• 공업화학
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• 제27권1호
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• pp.21-25
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• 2016

리드프레임에 구리합금소재를 사용할 경우 구리이외의 고농도의 철, 니켈, 아연 등이 포함되며 여기서 발생되는 에칭폐액은 지정폐기물로 지정되어 있다. 따라서 본 연구에서는 전기도금용 산화구리(II)를 제조하기 위해 고농도 중금속을 함유한 리드프레임 에칭폐액의 맞춤형 정제과정을 설계하였다. 리드프레임 에칭폐액의 경우 중금속 함유량이 높아 이온교환수지법 단독으로는 중금속을 제거하는데 한계가 있었다. 따라서 본 연구에서는 물에 대한 용해도차를 이용한 환원-산화법을 연계하여 염화구리(I)을 제조한 후 산화제인 과황산나트륨을 이용하여 염화구리(II)로 재회수하는 방법을 사용하였다. 최적 환원제로는 하이드라진을 선택하였고, 최적 첨가량은 구리 1.0 mol당 1.4 mol이다. 환원-산화법과 이온교환수지법을 연결하여 중금속을 제거할 경우 3회 반복 시 $Fe^{3+}$ (4.3 ppm), $Ni^{2+}$ (2.4 ppm), $Zn^{2+}$ (0.78 ppm)로 전기도금용 산화구리(II) 제조용 원료로 사용이 가능할 것으로 사료된다.

• 대한치과기공학회지
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• 제33권2호
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• pp.121-128
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• 2011

Purpose: The purpose of this study is to investigate the level of each metal in non-precious metal alloys dental casting, still used even banned for use and trade by the law, for oral health. Methods: Two kinds of metal alloys were analyzed. One was Ticonium 100 for removable prosthesis and the other was Rexillium V for dental porcelain. Two samples of each metal alloy were made in 0.5g, 1.0g, and 1.5g. Total number of samples were 12. Two kinds of lactic acid Solution, pH7 and pH4.6, were injected into each samples. After injection, each samples had been for 21days ${\pm}$ 1 hour in the water tank of which temperature was $37^{\circ}C$. The level of metal was measured in each sample by inductively couplled plasma-atomic emission spectrometer. Results: In both metal alloys, metals, chrome, nickel, beryllium, and molybdenum, were founded. In Ticonium 1000, the highest level of nickel was 2.531ppm in 1.5g pH4.6 sample while the highest level of nickel was 4.062ppm in 1.5g pH4.6 sample of Rexillium V. In chemical composition of these methal alloys, chrome(14~17%) was much more than beryllium(1.95~1.99%) and molybdenum(5.0~9.0%) but berllium and molybdenum were founded more than chrome in samples. Therefore, chrome showed better anti-corrosion than other metal alloys. In both metal alloys, more metals were founded in higher pH level and more mass. Levels of chrome was significantly different in samples of both metal alloys in each pH level(p<0.05). Levels of nickels was significantly different in samples of both metal alloys in each pH level(p<0.05). Conclusion: For oral health, further studies are needed in nickel-chrome metal alloy and cobalt metal alloy of non-beryllium in addittion to beryllium metal alloy and also long-term studies needed in various period and other non-percious metal alloys for dental casting.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.270-276
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• 2020

3D 프린팅은 고분자, 세라믹, 금속 등 다양한 소재를 대상으로 복합적인 형상을 한 번의 공정으로 제작할 수 있는 적층 기반 제작 기술이다. 최근의 3D 프린팅 기술은 프린팅 속도의 향상과 적용 가능 소재의 지속적인 개발에 의해 양산형 제품 생산이 가능한 수준으로 발전하였다. 본 연구에서는 레이저를 활용한 3D 프린팅 기술을 적용하여 철도 차량용 공기 압축기에 쓰이는 열교환기 제작을 진행하였다. 먼저 3D 프린팅에 적합한 형상으로 경량화 및 컴팩트화를 주안점으로 열교환기의 최적 설계를 진행하였다. 그로부터 도출된 설계안을 기반으로 SLM 기법을 적용하여 AlSi10Mg 합금 소재로 열교환기 시작품을 제작하였다. 다음으로, 제작된 시작품을 기존 공기 압축기에 부착하여, 압축공기의 열교환 성능을 시험하였다. 3D 프린팅 시작품의 시험 결과는 기존 열교환기 대비하여 저압부와 고압부에서 열교환 성능은 각각 약 80% 및 85% 수준을 보였다, 하지만 외부 냉각공기 조건을 기존 열교환기와 유사한 조건으로 가정하였을 때 𝓔-NTU 법을 활용하여 계산한 열전달량은 기존 열교환기 대비하여 유사한 성능을 보여 주었다. 결과적으로, 3D 프린팅 제작 열교환기의 성능 효과 및 경량화 등의 장점을 확인할 수 있었다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.62-62
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• 2009

석탄화력발전소의 CO2배출량 감소와 고효율, 대용량화로 인해 초초임계압(USC:Ultra Super Critical) 화력발전소의 건설이 증가하고 있다. USC 발전소는 효율향상을 위한 증기온도와 압력의 상승 때문에 보일러 고온고압부에 기존의 소재에 비해 고온강도와 내산화성의 재료물성이 향상된 신소재 적용이 불가피하다. 특히 사용된 신소재 중에서 보일러 본체를 구성하는 수냉벽관(Water wall), 과열기와, 재열기용 튜브 및 후육부인 헤더와 배관재로 기존의 2.25Cr-1Mo강을 개량한 2.25Cr-1.6W계 내열강이 적용되고 있다. 2.25Cr-1.6W강은 SMI와 MHI가 공동개발한 소재로 1995년 튜브제품이, 1999년에 단조, 파이프재, 플레이트제품이 ASME code case로 등재되었고, 2009년 ASME code case 2199-4로 개정되어 사용 중이다. 이 소재는 2.25Cr-1Mo강에 고온강도 개선을 위해 석출강화효과가 있는 V과 Nb을 첨가하였고, 탄화물의 열적안정성과 고용강화효과 증대를 위해 W을 첨가하였다. 그리고 제작성과 용접성 및 재료의 인성 향상을 위해 B첨가와 C함량을 낮추었다. 합금성분의 첨가와 조정에 의해 고온강도는 개선되었지만, 보일러 설치 및 보수를 위한 용접과정에서 용접금속과 CGHAZ(Coarse Grain HAZ)에서 용접균열이 발생하였다. 대부분의 용접균열은 용접결함이나 고온 혹은 저온균열이 아닌 2.25Cr-1.6W계강의 강도 개선을 위해 첨가한 V과 Nb이 용접후열처리 도중 입내에 MX형태의 미세석출로 입내를 강화시킴으로서 발생한 재열균열 민감성 증대에 기인된 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서 용접 및 후열처리 과정에서 용접금속과 HAZ에서 발생하는 용접금속의 응력분포를 전산해석을 통해 확인하고 실제 후육파이프 용접부에서 잔류응력을 측정해 비교하였다. 용접부 응력분포는 SYSWELD 프로그램을 사용해 해석을 수행하였고, 발전소 실배관재의 용접부 응력측정은 수평부 측정이 용이하도록 지그를 부착한 Potable 잔류응력측정기를 사용해 Hole Drilling Method(HDM)를 적용하여 잔류응력을 측정하였다. 해석 결과 CGHAZ부위의 잔류응력이 용접금속과 기타 부위에 비해 높은 응력분포를 나타냈으며, 이는 CGHAZ와 용접용융선 부근에서 균열이 발생하는 실제값과 일치하는 결과를 보였다. 실제 배관재 용접부에서 측정한 잔류응력값은 항복응력의 약 50% 이하 응력값을 나타냈다. 배관 구조에 기인한 시스템응력의 영향을 제거하기 위해 배관재 용접부를 중심으로 양끝단을 절단 후 용접부에서 측정한 응력은 항복응력 대비 25%수준의 낮은값을 보였다. 그러나 배관재가 장기간 고온환경에 노출되었고 용접금속 내부의 균열이 발생한 상태에서 측정하였기 때문에 용접잔류응력은 상당부분 해소되어 상대적으로 낮은 응력값이 얻어진 것으로 판단된다.

• 열처리공학회지
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• 제5권1호
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• pp.41-49
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• 1992

The effects of alloying elements on the superplastic properties of Al-Li based alloys had been investigated. The intermediate thermo-mechanical treated (ITMT) Al-2.0wt%Li, Al-2.0wt%Li-1.0wt%Mg, Al-2.0wt%Li-0.12wt%Zr and Al-2.0wt%Li-1.2wt%Cu-1.0wt%Mg-0.12wt%Zr alloys were tested in tension at various temperature (400, 450, 500 and $550^{\circ}C$) and strain rate($6.7{\times}10^{-3}$, $1.0{\times}10^{-2}$, $1.6{\times}10^{-2}$ and $5.0{\times}10^{-2}/sec$). The results were as follows : The superplasticity in binary, ternary and pentanary alloys appeared at 500 to $550^{\circ}C$, and good strain rate for superplasticity. $1.6{\times}10^{-2}/sec{\sim}1.0{\times}10^{-2}/sec$ for a binary alloy and $1.0{\times}10^{-2}/sec{\sim}6.7{\times}10^{-3}/sec$ for ternary and pentanary alloys. A Zr-added ternary alloy had best value of elongation (730%) in four alloys at $550^{\circ}C$ of tension temperature and $1.0{\times}10^{-2}/sec$ of strain rate. The strain rate was greatly dependent on tension temperature and true strain rate was more than 1.0 at all test temperature and strain rate. In binary and Mg-added teranry alloys. the necks were slightly formed and their fracture surface had lips shape, but Zr-added ternary and pentanary alloy fractured along the grain boundary without necking. Their dislocations moved to grain boundary during superplasticity deformation and arranged perpendicular to grain boundary. Super plastic deformation was made by grain boundary slip of dislocation slip creep and model of core and mantle.

• 자원리싸이클링
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• 제16권6호
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• pp.3-9
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• 2007

생활 폐기물은 대부분 유리류와 자기류뿐만 아니라 많은 양의 iron을 함유하고 있으며 약 $3{\sim}11%$에 달한다. 대부분의 iron은 Ni-Fe와 Ni-Cr-Fe 같은 합금으로 존재하거나, 부식방지와 광택을 위해 Ni와 Cr로 도금된 iron으로 존재하고 있기 때문에 소각로에서 소각될 경우 철 재품 표면에 심하게 파손된 $Fe_3O_4$층과 함께 $NiFe_2O_4$와 FeCr_2O_4$을 형성하게 되어 바닥재에 존재하게 되어 중금속산화물 층을 형성시킬 수 있다. iron은 자력이 매우 강해 자력선별에 의해 쉽게 선별되며 이러한 효과로 인해 중금속 산화물의 선별까지 얻을 수 있다. 또한 바닥재는 다양한 Ni와 Cr 산화물들을 함유하고 있으며, Ni와 Cr은 강자성을 띈 물질이기 때문에 자력선별에 의해 큰 영향을 받을 수 있다. 따라서 자력선별에 따른 Ni와 Cr의 거동에 대해 조사하였으며 그 밖의 다른 중금속(Cu, Pb, Cd, As)들의 거동 또한 확인해 보았다. 그 결과 Ni와 Cr은 약 $45{\sim}50%$의 선별율을 보였으며, Cu와 Pb는 $15{\sim}20%$을 나타냈다. 또한 자력선별 전과 후의 바닥재에 대해 Ni와 Cr의 용출량을 확인해본 결과 자력선별 후 바닥재의 용출량이 더 낮음을 확인할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제25권3호
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• pp.55-62
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• 2016

해양환경 및 공장지역과 같이 가혹한 부식환경에 놓인 강구조물은 사용수명을 증대시키기 위하여 다양한 방식 기술을 적용하여 건설되고 있다. 그 중 금속용사에 의한 방식기술은 일반적으로 널리 쓰이는 기술의 단점을 보완한 방식 기술이지만 완벽하다 할 수 없어 내식성 향상에 대한 연구개발이 절실한 상황이다. 본 연구에서는 금속용사에서 사용되는 금속 재료의 종류 및 용사 두께의 변화에 따른 내식성을 평가하였으며 전기화학적 방법인 부식전위 및 부식전류밀도 측정을 통하여 비교 고찰하였다. 금속용사 재료로는 아연(Zn) 및 알루미늄(Al)을 사용하여 비율을 조절하였고, 용사 두께는 $30{\sim}100{\mu}m$ 사이에서 구분하여 선정하였다. 검토 결과, 금속용사 재료로 Zn을 100% 사용한 경우에서 가장 낮은 부식전위가 측정된 것을 확인하였으며, Zn 85%-Al 15% 합금과 Al 100%의 경우에는 부식전류밀도가 감소하였다. 또한 용사재료에 관계없이 용사두께가 증가할수록 부식전위는 감소하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제17권1호
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• pp.51-58
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• 2008

Cu-Ni-Co-Fe 함금상에 황의 원료로서 pyrite 또는 chalcopyrite를 첨가하여 매트상을 제조하는 방법에 대하여 검토하였다. 두 매트상 모두 주성분은 $(FeSi)_9S_8$, $CuFeS_2$, FeS, $Co_4S_3$, $Ni_3S_2$ 그리고 $Cu_2S$의 금속황화물 이었으며, chalcopyrite를 첨가한 매트의 경우 구리의 함량이 높아 $Cu_2S$의 피크가 더 높게 나타났다. 제조한 매트상의 침출 결과 모두 구리는 95%이상, 니켈과 코발트는 90% 이상의 침출율을 보였다. Pyrite와 chalcopyrite 첨가량이 증가할수록 침출액의 pH는 낮아지고, 용해되어 있는 철이온의 농도와 잔사량은 증가하였다. 한편 매트 중 황의 함량변화에 따른 유가금속의 침출율은 모든 시료에 대해 크게 변하지 않았으며, 다만 pyrite를 이용하여 제조한 매트의 경우에 Ni과 Co가 황 함량 증가에 따라 다소 증가하는 경향을 나타내었다.

• 공업화학
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• 제29권6호
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• pp.696-702
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• 2018

최근 열전지는 우주 및 국방분야에서 활용하기 위하여 고출력 및 고에너지 밀도의 새로운 전극재료가 요구되는 실정이다. 본 논문에서는 성형성과 용량의 한계를 가지는 펠릿 타입의 리튬-실리콘 합금(Li(Si)) 음극을 대체하기 위하여 고밀도를 가지는 리튬음극을 제조하고, 단위전지 및 열전지의 전기화학적 성능에 미치는 영향을 고찰하였다. 리튬음극은 $500^{\circ}C$에서 안정적인 작동을 위하여 철 분말을 바인더로 사용하였고 리튬 중량별(17, 15, 13 wt%) 단위전지 성능평가를 통해 리튬 13 wt%에서 안정적인 성능을 확인하였다. 또한 리튬음극을 사용한 단위전지의 개회로전압이 2.06 V로 Li(Si) 음극 개회로전압 1.93 V에 비해 약 0.1 V 이상 높게 나타났고, first phase에서 리튬음극의 비용량은 $1,632As{\cdot}g^{-1}$로 Li(Si) 음극의 비용량 $1,181As{\cdot}g^{-1}$에 비해 약 1.4배 정도 성능이 향상됨을 확인하였다. 리튬음극을 적용한 열전지를 상온 및 고온 성능시험 결과를 통하여 Li(Si) 음극 열전지에 비해 전압 및 작동시간 등이 탁월하며, 출력특성 및 에너지밀도가 획기적으로 향상됨을 확인하였다.

• 보존과학회지
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• 제35권3호
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• pp.253-258
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• 2019

우리나라에서 유일한 고려시대 금동제십일면천수관음보살좌상(金銅製十一面千手觀音菩薩坐像)을 대고려 특별전 전시를 위해 보존처리 하였다. 보존처리를 위해 성분분석(XRF)과 제작기법(CT)을 조사하였으며, 그 결과 관음보살상은 Cu-Sn-Pb 삼원계 청동으로 합금하였고, 들떠 있는 도금 층을 제외한 표면은 수은 아말감법으로 도금하였다. 관음보살상의 몸체와 좌 우측팔, 손목(지물을 든 손 포함)을 별도로 주조하여 붙였다. 특히 각각의 지물을 정교하게 표현하기 위하여 손목을 하나하나 별도로 주조하여 끼워서 철 못으로 고정하였다. 관음보살상 내부에는 5개의 철심[머리(2), 왼쪽 팔꿈치(1), 오른쪽 가슴(1), 오른쪽 허리(1)]이 확인되었다. 보존처리는 바탕 금속을 보호하고 들떠 있는 도금 층을 접착하기 위하여 천연접착제[우뭇가사리, 아교(20%)]와 알코올을 혼합하여 접착하였다. 관음보살상의 손상된 부분은 합성수지(CDK 520+SN-시트)를 사용하여 불상과 탈부착이 가능하도록 복원하였다. 재질 분석과 보존처리를 통하여 천수관음보살좌상의 안전한 상태로 연구와 전시에 활용할 수 있도록 하였다.