• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.67-76
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• 2020

본 논문은 철계-형상기억합금(Fe-SMA) 바를 이용하여 제작된 콘크리트 보의 휨 거동 평가를 위한 실험적 연구이다. 실험을 위해 200mm×300mm × 2,200mm의 콘크리트 보를 제작하였으며 인장재로 4% 사전변형된 Fe-SMA 바를 사용하였다. 실험 변수로 인장재 종류(SD400, Fe-SMA), 철근 비(0.2, 0.39, 0.59, 0.78), Fe-SMA 활성화(활성화, 비활성화) 그리고 Fe-SMA bar 연결방법(미연결, 용접, 커플러)를 고려하였다. Fe-SMA 바를 활성화하기 위해 전기저항 가열 방법을 이용하여 5A/㎟의 전류를 실험체가 160℃에 도달할 때 까지 공급하였다. 캠버효과에 의한 실험체의 상향 변위가 안정되면 2,000kN 용량의 엑츄레이터를 이용하여 3점 휨 재하 실험을 실시하였다. 실험결과 Fe-SMA 바를 활성화 함에 따라 캠버효과에 의해 상향 변위가 발생하는 것으로 나타났다. Fe-SMA 바를 활성화한 실험체는 활성화하지 않은 실험체에 비해 더 높은 하중에서 초기균열이 발생하였다. 그러나 일반적인 프리스트레스 콘크리트와 동일하게 Fe-SMA 활성화에 따른 프리스트레스 도입이 보의 극한 상태에 미치는 영향은 미미한 것으로 나타났다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.106-106
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• 2016

강의 산화 및 부식을 방지할 수 있는 표면처리 강판의 수요가 늘어나고 있다. 그 중 용융아연도금 강판은 뛰어난 경제성 및 도금성, 그리고 희생적 방식 특성으로 각광받고 있다. 자동차용 강판의 경우 도금 공정 이후의 표면 상태가 매우 중요하다. 도금 공정의 주된 표면 결함은 강판이 도금욕 내에서 이동 하면서 수반된 도금욕 내의 Zn-Fe-Al dross 입자에 기인한다. 도금공정 중 강판으로부터 용출된 Fe는 도금욕 내의 Zn 와 Al 과 반응하여 밀도가 높은 Bottom dross 나 밀도가 낮은 Top dross를 형성한다. 이에 본 연구에서는 강판으로부터 Fe의 용출속도에 미치는 도금욕 내 초기Fe 농도의 영향을 속도론적으로 평가하였다. 본 연구에서는 'Finger rotating method (FRM)' 방법론을 적용하였으며. 실험을 위해 수직 관상로 내부에 Zn-Al-Fe 시료를 장입한 알루미나 도가니를 위치시킨 후 온도를 $455^{\circ}C$로 설정하고, 지름 20mm의 Iron rod를 회전모터에 연결하여 Zn-Al-Fe 용탕에 침적한 후 회전시켰다. 실험 결과, 초기 Fe 함량과 용탕의 Fe포화 농도의 차이가 적을수록 Fe의 용출 속도는 감소하였으며 Dross 생성량 또한 적었다. 용탕 및 Iron rod 샘플 관찰 결과를 바탕으로 회전하는 Fe 시편으로부터 도금욕으로의 Fe 용출 메커니즘을 고찰하였다. 용출 모델을 토대로 모델링 한 결과, 용탕 내 Fe 농도 변화양상이 모델링 data와 실험 data가 동일한 양상을 보임을 확인 하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.287-297
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• 2022

본 논문에서는 철계형상기억합금(Fe SMA) 스트립으로 능동구속된 콘크리트 기둥의 실험적, 해석적 연구결과를 제시한다. Fe SMA과 탄소섬유보강시트(CFRP)로 각각 구속된 콘크리트 공시체의 압축실험을 통해 형상기억합금 기반 능동구속기법의 효과성을 평가하였다. 실험결과, Fe SMA 스트립으로 구속된 콘크리트 공시체가 낮은 구속력에도 불구하고 CFRP 시트로 구속된 공시체에 비해 더 우수한 변형능력을 가지는 것으로 밝혀졌다. 실험을 통해 얻은 구속된 콘크리트의 압축거동 결과를 이용해 소성힌지 영역이 각각 Fe SMA 스트립과 CFRP 시트로 보강된 콘크리트 기둥의 유한요소모델을 구축하였다. 기존 수행된 콘크리트 기둥의 수평반복가력 실험결과를 바탕으로 구축된 기둥 모델을 검증하였고, 각각의 기둥 모델에 대한 수평반복가력 해석을 수행하였다. 해석결과, Fe SMA 스트립으로 보강된 콘크리트 기둥이 CFRP 시트로 보강된 기둥모델에 비해 변형, 에너지 소산능력 향상에 효과적임을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1B호
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• pp.149-152
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• 2008

철의 환원 특성에 관한 연구는 이미 널리 수행되었으며 특히 미네랄과 2가철의 반응 메커니즘은 2가철의 흡착이나 바운드를 통해 Fe(II)-Fe(III) (hydr)oxides를 생성하여 2가철이 3가철로 산화됨으로써 물질을 환원시키는 것으로 받아들여지고 있다. 그러나 2가철로 개질된 재강슬래그를 이용한 DS/S 실험과정에서 이러한 메커니즘으로 설명하기 힘든 현상을 발견하였다. 재강슬래그의 주요 성분중의 하나인 FeO와 Fe(II)만을 이용하여 TCE의 분해과정을 실험해 본 결과 초기 TCE의 분해가 이루어지지 않다가 급속히 분해되는 현상을 보였으며 이러한 시스템에서 TCE의 분해는 예상치 못한 결과였다. FeO/Fe(II) 시스템은 3가철이 존재하지 않기 때문에 기존의 Fe(II)-Fe(III) (hydr)oxides를 형성하는 환원 메커니즘으로는 설명할 수 없었다. 따라서 본 연구에서는 TCE의 분해실험과 분해 부산물의 측정, 2가철과 3가철을 확인함으로써 FeO/Fe(II) 시스템의 환원특성을 확인해 보고자 하였다. 실험 결과 2가철이 FeO에 흡착 또는 바운드 되는 것을 확인 할 수 는 있었으나 기존의 메커니즘으로 설명하기에는 부족한 부분이 있었다. 분해부산물들을 통해 환원으로 인한 TCE의 분해는 의심의 여지가 없었으나 FeO/Fe(II) 시스템이 새로운 species를 형성하는지, 혹은 FeO에 Fe(II)가 흡착 또는 바운드 되어 이제껏 알려지지 않은 형태의 새로운 미네랄 상을 형성하는지는 좀 더 상세한 연구가 필요하다.

• 자원환경지질
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• 제36권1호
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• pp.39-48
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• 2003

본 연구에서는 황철석과 흑운모를 이용한 회분식반응조실험(batch reactor experiment)을 통하여 수용성 Cr(Ⅵ)의 제거 및 반응속도를 살펴보았으며 이에 따른 산화환원 반응기작을 고찰하였다. 황철석 실험군이 흑운모실험 군에 비해 산화환원반응속도가 100배정도 빨랐으며, pH 3의 실험군이 pH 4 실험군에 비해 Cr(III)으로의 환원반응속도가 빠르게 나타났다. 황철석 실험군에서 Cr(Ⅵ) 초기농도치 90%이상이 제거되는데 걸리는 시간은 pH가 4일때 4시간, pH가 3일 때 40분 이내였다. 반면에, 흑운모 실험군의 경우 pH가 3인 조건에서도 Cr(Ⅵ) 초기농도의 90%이상이 제거되는데 400시간 이상이 걸렸다. 모든 조건에서 Cr(III)치 농도는 초기에 증가하는 경향을 보이다가 일정시간이 지나면 안정한 농도로 고정되었다. 산성의 반응용액에서 Cr(Ⅵ)의 환원반응속도는 이 두 광물이 포함하고 있는 2가 철의 해리속도와 관련이 있음을 의미한다. pH 4의 조건인 실험군에서는 용액 내 Cr(Ⅵ)이 Cr(III)으로 환원되고 Fe(II)가 Fe(III)로 산화된 후, (Cr, Fe)(OH)$_3$$_{ (s)}$와 같은 침전물을 생성하여 상대적으로 용액내 Cr(III)과 Fe(III)농도가 낮은 것으로 여겨진다. pH 3의 실험군을 화학양론적 고찰하였으며, 흑운모의 실험에서는 수용성 Fe(II)의 감소된 양과 Cr(Ⅵ)의 환원된 양의 이론적인 몰비가 [3Fe(II) : 1Cr(Ⅵ)]임에도 그 몰 비가 약 1:1로서 1 mole의 Cr(Ⅵ)을 환원시키는데 Fe(II)이 적게 소비되었으며, 이는 광물에서 해리되는 Fe(II)에 의한 Cr(Ⅵ)의 환원뿐만 아니라 흑운모 구조 내 Fe(II)이 용액 내 Fe(III) 이온을 Fe(II) 이온으로 환원시키는 불균질산화환원반응이 발생하고 이 반응으로 생성된 Fe(II) 이온이 다시 Cr(Ⅵ)의 환원반응에 기여하였기 때문이다. 그러나 황철석 실험의 경우, 그 몰비가 약 2.90:1 로서 3에 가까우며, 이는 황철석의 빠른 산화를 통하여 급속한 Fe(II) 이온이 공급됨으로서 Cr(Ⅵ)의 환원반응이 이론적 화학양론의 반응 몰비에 부합한 결과를 보인 것으로 판단된다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 추계학술발표회논문집(1)
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• pp.669-674
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• 1997

LAVA(Lower-plenum Arrested Vessel Attack) 실험은 중대사고시 고온의 노심 용융물이 냉각수가 존재하는 원자로 용기 하부 반구내로 재배치되는 경우 노심 용융물과 하부반구의 열적 거동 모사와 노심용융물과 하부 반구 사이의 구조 분석 및 고화 후의 용융물형상에 대한 관측을 통하여 노심용융물의 자연 냉각 현상을 규명하고자 하는 실험 연구이다. 원자로 용기 하부 반구를 1/8로 선형 축소한 반구형 반응 용기 내부로 $Al_2$O$_3$/Fe Thermite 용융물을 주입하여 용융물과 하부 반구 사이의 구조 및 하부 반구의 열적 거동을 분석하는 실험을 2회 수행하였다. 각각 20, 40kg의 $Al_2$O$_3$/Fe Thermite 용융물을 주입시 킨 LAVA_PRE, LAVA-1 실험 결과 용융물 주입에 따른 하부 반구의 파손은 발생하지 않았으며, 유사한 실험조건에서 수행된 일본 ALPHA실험에 비해서는 하부 반구의 최대 온도가 500 K 이상 높게 측정되었고 냉각율 또한 현저히 낮게 나타났다. 이는 $Al_2$O$_3$/Fe Thermit 용융물중 과열상태의 Fe성분이 하부 반구와 용접되었기 때문으로 판단되며 보다 정확한 하부 반구의 열적거동을 모사하기 위하여 반구 시편에 대한 재료, 조직 검사를 수행하고 있다. 추후의 실험에서는 하부 반구 내외부의 압력 부하에 따른 반응 양상 및 Fe 용융물(금속용융물) 성분을 제거하고 순수한 $Al_2$O$_3$용융물(산화용융물) 만을 주입하여 용융물 성분에 따른 하부 반구의 열적거동을 분선 할 예정이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.186-195
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• 2016

동해 울릉도-독도 2정점에서 식물플랑크톤의 군집조성 및 수직적 영양염분포 특성과 표층 현장수를 이용하여 N, P, NP, Fe을 첨가하여 식물플랑크톤의 영양염소비 및 성장특성을 파악하였다. 현장에서 영양염류농도는 유광층 상부에서 낮았고, 100 m보다 깊은 수심에서 증가하였다. N:P비는 Redfield비(16)보다 표층에서 21-25로 높았고, 조사 최대심도인 400 m 층에서는 6 전후로 극히 낮게 관찰되었다. 식물플랑크톤의 총개체수는 St.UD3과 St.50에서 각각 $4.9{\times}10^5cells\;L^{-1}$과 $1.9{\times}10^5cells\;L^{-1}$로 관찰되었다. 주요 우점종은 St.UD3에서 침편모조류 Heterosigma akashiwo, 은편모조류 Crytomonas spp., 규조류 Leptocylindrus danicus로 파악되었고, St.50에서는 규조류 Chaetoceros socialis, H. akashiwo, L. danicus로 각각 관찰되었다. 영양염첨가실험의 +N과 +NP실험군에서 빠른 식물플랑크톤의 성장반응을 보였고, +P실험군에서는 대조군과 유사하게 식물플랑크톤 성장이 관찰되지 않았다. 아울러 Fe을 첨가한 대조군, +N, +P, +NP실험군에서 Fe을 첨가하지 않은 다른 실험군과 비교하여 형광값의 유의한 차이를 보이지 않았다는 것은 Fe첨가에 따른 식물플랑크톤의 성장반응이 명확하지 않다는 것을 의미한다(p>0.05). 결과적으로 현장에서 우점한 H. akashiwo 와 L. danicus는 영양염이 추가적으로 공급된 환경의 생물검증실험에서도 빠르게 반응하여 높은 개체수로 우점한 것을 파악하였고, 특히 +Fe 실험군에서 L. danicus의 빠른 성장이 두드려졌다.

• 전기화학회지
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• 제5권3호
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• pp.125-130
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• 2002

다공성 그물구조 금속을 반도체 칩 방열재료로써 활용하기 위한 실험을 실시하였다. 이를 위해 다공성 그물구조 구리와 반도체 칩 사이의 열팽창 차이를 최소화하기 위한 시도로써 다공성 구리에 대한 Fe/Ni 합금전착을 수행하였다. Fe/Ni 합금전착 실험으로 표준 Hull Cell을 구성하고 전류밀도 분포에 따른 Fe/Ni 합금층 내의 조성변화를 관찰하였으며, 실험결과 합금전착시 이상공석현상으로 인하여 전해액의 교반정도에 따라 합금층 조성이 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 본 실험에서는 paddle type 교반기를 사용하여 전해질의 확산을 제어하는 방법으로 원하는 조성의 Fe/Ni 합금층을 얻을 수 있었으며, 얻어진 Fe/Ni 후막을 대상으로 TMA 열분석을 실시한 결과 구리에 비해 훨씬 낮은 열팽창율을 보이는 것으로 나타났다. 또한, 본 실험에서 Fe/Ni 합금전착을 통하여 제작한 다공성 그물구조 금속을 대상으로 방열성능을 측정한 결과 구리 평판 대비 최대 2배 이상의 방열성능을 보여 반도체 칩 방열재료로의 활용 가능성을 높여 주었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권6호
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• pp.19-28
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• 2009

폐금속광산과 비위생매립지로 인하여 중금속으로 오염된 지하수를 처리하기 위해 FeS를 이용한 투과성반응벽체(Permeable Reactive Barriers; PRBs)를 이용한다면 효과적인 결과를 보일 것으로 예상되어 FeS를 PRB 매질로 사용하기 위한 연구를 수행하였다. 컬럼 실험에 앞서 반응 매질들의 중금속 제거 특성을 알바보고자 합성 나노 FeS, 원석 FeS, 경량기포콘크리트에 대하여 96시간까지 인공중금속오염지하수와 반응을 시키는 회분식 실험을 수행하였다. 3가지 매질 모두 pH 6 이상에서 평형을 이뤘으며, 합성 나노 FeS는 반응 1시간 이후부터 평형상태에 가까워졌다. 중금속 제거효율은 합성 나노 FeS가 반응 1시간에 As와 Ni를 제외한 모든 중금속 제거율이 99% 이상으로 다른 매질에 비하여 상대적으로 빠른 제거 속도와 높은 효율을 나타내었다. 컬럼실험 결과 합성 나노 FeS로 피복된 경량기포콘크리트로 충진된 컬럼은 회분식 실험과 같은 결과로 나타났으며, 원석 FeS로 충진된 컬럼에서는 초반에 Ni을 제외한 모든 중금속이 99%이상 제거되었으나 pH는 약 9.20에서 평형을 이루었다. 본 연구에서 나타난 결과를 종합하였을 때 다양한 중금속으로 오염되어 있는 지하수를 처리하기 위한 방법으로 별도의 pH 조절이 필요 없는 합성 나노 FeS로 피복된 경량기포콘크리트를 이용한 투과성반응벽체의 적용은 매우 효과적인 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제42권5호
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• pp.487-494
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• 2009

본 연구에서는 무산소 환경에서 As(III)로 대체된 자철석으로의 침전 가능성을 확인하기 위하여 Fe(II)와 As(V)의 반응을 통한 As(V)의 As(III)로의 환원 여부를 조사하였다. Fe(II)와 As(V)가 용액상으로 존재하는 균질조건에서의 환원반응 실험은 pH에 따른 영향을 알아보기 위해 수행되었고, 주어진 pH 조건(3.0~7.3)에서 용해된 Fe(II)에 의한 As(V)의 As(III)로의 환원반응은 일어나지 않았다. 균질조건에서의 환원반응 실험결과와 유사하게 침철석을 이용한 불균질조건에서의 환원반응 실험에서도 침철석에 흡착된 Fe(II)에 의한 As(V)의 환원반응은 일어나지 않았다. 또한 Fe(II)의 산화에 미치는 As(V)의 영향에 대한 회분식 실험결과, As(V)가 Fe(II)의 산화반응을 저해하는 영향을 주었고 균질한 조건에서보다 불균질한 조건에서 As(V)의 영향이 명확하게 나타난 것으로 사료된다. 이런 결과들은 무산소 및 지하 환경에서 Fe(II)와 공존할 때, As(V)는 안정한 상태로 존재함을 시사한다.