralogical Characteristics of Precipitates in Acid Mine Drainage of the Dalsung Mine and Related Changes of Trace Elements)

  • 윤영진;김영규;이성주
    • 자원환경지질
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    • 제55권5호
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    • pp.531-540
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    • 2022
  • 산성광산배수 내에서 침전하는 다양한 철광물들은 침전 과정뿐만 아니라 침전 후 다른 광물로 상전이를 거치면서 배수의 미량 원소의 농도 변화 및 이동성에 큰 영향을 미친다. 본 연구는 슈베르트마나이트가 주로 침전되는 것으로 알려진 달성광산의 산성광산배수 침전조에서 채취한 고체 침전물에 대하여 pH 및 시간에 따른 광물 특성 변화와 이와 연관된 배수내의 원소 농도 변화를 알아보았다. 그러나 채취된 시료의 주 구성 광물은 침철석으로 구성되어 있었으며 이는 이미 슈베르트마나이트가 어느 정도 침철석으로 상전이가 되어 있는 상태임을 지시한다. 실험 결과 배수의 pH가 높을수록 피크의 반치폭이 좁아지는 것이 관찰되었다. 이는 비정질에 가까운 슈베르트마나이트의 침철석으로의 전환 또는 침철석의 결정도 증가로 해석할 수 있으며 pH가 높을수록 이러한 변화가 큼을 보여준다. Fe의 농도도 pH에 큰 영향을 받으며 pH가 증가할수록 배수 내의 Fe의 농도는 감소하였다. 시간이 증가할수록 Fe의 농도는 증가하다가 추후 감소하였는데 이는 일부 슈베르트마나이트가 용해된 후 다시 침철석으로 침전하여 생긴 결과로 해석된다. 이런 결과로 황(S)의 경우 초기에 빠르게 증가하다 시간이 지나면서 더 이상 증가하지 않는 양상을 보여준다. S의 농도는 또한 슈베르트마나이트의 안정성과 관련이 있기 때문에 슈베르트마나이트가 안정한 낮은 pH에서는 낮은 농도를 그리고 침철석이 안정한 높은 pH에서는 높은 농도를 보여준다. 배수 내의 미량 원소들도 pH와 밀접한 연관성을 보여주며 일반적으로 pH가 낮을수록 높은 농도를 보이는데 배수 내 양이온으로 존재하는 미량원소의 경우 낮은 pH에서의 높은 용해도와 높은 pH에서의 침전과 표면 전하의 변화 등에 의한 것으로 해석된다. 이와 달리 비소(As)의 경우 배수 내 음이온으로 존재함으로 낮은 pH에서 높은 농도를 보여주지만 모든 pH 범위에서 시간이 지나면서 농도가 증가함을 보이는데 이는 광물 표면의 전하보다 슈베르트마나이트 등으로 As와 공침할 수 있는 Fe의 배수 내 농도와 관련이 있어보이며 시간에 따른 As의 증가도 슈베르트마나이트의 감소와 연관성이 있을 것으로 판단된다.