• 화약ㆍ발파
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• 제42권3호
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• pp.38-48
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• 2024

본 연구는 연납석 분말 성형을 위한 고속고압 동적 압축 기술의 적용성을 평가하기 위함이다. 이를 위하여 자체 개발한 고속고압 동적 압축 장치를 이용하여 분말 성형 시험을 수행하였으며, 그 결과를 분석하였다. 또한 PFC2D 입자유동 해석 프로그램을 이용하여 동적 압축에 따른 연납석 분말 입자의 거동 특성을 분석하였다. 시험 대상 재료인 나주세라믹광산과 부곡광산 연납석 시료에 대하여 주사현미경(SEM) 측정을 통한 정량분석, 맵 분석, 점분석을 실시한 결과, 구성 원소의 중량비는 두 광산 모두에서 산소 > 규소 > 알루미늄 순으로 나타났다. 30 kgf 하중 발사체를 1.5 m 높이에서 약 0.4초의 순간 압축력을 발생시킬 수 있는 고속고압 동적 압축 장치를 이용하여 직경 14.5 mm와 두께 3 mm 크기의 연납석 분말 성형체를 성공적으로 제작하였다. PFC2D를 이용한 연납석 분말에 대한 수치해석을 실시한 결과, 수치모델에서 압축률은 약 56%, 공극률은 16.0%에서 1.0%로 변화되어 시료 내 공극은 거의 존재하지 않은 것으로 분석되었다.

• 지질공학
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• 제34권3호
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• pp.403-413
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• 2024

본 연구는 고속고압 동적 압축 기술을 이용하여 연납석 및 연납석-알루미늄 혼합 분말 성형 시편을 제작하고, 그 시편에 대한 재료 특성을 살펴보는데 있다. 알루미늄 분말의 입도는 10~100 ㎛ 내로 매우 균일하게 분포하는 반면, 연납석 분말은 0.1~1 ㎛, 1~10 ㎛, 80~100 ㎛, 200~1,000 ㎛ 등 크게 4가지 입도분포를 보였다. 낙하 시간은 약 0.34~0.4초, 동적하중 약 207 tonf의 고속고압 동적 압축 기술을 이용하여 체적이 약 548 mm²인 연납석 및 연납석-알루미늄 혼합 분말 시편 제작이 가능하였다. 쇼어 경도 측정 결과, 시편 BG100은 평균 43.70, BG90은 평균 33.20, BG85, BG80, BG75, BG70 등은 평균 31.00으로, 알루미늄이 가장 적게 함유된 시편의 쇼어 경도 값이 가장 높게 나타났다. 열중량 분석 결과, 2지점에서 질량 손실이 발생하였으며, 1차 질량 손실은 약 270℃에서 약 1.45% 발생하였고, 2차 질량 손실은 약 600℃에서 BG70과 80은 약 2.53%, BG75, 85, 90은 약 3.43% 질량 손실이 발생함을 보였다. 주사전자현미경 분석 결과, 배합비에 따라 시편의 미세구조는 비슷하게 나타났으며, 시편 모두에서 O, Si, Al 등 3개의 원소가 검출되었다. BG90의 맵분석 결과 산소 중량비는 50.80%, 규소 중량비는 37.36%, 알루미늄 중량비는 11.85%로 분석되었다. BG85의 경우 산소 43.09%, 규소 43.50%, 알루미늄 13.41%, BG80의 경우 산소 44.83%, 규소 40.30%, 알루미늄 14.87%로 나타났다. BG75의 경우 산소 44.71%, 규소 35.49%, 알루미늄 19.80%, BG70은 산소 34.95%, 규소 35.73%, 알루미늄 29.32%로 나타났다.