• 자원리싸이클링
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• 제31권4호
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• pp.19-25
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• 2022

본 연구에서는 텅스텐산암모늄(APT, Ammonium Paratungstate, (NH₄)₁₀[W₁₂O₄₆H₁₀])이 사용되지 않는 친환경 초경합금 슬러지 재활용 공정을 통해 초경합금 주원료인 텅스텐 탄화물 분말을 합성하고자 하였다. 초경합금 슬러지에 대한 산 처리를 통해 텅스텐산(H₂WO₄) 추출 및 결정화를 수행하고 결정화된 텅스텐산을 텅스텐 탄화물의 원료로 사용하였다. H₂WO₄에 대한 탄화환원을 통해 텅스텐탄화물 (WC) 분말이 합성되었고 합성된 WC 분말은 200~700nm 수준의 결정립으로 구성되어 있음이 확인되었다. 이는 현재 절삭공구로 가장 널리 사용되는 1~3㎛ 입도의 상용 WC 분말에 비해 미세한 것으로 텅스텐 금속 분말에 대한 고온(1,700℃ 이상) 고상 탄화법을 통해 제조되는 상용 WC 분말과 달리 H₂WO₄ 나노 결정립에 대한 탄화환원을 통해 WC 분말이 합성되었기 때문으로 사료된다. H₂WO₄로 부터 합성된 WC 분말의 경우 탄화환원에 의해 탄소의 제거가 수월하여 상용 WC 분말에 비해 잔류 탄소가 적은 것으로 확인되었으며 작은 결정립 크기로 인해 초경합금 원료로 사용되었을 때 WC-Co 복합체 내 WC 입자의 성장이 활발하게 일어나 H₂WO₄로부터 합성된 WC 분말이 적용된 WC-Co 복합체의 경우 WC 입자가 조대하고 파괴인성이 우수한 것으로 확인되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권4호
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• pp.83-89
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• 2020

지난 수십년간 인류에게 핵심적인 에너지 자원이었던 화석연료가 갈수록 고갈되고 있고, 산업발전에 따른 오염이 심해지고 있는 환경을 보호하기 위한 노력의 일환으로, 친환경 이차전지, 수소발생 에너지 장치, 에너지 저장 시스템 등과 관련한 새로운 에너지 기술들이 개발되고 있다. 그 중에서도 리튬이온 배터리 (Lithium ion battery, LIB)는 높은 에너지 밀도와 긴 수명으로 인해, 대용량 배터리로 응용하기에 적합하고 산업적 응용이 가능한 차세대 에너지 장치로 여겨진다. 하지만, 친환경 전기 자동차, 드론 등 증가하는 배터리 시장을 고려할 때, 수명이 다한 이유로 어느 순간부터 많은 양의 배터리 폐기물이 쏟아져 나올 것으로 예상된다. 이를 대비하기 위해, 폐전지에서 리튬 및 각종 유가금속을 회수하는 공정개발이 요구되는 동시에, 이를 재활용할 수 있는 방안이 사회적으로 요구된다. 본 연구에서는, 폐전지의 재활용 전략소재 중 하나인, 리튬이온 배터리의 대표적 양극 소재 Li2CO3의 나노스케일 패턴 제조 방법을 소개하고자 한다. 우선, Li2CO3 분말을 진공 내 가압하여 성형하고, 고온 소결을 통하여 매우 순수한 Li2CO3 박막 증착용 3인치 스퍼터 타겟을 성공적으로 제작하였다. 해당 타겟을 스퍼터 장비에 장착하여, 나노 패턴전사 프린팅 공정을 이용하여 250 nm 선 폭을 갖는, 매우 잘 정렬된 Li2CO3 라인 패턴을 SiO2/Si 기판 위에 성공적으로 형성할 수 있었다. 뿐만 아니라, 패턴전사 프린팅 공정을 기반으로, 금속, 유리, 유연 고분자 기판, 그리고 굴곡진 고글의 표면에까지 Li2CO3 라인 패턴을 성공적으로 형성하였다. 해당 결과물은 향후, 배터리 소자에 사용되는 다양한 기능성 소재의 박막화에 응용될 것으로 기대되고, 특히 다양한 기판 위에서의 리튬이온 배터리 소자의 성능 향상에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 구강회복응용과학지
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• 제30권1호
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• pp.16-22
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• 2014

목적: 본 연구의 목적은 동일한 모형에서 제작된 지르코니아 single 코핑과 3-unit 구조물의 변연 및 내면 적합도를 평가하는 것이다. 연구 재료 및 방법: 상악 우측 제2소구치가 상실되고 상악 제1소구치와 제2대구치가 지대치로 형성된 에폭시 모형(epoxy model)을 제작한 후 레이저 스캐너를 이용하여 스캔 하였다. CAD 소프트웨어를 이용하여 지르코니아 구조물을 디자인하고 CAM을 사용하여 지르코니아 single 코핑과 3-unit 구조물을 제작 하였다. 지르코니아 single 코핑은 상악 제1소구치, 제2대구치에서 각각 10개씩 제작 되었고 지르코니아 3-unit 구조물도 10개가 제작 되었다. 적합도 측정을 위하여 제작된 실리콘 복제(silicone replica)를 4등분하고 각 면의 측정 위치(P1, P2, P3, P4, P5)에서 디지털 현미경을 사용하여 적합도를 측정하였다. 각 위치에서 측정된 불일치 값들은 변연 불일치(MG, P1), 축 불일치(AG, P2와 P3의 평균), 교합 불일치(OG, P4와 P5의 평균)의 세 범주로 분류하였다. 결과: Single 코핑에서 변연 불일치의 범위는 18.47 - 40.54 ${\mu}m$, 축 불일치의 범위는 39.73 - 73.61 ${\mu}m$, 교합 불일치의 범위는 116.90 - 134.69 ${\mu}m$이었다. 3-unit 구조물에서 변연 불일치의 범위는 45.95 - 87.44 ${\mu}m$이고, 축 불일치의 범위는 23.78 - 57.00 ${\mu}m$이고, 교합 불일치는 99.89 - 131.06 ${\mu}m$이었다. 결론: 본 연구의 결과에 따르면 single 코핑에 비해 3-unit 구조물의 변연 불일치가 증가하였지만 임상학적 수용 범위(- 120 ${\mu}m$) 내에 있었으며 3-unit 구조물의 불일치 증가를 방지하기 위해서 더욱 균질한 지르코니아 블록 사용과 소결공정들을 조절해야 할 것이다.

• 공업화학
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• 제5권5호
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• pp.862-870
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• 1994

출발물질로 $Pb(NO_3)_2$, $Mg(NO_3)_2$, $NbCl_5$를 선정하여 이들을 수용액상으로 $Pb(Mg_{1/3}Nb_{2/3})O_3$조성에 맞도록 각 수용액을 정확히 취하여 $Pb(Mg_{1/3}Nb_{2/3})O_3$ 1M용액이 되도록 조제하였다. 이 혼합용액은 상온에서 $PbCl_2$를 형성하므로 $70^{\circ}C$로 가열하여 $PbCl_2$를 용해시킨 후, 침전제 oxine을 가하여 pH 8~10에서 공침물을 얻었다. 이 침전물을 여과, 건조의 공정을 거처 $700{\sim}1000^{\circ}C$로 5시간 하소하여 $Pb(Mg_{1/3}Nb_{2/3})O_3$을 합성하였으며 합성된 분말은 평균입경이 $0.3{{\mu}m}$ 정도이고 모양은 구형이었다. 그리고 합성된 분말을 $2000Kg/cm^2$의 압력으로 성형하고, $1100{\sim}1200^{\circ}C$로 소성하여 이론밀도의 97.4%인 소결체를 얻었고 이때의 유전율은 1kHz에서 17000이고 유전손실은 상온에서 0.02%이었다.

• 한국수산과학회지
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• 제30권4호
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• pp.652-659
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• 1997

수산가공 공정에서 어육을 채취한 후 폐기되는 참치뼈와 같은 생물체를 회화시킨 후 이들의 고유물성과 아파타이트계 바이오세라믹스의 합성 출발물질에 이용되는 기존의 화학시약과 여러가지 상을 가지는 바이오세라믹의 합성에 사용되는 화학시약을 대체하기 위한 고찰에서 얻은 결론은 다음과 같다. 1. 회화 후 추출한 물질의 X-ray 분석결과, 결정상은 회화온도에 관계없이 $1350^{\circ}C$까지는 $Ca_{10}\;(PO_4)_6\;(OH)_2$ 조성을 가지는 hydroxyapatite상으로 나타나, 화학시약으로 합성한 아파타이트와는 상이한 열분해 반응기구가 나타났다. 2. 회화한 참치뼈의 입자 크기분포는 온도의 증가에 따라 점진적으로 감소하는 거동을 보였고, 입자 크기분포는 $1050^{\circ}C$에서 최저치를 나타내 생물체의 회화온도는 $1050^{\circ}C$ 이하가 적정하였다. 3. 온도변화에 따른 입자의 변화양상을 SEM으로 추적한 결과, 온도에 따른 입자 형상의 변화는 나타나지 않았다. 그러나 회화온도가 높아 질 수록 입자간의 재응집과 소결의 진행과정에서 나타나는 입자간의 neck에 인해서 입자크기 분포 역시 증가하는 경향을 나타내었다. 4. 참치뼈로부터 추출된 아파타이트는 생체재료로서 이용가능한 것으로 나타났다. 또한 glass-ceramic 등과 같은 바이오 세라믹 조성식에서 생물체에서 추출한 아파타이트로 화학시약의 부분적인 치환 역시 가능하였다.

• 공업화학
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• 제9권7호
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• pp.1011-1017
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• 1998

$YBa_2Cu_3O_{6+x}(Y123)-Ag$ 초전도 선재를 0/20 wt%의 은(Ag)을 첨가한 발화합성분말과 고상반응분말을 사용하여 플라스틱 압출법으로 제조하였다. 플라스틱 압출법은 분말제조, 플라스틱 paste 제조, 다이 압축, binder 소각 및 소결공정을 포함한다. 양질의 초전도체를 제조하려면 원료물질이 균질하고 미세한 분말이어야 한다. 0/20 wt%를 첨가한 $Y_2O_3-BaCO_3-CuO$ precursor 분말을 발화합성(PS)법과 고상반응(MM)법으로 제조하였다. 원료분말이 Y123 초전도상으로 전이되는 생성속도를 공기중에서 여러온도와 시간별로 반응시켜 알아보았다. 발화합성법으로 제조한 분말이 고상반응법으로 제조한 분말보다 Y123상으로 빠르게 전이되었다. 이것은 PS법으로 제조한 분말이 미세한 크기와 균질한 화학적 조성으로 인해 Y123상으로 빠른 전이를 한 것이기 때문이다. 플라스틱 압출법으로 제조한 Y123-Ag 초전도 선재의 임계전류밀도($J_c$)는 원료분말의 특징에 따라 $150{\sim}230A/cm^2$값을 나타내었다. 은을 20 wt.% 첨가한 발화합성분말로 제조한 선재의 $J_c$는 $230A/cm^2$이었다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권1호
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• pp.54-60
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• 2008

본 연구에서는 오리멀젼 연소 발전소 SCR 설비의 최적 운전과 폐촉매의 재생 기술개발을 위해 기초가 되는 촉매의 피독정도와 원인을 촉매의 특성 분석 및 반응 시험을 통해 규명하였다. 시험 결과 비활성화된 촉매의 활성은 350$\sim$450$^{\circ}C$의 반응온도에서 약 5$\sim$10% 감소하였으며 SO$_2$의 산화율은 약 0.59% 증가하였다. 성분 분석 결과, 다량의 V, Mg, S 성분이 비활성화된 촉매에서 증가하였으며 이중 V 성분과 S 성분은 오리멀젼 연료 성분에 기인하고 Mg 성분은 V에 의한 SO$_2$의 SO$_3$로의 산화를 방지하기 위해 주입되는 MgO 성분에 기인한다. 촉매담체의 결정구조는 신촉매의 결정구조와 같은 anatase 형태의 결정구조를 유지하여 운전에 따른 촉매의 열적 소결현상은 관찰되지 않았다.

• 청정기술
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• 제19권3호
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• pp.300-305
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• 2013

ZnO(산화아연)와 rGO(환원 흑연산화물, reduced graphite oxide)로 구성된 복합체를 제조하여 중저온 영역($300-500^{\circ}C$)에서 $H_2S$(황화수소) 흡착실험을 수행하였다. rGO에 붙어있는 수산화기, 에폭시기, 그리고 카르복실기와 같은 산소를 포함하는 관능기들이 $H_2S$흡착에 미치는 영향을 조사하기 위해서 다양한 특성분석(TGA, XRD, FT-IR, SEM, 그리고 XPS)을 실시하였다. GO(흑연산화물, graphite oxide)를 rGO로 환원시키기 위해서 마이크로파 조사법을 사용하였다. 마이크로파 조사법에 의한 환원공정에서는 온화한 환원분위기를 조성하여 rGO 표면에 상당량의 산소 관능기들이 남아있는 것을 확인하였다. 이러한 관능기들은 나노 크기의 ZnO가 2D rGO 표면에 균일하게 부착되도록 유도하여 고온 영역에서도 ZnO의 응집 및 소결이 일어나는 것을 방지하는 효과가 있다. 이로 인해 ZnO/rGO 복합체는 순수한 ZnO와 비교하여 3.5배 정도의 흡착량을 보여주었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.174-174
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• 2008

초음파를 이용하여 액체 연료를 분사하면 균일한 입경과 미립화가 우수하며 에너지 절약과 공해방지등을 할 수 있다. 또한 유속과 유량에 관계없이 이용할 수 있어 반도체 분야의 웨이퍼와 평판 표시기상에 사진 석판용 화학물질의 균일도포 컴퓨터 하드 디스크의 광택제 도포등에 사용할 수 있다. 이처럼 초저의 유출 용량을 요구하는 모든 공정 및 액체연료의 분사가 요구되는 모든 산업에 적용할 수 있는 장점을 가지고 있다. 하지만 현제까지 주로 사용되고 있는 초음파노즐의 액츄에이터는 단판액츄에이터형로 높은 교류전압을 인가해주어야 하는 단점을 가지고 있다. 이 단점을 해결하기 위해 적층액츄에이터형을 사용하여 초음파 노즐 구동하면 낮은 교류 입력전압에서도 단판액츄에이터형 초음파 노즐과 같은 특성을 가질 수 있다. 또한 초음파 노즐의 구동시 기계적인 진동을 이용하므로 많은 열을 발생시켜 노즐의 온도가 상승하여 세라믹 액츄에이터에도 그 영향을 미치게 되어 열적 열화 현상이 일어날 수 있기에 높은 큐리온도를 가지는 액츄에이터가 필요하다. 본 실험에서는 $Pb(Mn_{1/3}Nb_{2/3})_{0.02}(Ni_{1/3}Nb_{2/3})_{0.12}(Zr_{0.50}Ti_{0.50})_{0.86}O_3$ 조성을 사용하여 $900^{\circ}C$의 저온에서 액상 소결하여 적층혈액츄에이터를 제작하였으며 압전 및 유전 특성을 조사하였다. 제작된 초음파노즐을 구동하기 위해서는 약 36kHz의 30V이상의 교류입력전압 할 수 있는 구동회로가 필요로 한다. 압전액츄에이터의 구동을 위해서는 정확한 정현파 입력이 필요 없다. 압전액츄에이터의 특성상 유사 정현파 입력 만으로도 임피던스 매칭이 이루어지기 때문에 설계가 쉽고 간편한 Push-Pull 방식을 이용한 PWM인버터를 사용하였고 인버터의 출력 주파수를 34~38kHz까지 가변 할 수 있게 설계하였다. 제작된 적층액츄에이터형 초음파 노즐을 PWM인버터로 실제 액체 연료인 경유를 분사하였을 때의 액츄에이터의 온도 변화에 따른 공진주파수와 온도 의존성, 전기적 특성을 조사하고 미립화 분사되는 경유의 미립자 크기 및 최대 분사량을 조사 하였다.

• 에너지공학
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• 제23권4호
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• pp.130-140
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• 2014

공정효율 및 배기배출물 개선을 위해 로터리 킬른 버너 개발에 대한 연구는 지속적으로 이루어져 왔다. 본 연구에서는 COG(Coke Oven Gas)를 연료로 사용하는 철광석 소결용 로터리 킬른의 다공노즐버너 개발을 위해 일차공기 노즐 직경, 버너 당량비, 버너 중앙노즐과 주위노즐의 당량비 변화에 따른 화염 및 배기배출 특성에 대한 수치해석 연구를 수행하였다. 일차공기 노즐 직경이 증가함에 따라 각 동일 당량비에서 화염길이는 길어지고 $NO_x$ 배출도 증가하였으며, 버너 당량비가 증가함에 따라 화염길이와 $NO_x$ 배출이 증가하는 결과를 보였다. 버너 중앙노즐의 당량비 변화에 따라 $NO_x$ 배출에는 차이를 보였으며, 화염길이 및 킬른 내부 온도에는 큰 차이가 없었다. 본 연구를 통해 $D_2/D_1$가 1.33, 버너 당량비가 1.25이고 버너 중앙 노즐이 Rich인 조건이 킬른 내부 온도분포 및 $NO_x$ 배출량 기준을 만족하는 적절한 설계조건임을 제시하였다.