• 한국표면공학회지
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• 제44권3호
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• pp.82-88
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• 2011

A uniform chromium-free conversion coating treated with an alkaline phosphate- permanganate solution was formed on the AZ 31 magnesium alloy. The effect of acid pickling on the morphology and on the corrosion resistance of the alkaline phosphate-permanganate conversion coating was investigated. The chemical composition and phase structure of conversion coating layer were determined via optical microscopy, SEM, EDS, XPS and XRD. Results show that the conversion coatings are relatively uniform and continuous, with thickness 1.8 to $2.4\;{\mu}m$. The alkaline phosphate-permanganate conversion coating was mainly composed of elements Mg, O, P, Al and Mn. The conversion-coated layers were stable compounds of magnesium oxide and spinel ($MgAl_2O_4$). These compounds were excellent inhibitors to corrosion. The electrochemical corrosion behaviors of coatings in 3.5 wt.% NaCl solutions were evaluated by electrochemical impedance spectroscopy, potentiodynamic polarization technique. EIS results showed a polarization resistance of $0.1\;k{\Omega}$ for the untreated Mg and $16\;k{\Omega}$ for the alkaline phosphate-permanganate conversion treatment sample, giving an improvement of about 160 times. The results of the electrochemical measurements demonstrated that the corrosion resistance of the AZ 31 magnesium alloy was improved by the alkaline phosphate-permanganate conversion treatment.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제17권6호
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• pp.548-558
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• 2013

In this work, laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) is used to investigate soil samples collected from different desert areas of Riyadh city in Saudi Arabia. Both qualitative analysis and plasma parameters are studied via the observed LIBS spectra. These experiments have been done using a Spectrolaser-7000 system with 50 mJ fundamental wavelength of Nd:YAG laser and detection delay time of 1 microsecond. Many spectral lines are highly resolved for many elements like Al, Fe, Mg, Si, Mn, Na, Ca and K. The electron temperatures Te and electron densities Ne, for the constituent of generated LIBS plasma, are determined for all the collected samples. It is found that both Te and Ne vary from one desert area to other. This variation is due to the change of the elemental concentration in different desert areas that affects the sample's matrices. Time dependent measurements have also been performed on the soil samples. While the signal-to-base ratio (SBR) reached its optimal value at 1 microsecond, the plasma parameters Ne and Te reach values of $4{\times}10^{17}cm^{-3}$ and 9235 K, respectively, at 2.5 microsecond. The later indicate that the plasma cooling processes are slow in comparison to the previously observed results for metallic samples. The observed results show also that in the future it is possible to enhance the exploitation of LIBS in the remote on-line environmental monitoring application, by following up only the values of Ne and Te for one element of the soil desert sample using an optical fiber probe.

• 대한금속재료학회지
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• 제48권1호
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• pp.28-38
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• 2010

High temperature high cycle and low cycle fatigue deformation behavior of automotive heat resistant aluminum alloys (A356 and A319 based) were investigated in this study. The microstructures of both alloys were composed of primary Al-Si dendrite and eutectic Si phase. However, the size and distribution for eutectic Si phase varied: a coarse and inhomogeneous distributed was observed in alloy B (A319 based). A brittle intermethallic phase of ${\alpha}-Fe\;Al_{12}(Fe,Mn)_3Si_2$ was detected only in B alloy. Alloy B exhibited high fatigue life only under a high stress amplitued condition in the high cycle fatigue results, whereas alloy A showed high fatigue life when stress was lowered. With regard to the low-cycle fatigue result ($250^{\circ}C$) showing higher fatigue life as ductility increased, alloy A demonstrated higher fatigue life under all of the strain amplitude conditions. Fractographic observations showed that large porosities and pores near the outside surface could be the main factor in the formation of fatigue cracks. In alloy B. micro-cracks were formed in both the brittle intermetallic and coarse Si phasese. These micro-cracks then coalesced together and provided a path for fatigue crack propagation. From the observation of the differences in microstructure and fractography of these two automotive alloys, the authors attempt to explain the high-temperature fatigue deformation behavior of heat resistant aluminum alloys.

• 한국광물학회지
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• 제21권1호
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• pp.37-44
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• 2008

본 연구는 마포소각장에서 발생된 용융슬래그로부터 Na-A형 제올라이트를 합성하여 환경 저감재로 재활용키 위한 목적에서 수행되었다. 초기물질로 사용된 용융슬래그는 용제(flux)로 사용된 Fe 성분(19.6% of $Fe_2O_3$, and 18.9% of FeO)이 비교적 높기는 하지만, 상대적으로 제올라이트의 주요 성분인 $SiO_2$, $Al_2O_3$ 및 $Na_2O$가 각각 26.6%, 10.9% 및 2.7% 함유되어 제올라이트의 합성에 유리한 조성을 가지고 있다. 제올라이트의 수열합성은 $80^{\circ}C$에서 수행되었으며, $SiO_2/Al_2O_3\;=\;0.80{\sim}1.96$인 넓은 범위의 화학조성에서 Na-A형 제올라이트가 합성되는 것을 확인하였다. 제올라이트의 양이온 교환 능력은 10 h 이상의 합성시간에서 일정하게 거의 220 cmol/kg인 것으로 측정되었다. 합성된 제올라이트의 중금속 (As, Cr, Cd, Cu, Mn 및 Pb)에 대한 흡착능을 측정한 결과, As 및 Cr을 제외한 모든 중금속에서 높은 흡착율을 보였다. As와 Cr은 Eh-pH분석을 통해 각각 $HAsO_4^{2-}$와 $CrO_4^{2-}$인 이온상으로 존재하고 있음을 확인하였다. As와 Cr에 대한 제올라이트의 흡착률이 낮은 것은 이들 이온상들의 크기가 Na-A형 제올라이트의 pore size ($4\;{\AA}$)보다 상대적으로 큰 유효 이온반경($4\;{\AA}$, 직경 $8\;{\AA}$)을 가지고 있기 때문인 것으로 결론지었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제7권2호
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• pp.125-131
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• 2005

본 연구는 2001년부터 2003년까지 서울 지역의 산성강하물에 의한 침착량을 산정하고, 남산에서 식생하고 있는 소나무를 대상으로 하여 잎 내의 양이온 함량을 조사하여, 산성강하물이 식물체 내의 양이온 함량 변화에 미치는 영향을 알아보고자 수행하였으며, 다음과 같은 결과를 얻었다. 1 강우의 이온균형 검토결과는 회귀직선의 기울기가 1.01,$R^2$가 0.973으로서 양이온과음이온사이에 비교적 양호한 관계를 나타내고 있다. 2 서울 지역의 강수량 가중 연평균 pH는 약산성의 경향을 보이고 있으며, 2001년에 pH5.1, 2002년에 pH5.0 그리고 2003년에 pH4.8을 나타내고 있다. 3. 음이온 성분 중에는 $SO_4\;^{2-}$가 조사기간(2001년$\~$2003년) 동안 각각 $3.505g/m^2/year,\;4.734g/m^2/year,\;5.418g/m^2/year$의 침착량이 나타냈으며, $NO_3\;^-$가 조사기간 동안 각각 $3.365g/m^2/year,\;3.717g/m^2/year,\;3.920g/m^2/year$의 침착량을 나타냈다. 양이온 성분 중에는 $NH_4\;^+$가 조사기간 동안 각각 $1.479g/m^2/year,\;1.419g/m^2/year,\;2.443g/m^2/year$의 침착량을 나타냈다. 습성강하물의 침착량을 살펴보면 강수량이 비슷했던 2001년과 2002년에는 그 양에 있어 큰 변화를 나타내지 않았으나, 강수량이 많았던 2003년에 침착량 또한 높은 수치를 나타냈다. 4. 소나무 잎 내 양이온 함량을 시기별로 보면 가을철로 갈수록 양이온 함량이 높게 나타남을 알 수 있었으며, $Al^{3+}$역시 미세한 차이지만 낙엽기에 더 높은 함량을 나타냈다. 연령별로 살펴보면 $Ca^{2+}$와 $Mn^{2+}$함량은 1년생 솔잎에서 당년생 솔잎보다 더 높은 결과를 보여 연령별 차이를 나타내었으나 $Mg^{2+}$은 1년생 솔잎에서 다소 높게 나타났으며, $Al^{3+}$은 연령별 큰 차이를 보이지 않았다. 5.소나무의 잎을 채취한 4, 7, 10월의 양이온 함량과 각 기간 동안의 습성강하물 중 이온성분의 평균농도를 나타낸 것으로, 산성강하물에 크게 관여하는 $SO_4\;^{2-},\;NO_3^-$이온 성분과 소나무 일의 염기성 양이온$(Ca^{2+},\;Mg^{2+})$함량은 역의 상관관계를 보임을 알 수 있었다. $Mn^{2+}$의 경우도 염기성 양이온과 같이 역의 상관관계를 보였으나, $Al^{3+}$의 경우에는 뚜렷한 경향을 나타내지 않았다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제43권8호
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• pp.1248-1256
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• 2014

자죽염(purple bamboo salt; PBS)을 제조하는 공정에 영향을 미치는 원염(갯벌천일염, MSS; 죽염, BS)의 종류, 대나무 첨가에 따른 BS의 이화학적 특성, 황 화합물, 미네랄 함량 및 환원력을 비교 분석하고, 이를 통해 PBS에 함유된 $SO_2$와 산화환원전위(ORP)의 발생 원인을 분석하였다. BS를 고온에서 용융시켜 제조한 PBS에서 630 ppm의 $SO_2$가 검출되었다. PBS의 원료 염과 RB에서는 $SO_2$가 검출되지 않았으나, 염화물, 황산염류, 탄산염류와 대나무(RB)를 함께 탄화시켜 $SO_2$ 검출 원인을 확인한 결과 황산칼륨에 의해 782 ppm이 발생하였다. BS의 $SO_2$는 BSRB1(13.88)~BSRB4(109.13 ppm)에서만 발생하였고 $SO{_3}{^{2-}}$는 MSSRB4와 BSRB2~BSRB4에서만 발생하였으며, 시간이 경과함에 따라 증가되는 경향을 나타내었다. $SO_4{^{2-}}$는 시간이 지남에 따라 감소하는 경향을 나타내었으며 $SO_2$와 $SO_3{^{2-}}$가 많을수록 낮은 함량을 나타내었다. ORP는 모두 시간이 지남에 따라 증가하는 경향을 나타내었고 BS에서 더 높은 수준을 나타내었으며, BSRB4(-211.40 mV)에서 가장 높은 환원력을 나타내었다. 일반적 특성 중 불용분은 BS에서 더 높았으며 RB가 탄화되어 남은 물질들이 영향을 미친 것으로 판단된다. Ca, K, Mg의 경우 굽는 시간 경과에 따라 MSS는 감소, BS는 증가하는 경향을 나타내었다. BSRB4의 Ca는 1.4배, Mg는 1.5배 증가하였고 K 함량은 1.8배 더 높은 것으로 나타났다. 미량 미네랄은 굽는 시간 경과에 따라 MSS에서 Li, Al, Mn, Fe, Sr이 증가되었고, BS에서 Al, Fe, Ni가 증가하였다. 음이온(Cl, $NO_3$, Br)과 중금속(Pb, Cd, Hg, As)은 각 요인에 대한 영향을 받지 않았다. 결론적으로 BS의 기능성을 나타내는 환원력은 $SO_2$ 및 $SO_3{^{2-}}$와 같은 저분자 황화합물에 의한 것이며, 이는 한 번 굽는 과정을 거친 BS를 사용하고 이에 RB를 첨가하여 고온에서 용융하는 시간이 길수록 이들 황화물질이 많아져 환원력이 증가된다는 것을 의미하는 것이다.

• 암석학회지
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• 제22권2호
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• pp.137-151
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• 2013

단층활동 과정에서 암석 내 화학조성과 광물 조성 간의 연관성을 이해하기 위한 목적으로 경주시 양북면 용당리에 발달하는 단층암에 대하여 XRF, ICP, XRD, EPMA/BSE 분석을 시행하여 단층암 내의 광물 조성 및 원소의 거동 경향성을 파악하였다. 단층암의 대표적인 주성분으로서 $SiO_2$는 61.6~71.0%의 범위로 가장 높은 함량을 나타내며, $Al_2O_3$는 10.8~15.8%이다. $Na_2O$는 0.22~4.63%, $K_2O$는 2.02~4.89%이고, $Fe_2O_3$는 3.80~12.5% 범위로 나타나 단층암 내에서 특히 이들 원소의 편차가 크다. 각력대에서 비지대로 갈수록 감소하는 경향을 나타내는 원소에는 $Na_2O$, $Al_2O_3$, $K_2O$, $SiO_2$, CaO, Ba, Sr 등이 있고, 증가하는 경향을 나타내는 원소에는 $Fe_2O_3$, MgO, MnO, Zr, Hf, Rb 등이 있다. 이러한 화학적 거동은 각력대가 대부분 석영, 장석류와 같은 주요 조암광물로 구성되는 반면, 비지대는 일라이트와 같은 점토광물이 다량 함유되는 것과 밀접한 관련성이 있다. 본 단층대에서는 기존 광물의 변질과 동시에 점토광물이 생성되는 데 있어 단층 활동에 수반된 유체활동이 큰 영향을 끼쳤다. 단층활동 초기에는 파쇄대가 열수의 통로로 작용하는 과정에서, 주원소 및 미량원소, 희토류원소는 기존 광물로부터 용탈되어 높은 원소 유동성을 나타내었으나, 파쇄대 중심부가 비지대로 점차 변화하는 과정에서는 이차적으로 형성된 점토광물로 인해 단층대의 투수성이 감소하고, 점토광물이 풍부해진 비지대 내에 농집되므로 낮은 원소 유동성을 가진 것으로 해석된다.

• 자원환경지질
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• 제55권1호
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• pp.97-109
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• 2022

화력발전소 연소부산물로 형성된 바닥재와 바이오차는 건식 매립 시 강수와 혼합되어 토양 하부로 침투할 가능성이 있다. 이 연구에서는 강수와 혼합된 바닥재 성분이 토양 및 지하수 환경에 미칠 수 있는 물리화학적 영향을 예측하고자 하였다. 아이스 칼럼 및 침투실험을 통해 미립자인 바닥재는 대부분 증류수에 용해되어 토출구로 배수되나, 바이오차(숯가루)는 매질에 여과되는 것을 시각적으로 관찰하였다. 칼럼 실험 용출액의 이온 분석(Al, As, Cu, Cd, Cr, Pb, Fe, Mn, Ca, K, Si, F, NO₃, SO₄) 결과, 숯가루 충진 칼럼은 K가 상당히 높은 농도(0.5 cm 충진 시 19.8 mg·L^-1, 1 cm 충진 시 126 mg·L^-1)로 검출되었으나 시간에 따라 점차 농도가 감소하였다. Al과 Ca는 미량으로 검출되었으나 시간에 따라 농도가 상승하는 것이 관찰되었다. 바닥재 충진 칼럼은 실험 초기부터 Ca와 SO₄가 고농도로 검출되었으며 24시간 동안 각각 30 mg·L^-1, 67 mg·L^-1가 감소하였다. 연구 결과에 근거하여, 투수성이 좋고 포화대가 지표에 가까운 토양의 경우 오랜 시간 강수가 지속된다면, 상당량의 바닥재는 강수와 혼합되어 지하수면 아래로 침투할 수 있을 것으로 예상된다. 그러나 바이오차는 불포화대에서 걸러지며, 포화대에 도달하여도 지하수에 녹지 않아 직접적인 오염을 일으킬 가능성은 낮다고 여겨진다. 바닥재와 바이오차의 침투에 의한 토양 및 지하수 환경의 교란은 자연적 완충작용에 의해 보완되나, 실제 매립지는 대용량 고농도의 매질과 반응이 이뤄지므로 일반화를 위해서는 더욱 큰 규모의 연구가 필요할 것이다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권2호
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• pp.20-32
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• 2022

본 연구에서는 VRFB용 고순도 오산화바나듐을 제조하기 위한 불순물 분리 정제 공정에서 킬레이트제(EDTA)의 영향을 조사하였다. 저순도 바나듐 원료를 이용하여 제조된 바나듐 용액으로부터 NH₄VO₃ 을 침전 회수하여 제조된 최종 V₂O₅ 분말의 순도는 99.7%로 분석되었지만 NH₄VO₃ 침전 회수 공정에서 킬레이트제를 첨가한 경우 최종 V₂O₅ 분말 순도가 99.9% 이상으로 향상되었다. 이러한 결과는 첨가된 킬레이트제가 불순물 이온과 반응하여 complex를 형성하고 불순물 이온이 안정화되기 때문에 침전 회수 공정에서 바나듐에 대한 선택성이 향상된 것으로 판단된다. 하지만 제조된 V₂O₅ 분말내에는 불순물 규격 대비 K, Mn, Fe, Na 및 Al 함유량이 높아 추가적인 불순물 정제 연구가 필요하였다. 고순도 V₂O₅ 분말을 새롭게 개발된 직접 전해공정에 적용하여 바나듐 전해액을 제조하였고 이의 특성을 상용 전해액과 비교 분석하였다. 제조된 바나듐 전해액의 순도는 불순물 K, Ca, Na, Al, Mg 및 Si 성분의 높은 함량으로 인하여 상용 전해액의 순도 99.98%보다 낮은 99.97%로 분석되었다. 따라서 고순도 V₂O₅ 분말 및 전해액 제조 공정의 불순물 분리 정제에 대한 추가적인 최적화 연구가 수행된다면 상용화가 가능한 공정이 개발될 것으로 기대된다.

• Journal of Magnetics
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• 제9권1호
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• pp.13-16
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• 2004

Magnetic tunnel junctions (MTJs) comprising amorphous CoNbZr layers have been investigated. $Co_{85.5}Nb_8Zr_{6.5}$(in at. %) layers were employed to substitute the traditionally used Ta layers with an emphasis given on under-standing underlayer effect. The typical junction structure was $SiO_2/CoNbZr$ or Ta 2/CoFe 8/IrMn 7.5/CoFe 3/Al 1.6 + oxidation/CoFe 3/CoNbZr or Ta 2 (nm). For both as-deposited state and after annealing, the CoNbZr-underlayered structure showed superior surface smoothness up to the tunnel barrier than Ta-underlayerd one (rms roughness of 0.16 vs. 0.34 nm). CoNbZr-based MTJs was proven beneficial for increasing thermal stability and increasing $V_h$ (the bias voltage where MR ratio becomes half) characteristics than Ta-based MTJs. This is because the CoNbZr-based junctions offer smoother interface structure than the Ta-based one.