• 한국진공학회지
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• 제2권1호
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• pp.28-33
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• 1993

산화분위기에서의 Ti/SiO2 박막의 산화거동 및 계면반응을 조사했다. SiO2막위에 100nm의 티타니움을 스퍼터법으로 형성하여 급속가열로(Rapid Thermal Processor)에서 온도를 달리하여 산화시켰다. 산화거동은 박막의 면저항의 측정, 산화막 두께측정, XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)에 의한 조성분석으로 평가했다. 산화시 티타니움 면저항은 표면에서 산화로 인해 약 $500^{\circ}C$ 이상에서 증가하기 시작해서 $800^{\circ}C$에서 포화되었다. 이 때 막두께는 약 $700^{\circ}C$ 이상에서 약 2배로 증가한 후 일정한 두께를 나타내었다. 이 결과로부터 산화부산물에 도전성물질이 존재하는 것을 알 수 있었다. TEM과 XPS분석결과 40$0^{\circ}C$ 이상에서 산화시 Ti 표면에서부터 TiO2가 형성되고 $600^{\circ}C$ 이상에서는 TiO2의 형성과 Si의 석출이 확인되었다. 석출되는 Si의 양은 온도에 따라 증가했다.

• 한국세라믹학회지
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• 제35권1호
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• pp.55-65
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• 1998

Ag-36.8a%Cu-7.4at%Ti 조성의 브레이징 합금을 Si3N4 기판위에 브레이징한 후 브레이징 합금의 산화거동을 대기중 400, 500, 600$^{\circ}C$에서 조사하였다. 브레이징 합금의 구성원소인 Ag는 산화되지 않고 Cu와 Ti가 산화되며, 산화거동은 포물선적 산화법칙을 따랐다. 브레이징 합금의 산화에 따른 활성화에너지는 80kj/ mol 으로서 소량 첨가된 활성원소인 Ti에 의하여 순수한 Cu의 산화시 활성화에너지보다 감소하였다. 산화 초기에 생성되는 외부산화물은 Cu이온의 외부확산에 의해 성장이 지배되는 Cu산화물로 구성되어 있었다. 산화기간이 경과함에 따라 외부산화물층 아래에서 Cu의 농도는 감소되고 Ag의 농도는 증가하는 농도구배가 발생하여, 브레이징 합금의 산화물은 Cu산화물층(CuO)/Ag잉여층/Cu산화물층(Cu2O)/Ag잉여층의 다층구조를 갖았다. 또한, 분위기중의 산소는 Cu산화물 및 Ag잉여층을 통해 브레이징 합금 내부로 확산되어 브레이징 합금내의 Ti와 반응하여 내부산화물 TiO2를 생성하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제19권2호
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• pp.122-129
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• 1987

핵연료 피복재 (Zircaloy-4)에 생기는 얇은 산화층의 두께에 따른 고온에서의 산화 거동을 관찰하기 위하여 실험과 수치 계산을 수행하였다. 산화 실험은 수중기와 물의 혼합 분위기에서 지르칼로이-4판재 시편을 $650^{\circ}C$에서 600초, 1,800초 동안 산화시켜서 산화층을 형성시킨 후 $700^{\circ}C$ 와 85$0^{\circ}C$ 사이의 온도에서 산화 거동을 관찰하였다. 기산화층의 두께가 두꺼울수록 고온에서의 산화율은 as-received cladding의 경우보다 낮았다. 기산화층이 형성된 시편에서는 산화율 천이 영역이 나타났으며 이 영역은 산화 온도가 올라감에 따라 점차로 소멸되었다. 기산화층의 영향은 낮은 온도($700^{\circ}C$)에서 가장 뚜렷하게 나타났다. 수치 계산 결과에 의하면, 산화층 증가율과 무게 증가는 실험 결과와 비슷하게 기산화층의 두께에 영향을 받았다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(3)
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• pp.553-558
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• 1996

가압 경수로형 핵연료에 대한 장기 저장거동을 연구하기 위하여 모의 사용후핵연료(SIMFUEL) 및 조사 핵연료에 대한 산화시험을 공기중에 수행하였다. 연소도가 15,33 및 50 GWD/MTU로 모의한 핵연료를 300-375$^{\circ}C$ 구간에서 산화 시험한 결과, 모의 사용후핵연료는 미조사 $UO_2$시편과 같이 S-형 곡선의 무게증가 특성을 보여 주었으며, 미조사 $UO_2$시편에 비해 산화가 느리게 일어났으며, 모의 사용후핵연료는 연소도가 높을수록 산화속도가 느리다. 고리 2호기에서 2주기 연소한 우라늄 및 가돌리니아 핵연료를 275$^{\circ}C$에서 산화 시험한 결과, 조사 $UO_2$는 연소도가 증가할수록 산화가 느리게 일어나며, 우라늄 핵연료는 가돌리니아 핵연료에 비해 산화가 빨리 일어난다.

• 한국재료학회지
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• 제7권7호
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• pp.564-570
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• 1997

용융산화에 의한 AI$_{2}$O$_{3}$복합재료의 형성에 미치는 합금원소의 영향을 연구하였다. AI-Mg-3Si 합금이 가장 우수한 산화거동을 보였다. 우수한 3원계로 선정된 AI-1Mg-3Si합금에 제 4원소 Sn, Cu, Ni, Zn을 양을 달리하여 각각 첨가하여 산화거동을 살펴보았다. 1273K, 1373K, 1473K, 에서 20시간 각각 산화실험을 한 결과, 1473K에서는 모든 합금계가 우수했으나 1373K, 1273K에서는 산화가 거의 일어나지 않았다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.40.1-40.1
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• 2011

TZM합금은 융점이 높은 Mo 기지에 미세한 (Zr,Ti)C의 석출물이 분산되어 있어 고온에서 다양한 부품에 응용가능하다. 하지만, TZM합금이 대기중 고온에 노출될 경우, 초기 산화물이며 약 $600^{\circ}C$부터 기화가 시작되는 $MoO_3$상이 형성됨으로써 물성에 치명적인 영향을 미친다. 이러한 산화거동을 막기 위하여 표면보호 코팅을 필요로 한다. 본 연구에서는 복잡한 형상과 대량생산이 가능하며 표면 코팅층과 모재의 접합성이 가장 강하다고 알려진 확산코팅법을 이용하여 Si을 TZM 합금에 코팅하였으며, 코팅층의 형성 속도론을 이해하기 위하여 온도별 및 시간별로 코팅을 수행하여 시간과 온도에 따른 코팅층의 형성 기구를 고찰하고자 하였다. Si의 확산코팅결과, $MoSi_2$층은 $1350^{\circ}C$에서 산화시에 두께가 감소하였으며, $Mo_5Si_3$상은 두께가 성장하였다. 코팅층의 확산거동을 속도론적 분석을 통하여 규명하고 논의하고자 한다.

• 한국광물학회지
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• 제13권2호
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• pp.73-83
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• 2000

다덕 광산 폐석내 섬아연석과 함망간탄산염 광물의 풍화현상과 그에 따른 중금속의 거동을 조사 하였다. 섬아연석은 풍화초기에 극미립 산화철의 망상구조 집합체로 교대되었으며, 후기에는 자연황이 용해중인 섬아연석과 산화철 집합체 사이에 침전되었다. 산화철 집합체에는 As가 다량 함유되어 있다. 능망간석와 함망간 방해석은 함아연산화망간의 망상구조 집합체로 교대되었으며, 함망간방해서과 함아연산화망간 사이에는 스미소나이트가 침전되었다. 선택적 용해외 X선회절분석을 이용하여 감정한 결과, 함아연산화망간은 헤테롤라이트/하이드로헤테롤라이트인 것으로 판명되었다. Zn의 일부는 규산과 결합하여 입간 공극에 월레마이트로 침전되었다. 풍화 초기에 형성되는 극미립 산화철 및 함아연산화망간의 치밀한 망상 집합체는 풍화용액의 순환을 차단하여, 모광물의 풍화 반응을 지체시키는 지화학적 장벽 역할을 하였다. 이에 따라 망상구조 내에 조성된 국지적 미환경하에서 풍화중간산물들이 침전되었다. 이상의 연구 결과로 다음과 같은 사항을 추론할 수 있다. 섬아연석의 Fe와 함망간탄산염의 Mn은 각각 산화철과 산화망간으로 침전되어 산성화에 기여하였다. 폐광석 더미내 As의 활동도는 저결정질 산화철에의 흡착에 의해 조절되며, Zn의 활동도는 미소환경조건에 따라 하이드로헤테롤라이트/헤테롤라이트, 스미소나이트, 월레마이트 등의 다양한 이차광물의 용해도에 의하여 조절된다.

• 한국재료학회지
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• 제8권1호
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• pp.45-51
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• 1998

Ti-45at%AI-1.6at%Mn 조성을 갖는 금속간화합물의 장시간 및 반복산화 거동을조사하기 위하여 반응소결법 및 플라즈마 아크 용해법으로 제조한 시편에 대하여 80$0^{\circ}C$에서는 반응소결재와 용제재 모두 등온 및 반복산화에 대하여 우수한 저항성을 나타내었다. 90$0^{\circ}C$에서는 반응소결재의 경우에는 등온 및 반복산화에 대하여 우수한 저항성을 보였으며, 중량변화와 산화피막의 박리는 극히 적었다. 이에 비해 용제재의 경우에는 등온 및 반복산화에 의해 중향이 크게 변하였으며 피막의 박리도 극심하였다. 90$0^{\circ}C$에 있어서 두 재료간의 이러한 산화거동 차이는 기지/산화물 계면 부근에 형성된 산화층의 차이에 기인하는 것으로 간주하였다. 반응소결재의 경우에는 계면 부근에 연속적인 AO$_{3}$O$_{3}$층이 형성되며, 이러한 층이 산화에 대한 보호막으로 작용하는데 비하여 용제재에 있어서는 계면 부근에 AO$_{3}$O$_{3}$와 TiO$_{2}$의 혼합층이 형성되었다. 용제재의 반복산화시에 보여진 피막의 박리는 냉각시에 TiO$_{2}$와 기지간의 열팽창계수 차이에 기인하여 발생하는 열응력을 TiO$_{2}$가 견디지 못하고 박리를 초래한 것으로 해석하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 추계학술발표회논문집(1)
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• pp.103-109
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• 1996

고리 원자력 1호기 14주기(‘95년도) 운전기간 중 증기발생기 세관 열전달 용량 저하로 전출력 운전 기간동안 정격출력보다 15% 감발 운전한 경험이 있었는데, 이 기간중 냉각재내 방사성 부식생성물(CRUD) 농도가 약 80% 감소됨을 발견하였다. 이때 출력감소 비율보다 많은 CRUD 감소현상 규명을 위해 냉각재 수질관리인자와 EPRI 피복재 부식모델인 PFCC코드를 사용한 피 복재 산화물 두께변화 등을 비교한 결과, 운전중 용출되는 방사성 부식생성물은 핵연료 표면의 피복재 산화물에 흡착된 Co핵종이 피복재 산화물 이탈시 함께 거동하는 것으로 확인되었으며, 피복재 산화물 이탈은 산화막 두께 및 열유속에 주로 의존함이 밝혀졌다. 따라서 냉각재내에서 방사성 부식 생성물의 생성률 저감을 위해서는 정상운전시 핵연료 표면의 산화막 증가를 억제할 수 있는 수질 조건을 도출하고 그에따른 운전을 통해 원전 작업자의 방사선 피폭량 저감 및 방사성폐기물의 발생을 줄일 수 있을 것으로 여겨진다.

• 한국세라믹학회지
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• 제38권6호
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• pp.545-550
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• 2001

본 연구에서는 분사연소합성(SCS)을 위한 기초단계로서 용액연소합성에 대한 거동을 살펴보고자 알루미나 합성을 모델로 하였으며 이를 위해 전구체에 대한 열분해거동, 그리고 각 온도에서의 평형종 분압 계산 및 합성과정을 조사하였다. 각각의 열중량 분석(TGA) 결과 산화제와 환원제(연료)의 열분해 이력이 서로 다르게 나타났으며, 열역학 응용 프로그램인 ChemSag에 의한 평형종 분압의 계산에서 연소속도를 저하시킬 수 있는 $CO_2$와 수증기 가스 분압이 상당부분 존재하였다. 산화제/환원제 혼합물의 열분석(DTA/TG) 결과 산화제와 환원제의 열분해 거동의 차이, 그리고 매우 작은 시료의 양으로 인해 263$^{\circ}C$에서 발열피크가 매우 작게 나타났다. 열분석 시료에 비해 발열 에너지를 높이기 위해 산화제와 환원제 혼합 전구체를 비이커에서 증기압을 조절하며 가열시켜 본 결과 27$0^{\circ}C$에서 $\alpha$-Al$_2$O$_3$생성물을 얻을 수 있었다. 따라서 분사연소합성 반응을 통해 세라믹 원료를 합성하기 위해서는 연소과정 중 열분해 거동과 평형종의 분압을 고려하여야 한다.