• 자원리싸이클링
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• 제32권6호
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• pp.54-66
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• 2023

타이타늄은 다양한 용도에 사용되고 있어 광물자원으로서의 중요성이 높아지고 있으나 대부분 수입에 의존하고 있다. 국내에도 주로 일메나이트로 구성된 타이타늄 원광이 존재하며 이를 개발하기 위한 연구가 진행되고 있지만 원료 소재로의 개발은 진행되고 있지 않아 안정적인 타이타늄 공급망을 확보하기 위한 대책이 시급하다. 이에 본 연구에서는 타이타늄 광물의 안정적인 확보를 위해 선광 기술별 기초 실험을 실시하여 유가광물의 효율적 회수를 위한 기술 적용 가능성을 평가하였다. 실험 결과, 풍화작용으로 인한 광물들의 입자가 미립의 형태로 존재하여 분급을 통한 회수는 어려운 것으로 확인되었다. 비중선별, 부유선별 및 자력선별의 선광기술을 적용한 결과, 적철석과 금홍석 등의 유가광물 회수가 가능하다. 그러나 타이타늄 광석에 함유된 적철석과 금홍석이 미세한 입자로 물리적으로 결합되어 있는 광물학적 특성에 의해 산화티탄의 품위와 실수율을 높이는데 한계성이 있다. 따라서 타이타늄 광석 내 산화티탄과 더불어 철, 바나듐, 희토류 성분도 함께 자원으로 활용할 수 있는 용도 개발이 필요하며, 이를 위해서 구성광물 간 단체분리도 향상 분쇄 기술, 미세한 광물입자 간 자력 감응 차이를 이용한 자력선별 기술, 그리고 산화철 및 산화티탄 성분의 개질 후 유가물질을 경제적으로 확보할 수 있는 선광 기술의 개발이 필요하다.

• 생명과학회지
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• 제16권2호
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• pp.302-309
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• 2006

처리하지 않은 타이타늄과 양극 산화 처리한 타이타늄 시편의 생체적합성을 평가하기 위해, 시편을 마우스의 복부 피하 조직에 이식하고 2주 동안 생존시켰다. 그 시편에 대한 복부 피하 결합조직의 반응을 조직학적으로 조사하였다. 시편 주위를 둘러싸는 섬유성 결합조직 막이 관찰되었으며 이 막은 섬유모세포, 섬유세포 및 기타 세포로서 중성호성백혈구, 대식세포, 거대다핵세포 등으로 이루어져 있었다. 시편을 둘러싸는 이 막에 새로이 형성된 혈관이 존재하기도 하였다. 임플란트와 접하는 섬유성 막에 거대다핵세포가 관찰되었다. 섬유성 막에 있는 세포 종류와 막의 두께를 조사하였다. 막에 있는 대부분의 세포는 섬유모세포와 섬유세포이었다. 양극 산화 처리를 하지 않은 타이타늄 시편에 비해 산화 처리를 한 시편을 둘러싸는 섬유성 막의 평균 두께가 더 얇았다. 또한 타이타늄 시편의 생체적합성을 세포 배양법으로 조사하였다. 산화 처리를 한 시편 위에서 배양한 MG-63 세포의 수가 유의하게 증가되었다. 이런 결과들은 in vivo 와 in vitro 실험에서 산화 처리를 한 타이타늄 시편이 생체적합성을 증가시키는데 효과적이라는 것을 말해준다.

• 한국진공학회지
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• 제4권S1호
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• pp.87-91
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• 1995

초고집적회로의 배선 금속으로 사용되는 알루미늄 합금은 치밀한 표면 산화막 때문에 화학증착법에 의하여 비어를 선택적으로 충전하기 힘들다. 본 연구에서는 기저층을 이용하여 비어에 선택적으로 화학증착함으로써 평탄화를 이루는 새로운 방법을 제안하였다. 알루미늄, 구리 등의 배선 금속, 팔라듐, 코발트 등의 금속, 기타 타이타늄 질화물 등의 기판에 대하여 화학증착 알루미늄의 특성과 실리콘 산화물간의 선택성을 평가하였으며 팔라듐, 코발트, 타이타늄 질화물 등을 기저층으로 사용한 경우에 낮은 비저항과 안정적인 선택적 비어 충전을 이룰 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제30권2호
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• pp.61-67
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• 2021

밀링 및 터닝 가공 중 발생되는 칩 형태 타이타늄 스크랩을 세라믹스 원료로 활용하기 위한 연구를 수행하였다. 우선, 칩 형태 타이타늄 스크랩에 포함되어 있는 다량의 절삭유와 철 성분 제거를 위해 유기세정 및 산 세정 과정을 거쳐 스크랩 표면 세척을 진행하였다. 아세톤과 질산을 사용한 세정 과정을 통해 스크랩 내 유기물과 철 함량은 5 wt.% 수준에서 0.07 wt.% 이하로 감소하는 것을 확인하였고 세정에 이어진 산화 과정을 통해 타이타늄 스크랩은 이산화타이타늄화 되었다. 타이타늄 스크랩의 이산화타이타늄화 과정은 800 ℃ 이상의 온도에서 이루어졌으며 이산화타이타늄은 고에너지 밀링 과정을 통해 나노 결정립으로 미세화되어 탄소에 의한 환원 및 탄화 반응은 기존 이산화타이타늄 탄화환원 온도인 1500 ℃보다 낮은 1200 ℃에서 가능하게 되었다. 이산화타이타늄 탄화환원을 통해 얻어지는 타이타늄 탄화물은 질소 및 타이타늄 이외 전이금속 원소의 첨가 및 고용을 통해 물성이 개선될 수 있었다. 타이타늄 탄화물 내 질소 첨가 및 고용상 형성 가능성은 열역학 계산을 통해 예측되었고 질소 첨가 및 전이금속 고용에 의해 타이타늄 탄화물의 특성 중 경도 및 파괴인성 제어가 가능하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.50-50
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• 2015

양극산화를 통하여 타이타늄 산화물 나노튜뷰를 제조하고 전기화학적 촉매능을 향상시키기 위하여 다양한 방법의 촉매 도핑방법을 소개한다. 특히, 단일(single step) 양극산화법과 전기충격법(potential shock)를 통한 촉매도핑법을 비교하며 장횡비(high aspect ratio)가 높은 나노튜뷰에 균일하고 효율적인 촉매도핑법 및 도핑된 나노튜뷰를 활용한 물분해 실험결과를 소개한다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.20.1-20.1
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• 2011

타이타늄의 내부식 특성은 분해하기 어려운 산화물의 보호피막을 형성 함으로서 무독성의 생체친화적 성질을 가지고 있어 심장밸브, 인공 뼈 등 신체 조직의 이식에 사용될 만큼 인체에 무해한 금속으로 의료용으로 많이 응용되고 있다. 본 강연에서는 생체재료로써 의료용 타이타늄의 적용현황을 소개하고, 이를 통해 타이타늄의 가치를 다시 한번 재고하고자 한다. 타이타늄 임플란트에서 그 표면과 골사이의 골유착(osseointegration)은 성공적인 임상결과를 얻기 위한 중요한 요소 중의 하나이다. 1960년대에는 기계가공 된 매끈한 형태의 타이타늄 표면을 시작으로 골유착을 얻고자 하였다. 이러한 시도를 통해 임플란트가 점차 대중화 되면서 1980년대 부터 타이타늄 표면과 골과의 유착을 조기에 실현하고, 골유착 강도를 강화하기 위해 다양한 표면기술이 개발 되기 시작하였다. 크게는 1. 표면적 증대 기술, 2. 화학적 방식을 통한 표면기술, 3. 생체활성 유도형 표면기술, 4. 서방출 등을 응용한 골유도 및 활성 조절형 표면기술 등이 개발되어 제품화 되거나 그 연구가 진행 중에 있다. 다양한 표면기술에 대한 흐름을 이해하고 이에 대한 장, 단점을 이해함으로써 앞으로 기술적으로 극복해 나가야 할 과제를 제시하고자 한다. 또한 다양한 표면기술에 대한 유효성과 그에 대한 중, 장기 안전성에 대한 중요성을 이해하고 이를 평가하기 위한 여러 가지 절차와 방법 소개를 통해 신뢰성 있는 연구개발이 될 수 있기 바란다.

• 국방과기술
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• 5호통권279호
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• pp.26-37
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• 2002

타이타늄은 융점이 높으며 공업용 합금 중 비강도가 가장 크고, 인체를 포함한 어떠한 산화성 및 환원성 분위기에서도 스테인리스강보다도 내식성이 탁월할 뿐 아니라, 극적온 특성 등 내환경성이 우수하다. 또한 질량효율이 크고, 낮은 열 팽창계수, 비자성 특성에 다양한 제작성을 겸비하였을 뿐 아니라, 정비유지를 감안한 수명 주기 비용이 우수한 타이타늄 재료는 방탄재, 전투차량, 야포, 소총 등 육상장비, 구축함, 항공모함, 잠수함 등 수상 및 수중장비, 가변익기 및 고정익기 등 군용길ㄹ 포함하는 항공 우주장비 등에 없어서는 안 되는 재료이다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.111-111
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• 2013

골이식 부위에서 연조직의 붕괴를 막아주면서 골이식재를 위한 안정적인 공간을 확보하기 위해서 타이타늄 메쉬가 적용된다. 본 연구에서 생체 불활성의 특성을 보이는 타이타늄 차폐막에 양극산화와 석회화 순환처리에 의해서 생체활성을 부여한 결과, 골형성을 촉진하는 결과를 보여주었다.

• 공업화학
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• 제26권2호
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• pp.121-127
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• 2015

전기화학적 양극산화 기법으로 제조한 타이타늄 나노튜브는 타이타늄 특유의 강한 화학내구성 및 나노튜브의 높은 종횡비로 인하여 넓은 범위에 응용된 소재이다. 전해질의 구성 성분과 종류, pH, 전압, 온도 그리고 양극산화 시간이 타이타늄 나노튜브의 성상을 결정짓는 요소들이며 도핑을 통해 촉매능을 부여할 수 있다. 비금속 및 금속 원소 모두 도핑 가능하며 도핑 방법 역시 다양하다. 도핑 방법에는 합금 양극산화, 열처리법, 함침법, 전기도금법 등 다양한 방법들이 이용되며 점차 간단하고 빠른 도핑 방법을 찾는 방향으로 연구가 진행되고 있다. 본 총설에서는 타이타늄 나노튜브의 생성 원리와 상용된 제법들에 관하여 기술하고 도핑과 그 응용 및 최근의 도핑 연구 동향을 다루도록 하겠다.

• 자원환경지질
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• 제55권2호
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• pp.197-207
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• 2022

본 연구는 조선누층군 내 타이타늄 광체의 모암이 되는 면산층 암석을 기계학습기법을 분광분석 결과에 적용하여 탐지하였다. 이를 위해 면산층과 타 층들의 구성 광물을 파악하고, 타이타늄 함량을 측정하였으며, 전자기파 반응 특성을 분석하였다. 면산층은 다른 층들에 비해 불투명 광물을 많이 함유하고, 석영 입자와 점토광물로 구성된다. X선 형광분석 결과, 면산층의 평균 타이타늄 함량은 타 층들에 비해 최소 10배 이상의 타이타늄 함량을 보이며 낮은 함량군과 높은 함량군의 다봉분포를 갖는다. 이는 면산층 내의 타이타늄이 함유되는 사질과 이질이 교호 반복되는데 사질 부분은 이질 부분보다 타이타늄의 함량이 상대적으로 높기 때문이다. 분광분석 결과, 면산층은 산화철의 흡광 특성이 근적외선 영역에서, 점토광물에 의한 흡광 특성이 단파적외선 영역에서 관찰되며, 풍화면의 경우 점토광물 특성이 보다 강해지는 경향을 보인다. 타이타늄 광화대의 탐지는 티탄철석 자체의 분광 특성이 특징적이지 않아 광체를 탐지의 대상으로 보기보다는 모암인 면산층을 탐지하는 것이 적절할 것으로 생각된다. 랜덤포레스트 기계학습 기법을 이용한 면산층의 탐지 정확도는 84%, 전체정확도 97%를 보였으며, 산화철의 분광 특성과 점토광물 분광 특성이 가장 중요한 역할을 하는 것으로 분석되었다. 이는 분광 특성이 타이타늄 모암인 면산층 암석을 효율적으로 탐지할 수 있음을 지시하고, 확대 적용 될경우 무인항공기반 타이타늄 광체 탐사에 적용할 수 있을 것으로 기대한다.