PVT법으로 성장된 AlN 단결정의 표면 평탄화 최적화 하기 위하여 기계적 연마 후 $SiO_2$ slurry를 이용한 CMP 공정을 진행하였고 이에 따른 표면 형상, slurry 변화에 따른 가공 특성을 분석하였다. Slurry의 pH가 표면 연마 과정에 미치는 영향을 알아보기 위해 $SiO_2$ slurry의 pH를 조절하였으며, 제타전위측정기를 통해 각각의 pH에 따른 zeta potential의 영향과 MRR(material removal rate) 결과를 비교하였으며, 최종적으로 원자간력 현미경(atomic force microscope)을 이용한 표면 거칠기 RMS(0.2 nm)를 얻을 수 있었다.
기록물 보존을 위한 탈산처리 완료 후 탈산제 성분인 MgO 입자가 기록물 표면에 미세 입자 형태로 남아있는 일명 백화현상이 나타나고 있다. 이 MgO 미세입자에 의한 백화현상은 MgO 입자가 분산되어 종이의 섬유질에 흡착함으로써 탈산효과를 나타내야 하나, MgO 입자의 농도와 입자크기가 적합하지 않을 경우 분산이 잘 이루어지지 않아 종이표면에 과량 흡착됨으로써 흰색인 MgO 미세입자로 입혀지는 현상이다. 이는 작업환경의 저해를 가져오고 또한 탈산처리 시 작업자 건강에 대한 우려가 증대되고 있으나, 이에 대한 원인 규명 및 대책은 없는 상황이다. 따라서 백화현상의 원인 규명 및 향후 대책을 수립하기 위하여 국내외에서 널리 사용되는 탈산제의 물성분석과 탈산제의 주요성분인 MgO 입자 크기 및 함량 변화에 따른 탈산 실험을 수행하였다. 탈산 실험은 산성지와 백상지를 사용하였으며, 탈산처리 후 SEM 기기분석으로 MgO 입자의 산성지 및 백상지의 지류 표면 흡착정도를 비교하였다. 실험결과 MgO 입자크기가 847 nm 크기로 유지되는 경우 실험한 두 종류의 지류 모두에서 백화현상이 현저하게 감소되는 것을 확인하였으며, MgO 입자크기가 백화현상의 주요 원인이다.
충북 영동지역에서 산출되는 일라이트를 대상으로 철 성분을 제거하는 실험을 수행하였다. 이는 일라이트 광석에 들어있는 철 성분을 제거하여 백색도를 향상시킴으로써 광석의 활용 가능성을 높여 주는데 있다. 철 성분의 제거 효율성을 평가하기 위해 무기산(황산, 염산), 유기산(L-아스코르브산, 옥살산), 혼합산(무기산+유기산)을 사용하였다. 실험결과 0.15 M L-아스코르브산을 0.5 N 황산에 첨가한 혼합산과의 탈철 반응을 수행한 경우, 60분 반응 시 1.5 wt%의 산화철 성분을 제거하여 가장 높은 효율을 나타내었다. 0.5N황산을 단독으로 사용한 경우에는 60분 반응 시 제거된 산화철이 0.68%에 불과하다. 황산만을 이용하여 1.5wt %의 산화철을 제거하기 위해서는 5N의 반응농도와 150분의 반응시간이 요구되었다. 따라서 친환경적이고, 인체친화적인 L-아스코르브산의 탈철반응이 반응농토와 반응시간에 있어서도 효율적임을 관찰하였다. 산화철 제거 후 일라이트는 백색도가 42%에서 75%로, 색도가 10YR 8/4에서 5Y, 8/1로 향상되어 CBD 처리와 같은 수준으로 증가하였다. 일라이트 입자를 교결하고 있던 산화철이 제거되어 입도가 소폭 감소하였으나 광물학적/물리 화학적 특성은 변화가 관찰되지 않았다.
천연가스의 누출을 감지하기 위해서 첨가되는 유기 황 화합물질인 부취제에 의해 연료전지 내의 스택 전극과 개질기 촉매들이 피독되어 시스템 성능저하의 큰 원인이 되고 있다. 본 연구에서는 실리카, 알루미나, 활성탄, HZSM-5, Ultra-stable Y 제올라이트(USY) 및 베타 제올라이트와 같은 흡착제들을 부취제 제거용 흡착제로 사용하여, tetra-hydrothiophene (THT)와 tert-butylmercaptan (TBM)에 대한 흡착 성능을 연속식 흡착시스템에서 얻은 흡착파과곡선을 비교하여 평가하였다. 제올 라이트의 Si/Al 비, 흡착온도 및 Balance Gas (메탄, 헬륨) 종류의 변화가 흡착성능에 미치는 영향을 조사하고, THT와 TBM의 경쟁적인 흡착특성을 비교하였다. 여러 흡착제 중에서 H형, beta-zeolite (BEA)가 부취제인 TBM과 THT에 대해서 가장 우수한 흡착능력을 나타내었으며, 동일한 흡착제 상에서는 THT가 TBM보다 많은 양으로 흡착제거되었다. Temperature Programmed Desorption (TPD) 및 Infrared 스팩트럼(IR) 분석결과 부취제 황화합물은 제올라이트 표면에서 물리흡착과 더불어 산점에 의한 화학흡착을 이루는 것을 확인하였다.
본 연구는 금관가야가 위치한 김해지역에서 출토된 유리구슬을 중심으로 색상, 크기 및 형태, 열처리 등 외형적 특징과 비파괴 분석을 통하여 화학 조성을 융제, 안정제, 착색제 특성으로 분류해 보았다. 금관가야 유리구슬 129점은 8가지 색상 계통으로 분류되며 이 중에서 67% 점유하는 감청색이 대표적인 색상이다. 크기는 외경을 기준으로 3가지로 구분한 결과, 시기가 지남에 따라 대형화하는 양상을 보인다. 형태는 내경과 직경을 기준으로 대롱형, 둥근형, 도넛형으로 구분되며 둥근형이 대표적이다. 늘린기법으로 제작된 유리구슬 단면은 열처리 정도에 3가지 유형이 확인된다. 구슬 양끝이 모두 열처리된 HT-III형이 주류이고 다른 유형에 비하여 열처리 기술이 높은 단계로 추정된다. 비파괴분석에서 확인되는 화학 조성은 포타쉬유리군 63점과 소다유리군 9점이다. 고찰 결과, 금관가야 유리구슬은 색상, 크기, 형태, 제작기법을 포함한 외형적 특징은 화학 조성과 상관성을 보이며 시기별, 지역별에 따른 특징이 나타난다.
본 연구는 삽교천 수계의 삽교천, 무한천, 곡교천의 이화학적 수질, 물리적 서식지 건강성, 생물학적 건강성을 평가하였고, 이를 바탕으로 종합적인 수생태계 건강성을 평가하였다. 3가지 건강성 평가 항목은 3개 하천에서 모두 악화된 상태이거나 보통 상태를 유지하고 있는 것으로 나타났고, 곡교천에서 가장 악화되어 있는 것으로 나타났다. 또한 상류에서 하류로 갈수록 건강성이 더 악화되는 경향을 보였다. 6개 항목의 화학적 수질 중 Chl-$\alpha$를 제외한 5개 수질 항목은 하류로 갈수록 증가하는 경향을 보였고, 곡교천에서 가장 높은 값을보였다. 물리적 서식지 건강성은 Good에서 Fair 범위를 보였고, 곡교천의 서식지 건강성이 가장 낮은 것으로 나타났다. 생물학적 건강성은 이화학적 수질과 물리적 서식지 건강도를 잘 반영하였으며, 3개 하천의 생물학적 건강도는 상류지점에서 Fair 상태로 나타났고, 하류 지점에서 Poor 상태를 보였다. 이러한 생물학적 건강성에 영향을 주는 요인을 PCA를 통하여 분석한 결과 상류 지점에서는 물리적 서식지 건강성이 좀더 영향을 주는 것으로 나타났고, 하류지점에서는 화학적수질의 영향이 좀 더 큰 젓으로 판단되었다. 화학적 수질, 물리적 서식지 건강성, 생물학적 건강성 평가 항목을 바탕으로 종합적인 수생태계 건강성을 평가한 결과 무한천의 M1 지점이 통합적인 건강성이 가장 높은 것으로 나타났으며, 곡교천의 G2와 G3 지점이 가장 건강성이 악화된 것으로 나타났다. 본 연구결과는 수생태계의 건강성을 통합적으로 나타내어 취약한 부분을 쉽게 확인할 수 있는 방법으로써 향후 수생태계 복원 및 장기 모니터링에 중요한 자료로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.
벤조일 퍼록사이드는 수서생물에 대해 매우 높은 독성을 나타냄에도 불구하고 환경 중 잔류 농도 및 노출영향에 대해 연구가 이루어지지 않아 OECD에서 추천하고 있는 대표적인 다매체 환경거동 모델인 EQC 모델을 이용하여 본 물질에 대한 환경중의 농도를 예측하고 위해성평가 및 화학물질의 관리를 수행하기 위한 기초자료로 활용코자 하였다. 평형, 정상상태에서 100,000 kg의 벤조일 퍼록사이드가 환경내로 유입된 상태를 나타내는 Level I과 평형, 정상상태 이류와 분해현상이 있고 일정한 속도 1,000 kg/h로 유입되었을 경우를 나타내는 Level II에서 벤조일 퍼록사이드는 주로 토양(68.3%)과 물(28.7%)로 배출되는 것으로 예측되었다. 비평형, 정상상태, 이류와 분해현상이 있고 다매체 이동을 하는 시스템에서 벤조일 퍼록사이드가 대기, 물, 토양, 침전물의 각각의 4개 매체에 연속적으로 1,000 kg/h로 유입될 경우인 Level III에서는 주로 토양(99.9%)으로 배출되었고 전체 잔류시간은 3.4년으로 예측되어 벤조일 퍼록사이드가 환경 중에 잔류성이 있는 물질로 평가되었다.
본 연구는 phyllite를 수분조절제로서 이용한 퇴비에 대하여 작물에 대한 효용성 평가 및 토양의 이화학적 특성변화를 규명하기 위해 수행되었다. Phyllite 퇴비의 물리성과 화학성 및 부숙도와 안정성을 평가하기 위한 작물재배시험과 토양의 이화학적 특성변화의 실험결과 상추 및 열무의 생육 및 수확량은 PSPC10에서는 20 Mg/ha의시용량이, PSPC20에서 10 Mg/ha이 가장 좋았으며 다른 비해는 나타나지 않았다. 또한 토양의 이화학적 특성변화는 퇴비의 EC값이 높기 때문에 시비한 토양의 EC가 초기보다 높게 상승하였으며, 퇴비의 40 Mg/ha을 처리한 토양에서는 EC 값이 2dS/m 이상으로 나타났다. 공시작물인 열무와 상추의 재배시험에서는 상추의 경우가 유효인산 및 EC가 크게 증가하였다. 열무의 경우는 질소, 유기물과 EC의 함량은 시험전보다 감소하였으며 이것은 열무의 질소 이용율이 높음을 알 수 있다. 토양 물리성의 변화는 phyllite의 첨가량이 많은 퇴비일수록 용적밀도가 낮아지며 토양의 수분보유력이 증가하였다. phyllite를 이용한 퇴비를 토양에 시용하였을 경우 작물의 비해는 없었으며, 토양의 이화학적인 특성변화에서도 우려할 만한 사항은 없는 것으로 보아 phyllite를 이용한 퇴비의 활용기능성이 크다고 판단된다.
간척지토양(干拓地土壤)에 대하여 토양개량제(土壤改良劑)로서 석고와 탈산칼슘을 사용(使用)하여 처리농도(處理濃度)와 혼합방법(混合方法), 그리고 퇴비시용(堆肥施用)에 따른 제염효과(除鹽效果)를 구명(究明)하기 위하여 제염(除鹽)의 진행경과(進行經過)에 따른 토양(土壤)의 이화학적(理化學的) 특성(特性) 변화(變化)를 토양(土壤) column상(上)에서 조사(調査)한 결과(結果)는 다음과 같다. 사용(使用)한 토양개량제(土壤改良劑) 모두 수리전도도(水理傳導度)를 증가(增加)시켰고 수리전도도(水理傳導度)는 석고를 사용하였을 때가 탄산칼슘을 사용할 때보다 높게 나타났다. 토양개량제(土壤改良劑)의 처리수준(處理水準)이 높을수록 수리전도도(水理傳導度)는 증가(增加)하여 제염시간(除鹽時間)을 단축시켰다. 토양개량제(土壤改良劑)의 혼합방법(混合方法)에 따른 제염효과(除鹽效果)를 비교(比較)하였을 때, 완전혼합(完全混合)이 표면혼합(表面混合)보다 그 효과(效果)가 높게 나타났다. 퇴비처리(堆肥處理)는 pH의 증가(增加)를 일으켜 수리전도도(水理傳導度)의 현저한 감소(減少)를 초래(招來)하였다. 제염(除鹽)이 진행(進行)되는 동안의 토양(土壤)의 이화학적(理化學的) 특성(特性) 변화(變化)는 사용(使用)한 토양개량제(土壤改良劑)의 종류(種類), 처리수준(處理水準), 혼합방법(混合方法) 및 퇴비시용(堆肥施用)등에 의하여 영향(影響)을 받은 것 같다.
최근 화석연료기반에서 친환경 수소 기반의 청정에너지원으로 전환되는 세계적 흐름에 따라, 수소연료전지의 고성능 저가격 핵심 소재 기술 개발에 많은 관심이 이루어지고 있다. 그 가운데 연료전지의 전해질로 사용되는 강화복합막의 기술 도입은 과불소계 술폰산 이오노머(Perfluorosulfonic acid, PFSA) 양의 감소 및 막 두께 감소를 통한 가격 저감 및 셀 저항 감소, 치수 안정성 개선 그리고 계면 안정성에 대한 확보가 가능하여 최종적으로 연료전지 성능 향상과 가격절감이 동시에 가능하다. 본 연구에서는 연료전지용 불소계 전해질 강화복합막 코팅 공정에서 이오노머 분산용매에 따라 막 형성 및 물성 변화와 연료전지 성능에 미치는 영향에 대해 연구하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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