• 제목/요약/키워드: 산화소성

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급속응고된 N-type $Bi_2Te_{2.75}Se_{0.15}$ 열전재료의 미세조직과 열전특성에 미치는 압출비의 영향 (The Influence of Extrusion Ratio on Microstructure and Thermoelectric Properties of Rapidly Solidified N-type $Bi_2Te_{2.75}Se_{0.15}$)

  • 이상일;홍순직;손현택;천병선;이윤석
    • 한국분말야금학회:학술대회논문집
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    • 한국분말야금학회 2001년도 추계학술강연 및 발표대회
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    • pp.30-30
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    • 2001
  • $Bi_2Te_3$계 열전재료는 200~400K 정도의 저온에서 네어지 변환효율이 가장 높은 재료로써 열전냉각, 바런재로 등에 응요하기 위하여ㅠ 제조법 및 특서에 관한 많은 연구가 진행되어 왔다. $Bi_2Te_3$계 화합물은 rhombohedral의 결정 구조를 가지는 층상 화 ;물로 결정대칭성으로 인해 연전기적으로 큰 이방성을 나타낸다. 현재는 일반향용고법에 의해서 입자를 a축 방향으로 성장시켜 큰 결정립을 가진 다결정재료를 사용하고 있으나, c면이 매우 취약하기 때문에 가공서이 나쁘다. 따라서 이와같은 단점을 개선하기 위하여 기계적 강도를 높일 수 있는 가공공정 및 합금설계에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 측히 열간 압출법으로 제조된 열전재료는 결정립의 미세화와 높은 이방성으로 성능지수와 기계적 강도를 향상시킬 수 있다는 연구결과가 보고되고 있다 또한 Schultz드의 연구결과에 의하면 $Bi_2Te_3$ 계 열전재료는 소성변형에 의하여 발생한 점결함에 의하여 캐리어 농도가 변화되며 이로 인하여 재료의 전기적 성질이 결정된다고 하였다. 따라서 상당히 큰 소성가공량과 열전측성과의 관계를 규명하는 것은 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 압출변수 중 소성가공량에 중요한 변수로 작요아는 압출비를 변화시켜 최적의 열간 소성가공량을 검토하고, 이에 따른 열전측성과 압출비와의 상관관계에 대하여 연구하는 것을 목적으로 하였다. 연구에 사용된 N형의 조성은$Bi_2Te_{2.75}Se_{0.15}$로서 순도 99.99를 사용하였고, dopant로 0.1wt%의 $SbI_3$를 사용하였다. $Bi_2Te_{2.75}Se_{0.15}$ 분말은 가스분사법(Gas atomization Process)를 이용하여, 용탕제조시 아르곤가스로 산화를 방지하였고, 냉매로는 질소가스를 이용하였다. 제조된 분말을 기ㅖ적 분급법을 이용하여 분급하였고, 냉매로는 질소가스를 이용하였다. 제조된 분말을 기계적 분급ㅂ법을 이용하여 분급하였고, 압출에 이용된 분말은 250$\mu\textrm{m}$이하의 크기를 사용하였다. 또한 분말제조과정 중 형성되는 표면산화층을 제거하기 위하여 36$0^{\circ}C$에서 4시간동안 수소 환원처리를 행하였다. 제조된 분말은 열간 압출을 위하여 Aㅣcan에 넣고 냉간성형체를 만들고, 진공처리를 한 후 밀봉하여 탈가스처리를 하였다. 압출다이는 압출비가 각각 28:1과 16:1인 평다이(9$0^{\circ}C$)를 사용하여 각각 내경이 9, 12cm이고, 길이가 50, 30cm인 압출재를 제조하였다. 열간압출한 후의 미세조직을 광학현미경으로 압출방향에 평행한 방향과 수직방향으로 관찰하였고, 열간 압출재 이방성을 검토하기 위하여 X선 회절분석을 실실하여 결정방위를 확인하였다. 전기 비저항 및 Seebeck 계수 측정을 위하여 각각 2$\times$2$\times$10$mm^3$ 그리고 5$\times$5$\times$10$mm^3$ 크기의 시편을 준비하였다.준비하였다.

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갑오징어갑으로부터 칼슘의 추출을 위한 전처리 방법의 검토 (Study on Pretreatment Methods for Calcium Extraction from Cuttle Bone)

  • 조문래;허민수;김진수
    • 한국수산과학회지
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    • 제34권5호
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    • pp.483-487
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    • 2001
  • 갑오징어 가공 부산물인 갑으로부터 유용 칼슘을 효율적으로 추출하기 위하여 소성처리 ($800^{\circ}C$, 2시간), 고온가압처리 ($121^{\circ}C$, 10시간) 및 초음파처리 ($60^{\circ}C$, 10시간)와 같은 전처리 방법에 대하여 검토하였다 소성처리에 의한 칼슘 추출 분말의 경우 백색이었으나, 기타 추출법으로 처리되어진 칼슘 분말의 경우 연노랑색을 나타내었다 소성처리에 의한 갑 분말의 칼슘함량은 $70.5\%$로 원료 및 다른 전처리 방법에 비하여 약 2배정도 증가하였다 전 처리 방법에 따른 칼슘의 가용화율은 원료에 비하여 초음파처리 및 고온가압처리의 경우 약간 감소하였으나, 소성처리한 경우 약 22배가 증가하였다. 이상의 칼슘제로서 가장 중요한 품질지표인색조, 칼슘 가용화율 및 순도 둥으로 미루어 보아 전처리 방법으로는 소성처리가 가장 우수하였다. 소성처리 시료를 RED 상분석한 결과 주성분은 산화칼슘이었다. 그러나, 소성처리에 의한 칼슘 추출 분말의 경우 pH가 12.9로 강알칼리를 나타내어 안전성 측면에서 식품품질 개선제 둥으로 사용하기에는 다소 문제가 있었다. 이상의 결과로 미루어 보아 갑오징어갑으로부터 칼슘을 추출하는 방법으로는 소성처리가 가장 우수하였으나, 강알칼리로 인해 식품 품질개선제 등과 같이 효율적으로 이용하기 위하여는 반드시 중성부근의 pH로 조정이 이루어져야 하리라 판단되었다.

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전이금속/$\gamma-Al_2O_3$ 촉매의 VOCs 산화특성 (VOCs Oxidation Characteristics of Transition $Metals/\gamma-Al_2O_3$ Catalyst)

  • 김봉수;박영성
    • 대한환경공학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.444-451
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    • 2007
  • 본 연구에서는 $\gamma-Al_2O_3$에 전이금속들을 함침시킨 촉매를 고정층 반응기에 충전시킨후 휘발성유기물질(VOCs)인 밴젠을 일정농도로 공급하면서 촉매산화 특성을 살펴보았다. 전이금속으로는 구리, 니켈, 망간, 철등을 포함해 8가지 금속을 선정하였고, 실험조건은 반응온도 $200\sim500^{\circ}C$, 벤젠의 농도 $1,000\sim3,000$ ppm, 공간속도 $5,000\sim60,000\;hr^{-1}$의 범위로 적용하였다. BET분석, 전자주사현미경(SEM), XRD분석을 통해 제조된 촉매의 물성을 조사하였으며, VOC 촉매산화반응의 전환율에 대하여 고찰하였다. 실험결과, VOC농도와 공간속도가 낮을수록 VOC산화반응의 전환율은 증가함을 알 수 있었다. 여러 전이금속촉매들 중에 Cu촉매가 벤젠에 대해 가장 높은 활성을 나타내었고, 소성온도 $500^{\circ}C$조건에서 전이금속의 함침율이 15 wt%일 경우 가장 높은 전환율을 나타내었다.

산화환경을 고려한 흑연 내열재의 고온파단특성 (Fracture Behavior of Graphite Material at Elevated Temperatures Considering Oxidation Condition)

  • 최훈석;김재훈;오광근
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권11호
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    • pp.1091-1097
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    • 2015
  • 흑연은 우수한 열특성을 지니기 때문에 로켓 노즐목 재료로 많이 이용된다. 하지만 흑연은 소성영역을 동반하지 않으며 파괴되는 준취성 특성을 보이므로 일반구조재료와 비교해 보았을 때, 강도 관점에서 상대적으로 취약하며, $450^{\circ}C$ 이상에서 산화가 발생한다. 따라서 흑연 재료의 실구조체 적용을 위하여 이 재료에 대한 기계적 열적 특성 평가가 요구된다. 본 논문에서는 ATJ 계열 흑연의 고온파단특성에 대한 실험적인 연구를 수행하였다. 특히, 온도와 하중, 그리고 산화조건을 변수로 두어 강도 및 파단특성에 대한 상관관계를 연구하였다. 이를 위하여 ASTM 규정을 준수하여 상온, 500, $1,000^{\circ}C$에서 일축 압축 및 인장시험을 수행하였으며, 파단면은 SEM 촬영을 통하여 분석하였다.

로타리킬른 소성 골재 물성예측을 위한 전기로 실험 (Experiments of electric furnace simulator for property prediction of the artificial lightweight aggregate sintered by rotary kiln)

  • 류유광;김유택
    • 한국결정성장학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.125-130
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    • 2008
  • 소형 전기로 및 이동장치가 있는 시뮬레이터를 사용하여 로타리킬른에서 생산되는 인공경량골재의 물성을 예측 할 수 있다면 대규모 로타리 킬른을 사용하여 인공경량골재 시제품 생산할 때 필요한 물자와 시간을 대폭 절감할 수 있다. 본 실험에서는 생산될 인공경량 골재의 물성을 정확히 예측할 수 있는 시뮬레이터를 제작하여 실제 로타리 킬른에서 생산된 골재의 물성과 비교함으로써 그 유용성을 검토하고자 하였다. 골재의 물성을 예측하기 위해서 8 mm 크기의 에코 인공경량 골재를 사용하였고 시뮬레이터의 분위기를 탄소를 이용해 조절하였다. 시뮬레이터와 로타리킬른에서 소성된 골재의 비중, 흡수율, 골재의 단면의 면적을 측정하고 비교하였다. 산화 분위기와 달리 환원분위기에서 소성된 시편은 탄소량이 증가할수록 비중이 증가하였으며 흡수율은 탄소 첨가량이 증가할수록 증가하는 경향을 보였다. 소성분위기는 환원 분위기 조성을 위해 탄소분말 0.7g을 첨가하였을 때 로라리 킬른과 가장 흡사한 분위기가 형성되는 것으로 판단되며, 두 골재의 물성 역시 비슷하였다.

전구체의 pH와 소성 온도가 실리카에 담지된 몰리브드늄 활성종에 미치는 영향 (The Effect of Precursor pH and Calcination Temperature on the Molybdenum Species over Silica Surface)

  • 하진욱
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제5권6호
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    • pp.558-561
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    • 2004
  • 암모늄헵타몰리브데이트(ammonium heptamolybdate, AHM)를 전구체로 제조한 실리카 담지 몰리브드늄$(MoO_{3}/SiO_{2})$ 촉매의 구조적 특성을 x-ray 회절기(XRD)를 사용하여 자세히 고찰하였다. 몰리브드늄의 표면담지량은 0.2부터 4.0 atoms $Mo/nm^{2}$로 변화하였으며, 담지촉매의 소성온도는 $300\~500^{\circ}C$로 변화하여 열역학적으로 형성 가능한 모든 몰리브드늄산화물의 구조를 고찰하였다. 담지량이 큰 경우(4 atoms $Mo/nm^{2}$), $300^{\circ}C$소성에서는 뭉쳐있거나 잘 분산된 hexagonal 형태의 결정체가 형성되었으며, $500^{\circ}C$로 소성온도를 증가하면 뭉친 orthorhombic 형태의 $MoO_{3}$ 결정체가 형성되었다. 뭉친 orthorhombic 형태의 결정체는 담지량이 1.1 atom $Mo/nm^{2}$이상이 되면 형성된 반면 잘 분산된 hexagonal 형태의 결정체는 가장 큰 표면 담지량 4.0 atoms $Mo/nm^{2}$에서도 고찰하기가 어려웠다. 이러한 hexagonal 결정체의 담체 표면에서의 높은 분산은 암모니아로 인한 몰리브드늄 산화물($MoO_{3}$)과 실리카($SiO_{2}$) 담체 사이의 강한 표면작용에 기인한 것으로 생각된다.

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공침법에 의한 Fe2O3-CoO-Cr2O3-MnO2계 안료 연구 (Synthesis of the Fe2O3-CoO-Cr2O3-MnO2 pigments by co-precipitation method)

  • 최수녕;이병하
    • 한국결정성장학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.264-271
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    • 2007
  • 본 연구에서는 $Fe_2O_3-CoO-Cr_2O_3-MnO_2$계 색상의 무기안료를 공침법을 사용하여 합성하였다. 출발원료로는 $FeCl_3,\;CoCl_2,\;CrCl_3,\;MnCl_2$를 사용하였으며 침전제로는 2N-KOH를 사용하였다. $MnCl_2$는 10 mole%로 고정한 후 세 가지 원료로서 6가지 조성비를 만들어 안료를 합성하였다. 조합된 시료는 1.5시간 $1350^{\circ}C$에서 하소하였다. XRD, FT-IR, SEM 과 UV spectrophotometer를 사용하여 안료의 특성 분석을 하였다. 합성된 안료는 석회유, 석회 바륨유에 각각 6wt%씩 첨가하여 $1260^{\circ}C$ 산화소성, $1240^{\circ}C$ 환원 소성하였다. UV Spectrometer를 사용하여 색상분석을 한 결과는 black, bluish black, dark grayish green을 나타냈다.

천연망간광석 SCR 반응에서 수분의 영향 (The effect of moisture on SCR reaction of NMO (Natural Manganese Ore))

  • 김성수;홍성창
    • 공업화학
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    • 제18권4호
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    • pp.350-355
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    • 2007
  • 천연망간광석을 이용한 질소산화물의 선택적촉매환원 반응에서 배가스 내에 포함된 수분의 영향을 연구하였다. 실험은 천연망간광석 촉매상에서 NO와 $NH_3$의 반응을 독립 또는 동시에 반응시켰다. 천연망간광석 촉매의 격자산소를 통하여 저온에서 $NH_3$가 산화될 수 있으며, $NH_3$의 산화로 인하여 생긴 NO 및 $NO_2$의 농도는 수분이 없을 때보다 수분이 존재할 때에 $300^{\circ}C$ 이상 고온에서 더 높게 나타났다. 수분은 천연망간광석 촉매상에서 NO 및 $NH_3$와 경쟁흡착하며, 이것은 고온 및 저온에서의 선택적촉매환원 반응을 저해하는 요인으로 작용할 수 있다. 촉매제조시 dipping한 수분도 $NH_3$와 경쟁흡착을 하여 $250^{\circ}C$ 이하에서 NOx 전환율이 감소하였다. NMO는 소성온도별로 활성특성이 달라지고 수분의 유무에 관계없이 $400^{\circ}C$의 최적소성온도를 갖는다.

바나듐산화물 전극상에서 1-부텐의 산화반응 연구 (A Study on 1-Butene Oxidation over Vanadium Oxide Electrode)

  • 박승두;이학영;홍석인
    • 공업화학
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    • 제9권4호
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    • pp.523-528
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    • 1998
  • 본 연구에서는 고체전해질셀 내에서 작업전극으로 사용된 $V_2O_5$의 전기화학적 특성을 알아보기 위해 YSZ를 고체전해질로 사용하여 전기화학셀(1-Butene+$O_2$, $V_2O_5{\mid}YSZ{\mid}Ag$, $O_2$)을 구성하였다. 상대전극인 Ag는 소성에 따라 sintering이 일어나고 $3{\mu}m$ 이상의 기공을 갖는 구조를 얻었다. 작업전극은 소성조건에 따라 부분산화반응에 영향을 주는 (010)면이 발생되었다. $V_2O_5$의 1-부텐에 대한 주요생성물은 부타디엔이었고 SEP (solid electrolyte potentiometry) 기술을 이용하여 작업전극상에 흡착된 화학종의 화학포텐셜을 측정하였다. 가스조성에 따른 개로전위 (OCV; open circuit voltage)를 측정하여 표면 산소종에 혼합전위의 발생을 확인하였다.

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서미스터용 Mn-Co-Ni-Fe계 산화물의 조성에 따른 전기저항특성 (Characteristics of Electrical Resistance in System Mn-Co-Ni-Fe oxide for Thermistor with various Compositions)

  • 김영민;임재석;임굉
    • 공학논문집
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    • 제5권1호
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    • pp.63-72
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    • 2004
  • Mn-Co-Ni 3성분계에 Fe의 첨가량을 변화시켜 따른 산화물 서미스터소결체(Mn-Co-Ni-Fe oxide)를 소성온도 1200~$1400^{\circ}C$에서 제조하여 전기저항특성을 조사한 결과, 결정상은 단일입방정 스피넬형 결정구조였고, 소성온도에 따른 전기전도도는 $1300^{\circ}C$에서 4시간 소결한 시미스터가 가장 높았다. 대체로 F-2를 제외하고는 Fe의 첨가량이 증가할 때 비저항은 증가하고 상대적으로 전기전도도는 감소한다. 특히 F-2의 조성에 있어서는 전기전도도가 1.4${\times}$$10^-3$${\ textohm}cm로 높았고 상대적으로 B정수는 2906K로 낮았다.

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