석영과 장석의 Zeta 전위에 있어서 금속이온의 영향

오재현,박광원,이원해,원덕환 대한금속재료학회(대한금속학회) 1974 대한금속·재료학회지 Vol.12 No.4

石英과 長石의 活性化에 關한 資料를 얻기 爲해서 水溶液中 Mg^(++), Cu^(++), Zn^(++)과 Al^(+++)를 添加하여 鑛粒의 Zeta 電位를 測定하였다. 그리고 이들 鑛粒의 界面電氣現象과 金屬이온들의 加水分解特性을 서로 關聯시켜 比較 檢討하여 다음과 같은 結論을 얻었다. 1. 水溶液中에 金屬이온이 存在할 때 長石의 界面電氣現象은 石英과 같다. 2. 金屬이온種의 吸着으로 因해 石英과 長石의 界面은 陽(+)으로 荷電된다. 그리고 陽으로 荷電되는 pH 範圍는 金屬이온의 種類에 따라 다르다. 3. 水溶液中에 金屬이온들이 存在하면 鑛粒의 zpc(Zero point of charge)는 두 곳의 pH에서 나타난다. 두개의 zpc 중 하나의 zpc가 나타나는 pH는 M^(II)OH^+, M^(III)(OH)^+_2 및 M^(III)(OH)^(++) 이온種의 最高濃度가 나타나는 pH와 거의 一致한다. 마그네슘 이온의 경우에는 pH 10.1에서 단하나의 zpc가 나타난다. 4. Mg(II), Cu(II), Zn(II) 및 Al(III) 이온들의 加水分解特性과 zeta 電位를 關聯시켜 볼 때 Mg^(++), Cu^(++), Zn^(++) 및 Al^(+++)은 鑛粒表面에 對해 吸着力이 弱하고, 한편 M^(II)(OH)^+, M^(III)(OH)^+_2 및 M^(III)(OH)^(++) 이온種은 吸着力이 强함을 알 수 있다. To obtain a better understanding of quartz and orthoclase activation, zeta potentials of the minerals were studied in the presence of metallic ions such as Mg^(++), Cu^(++), Zn^(++) and Al^(+++). A microelectrophoresis technique has been used to measure the zeta potential, and the results have been correlated with the hydrolysis of the metallic ions in the solution. The experimental results have led to the following conclusions. 1. Zeta potentials of orthoclase in the presence of the metallic ions show a similar behavior to those of quartz. 2. Adsorption of the metallic ions renders the zeta potential of quartz and orthoclase positive. The pH range of positive zeta potential varies with the kind of cation. 3. Zero point of charge(ZPC) of the mineral surface in the presence of metallic ions appears at two different pH of solution. One of two pH of ZPC is consistent with the pH at which M^(II)(OH)^+ and M^(III)(OH)^+_2 or M^(III)(OH)^(++) species are predominant. 4. Comparison of the zeta potential data with the hydrolysis for Mg(II), Cu(II), Zn(II) and Al(III) species suggests that Mg^(++), Cu^(++), Zn^(++) and Al^(+++) are only weakly adsorbed at the mineral surface and that M^(II)(OH)^+ and M^(III)(OH)^+_2 or M^(III)(OH)^(++) are the main metallic ionic species adsorbed.

공업 용수용 금속재료에 대한 고찰

장현구 대한금속재료학회(대한금속학회) 1968 대한금속·재료학회지 Vol.6 No.2

각종 금속재료의 개발과 더불어 공업용수용 재로도 그 사용범위가 점차 넓어지고 있다. 금속들은 재질상 물의 작용에 대하여 각각 다른 부식 저항을 갖는다. 우선 재료가 받는 부식의 금속학적 요소로서 선택부식, 응력부식 및 부식-마식 현상들을 고찰하였다. 각 금속 및 그 합금들에 대하여 수중에서의 특정부식 현상을 알고 그 장단점을 판단하는 것은 재료선정의 기초가 되므로 철 및 그 합금을 중심으로 구리합금, 알미늄합금에 대하여 부식특성을 살펴보았다. 부식에 의한 결함의 분포는 용기의 사용수명에 큰 영향을 주며 용수관은 통상 pitting에 의한 결함 때문에 전체 중량의 5%도 부식 당하기 전에 못쓰게 되어 버린다. 실제적으로 가장 널리 사용되는 재료는 주철, 강 및 galvanized steel과 염함량이 많은 경우의 황동, 청동, admiralty 등을 들 수 있으나 물 자체의 성분, 사용온도, 유속 등의 다양성 때문에 각각의 경우에 적합한 재료는 사용조건에 따라서 다르게 된다.

금속의 응력부식에 대하여 (제 3 보)

조종수,채성기 대한금속재료학회(대한금속학회) 1968 대한금속·재료학회지 Vol.6 No.3

경질 Chromium 전도시의 초음파조사효과

권혁무,장충근,천광현 대한금속재료학회(대한금속학회) 1973 대한금속·재료학회지 Vol.11 No.3

1. 序論 硬質 chromium 鍍金은 piston ring이나 cylinder-liner등의 內燃機關用 部品이나 工具, gauge類, roller 등 각종 내마모성 기계부품에 다양하게 이용되고 있으며 높은 硬度와 강한 부착력이 필요하고 均一電着性이 요구되고 있다. 그러나 도금중 電極에서의 gas발생과 分極現象은 피할 수 없는 현상이며 이로 인하여 陰極에서 발생하는 수소 gas는 음극면에 부착되어 pin hole을 형성하거나 석출금속층에 gas가 흡장되는 원인이 되고 分極은 濃度勾配를 야기시켜 균일전착성을 低下시킨다. 이를 개선하기 위하여 도금액의 攪拌 또는 기타 通電法 등을 考案實施하고 있으나 보다 새로운 方法을 모색하기 위하여 著者는 超音波를 경질크롬 도금에 도입시켜 연구보고^(1))한바 있으며 이번에는 前報와는 달리 초음파의 주파수의 변화에 대한 析出量과 균일전착성 그리고 전류밀도의 변화에 대한 초음파의 영향등을 검토해 보았다. 2. 實驗 方法 도금시료는 16×80×0.5 ㎜의 壓延鋼板을 陰極으로하여 사용하였고 8% Sb-Pb합금을 陽極으로 사용하였다. CrO₃-250g/l에 H₂SO₄-2.5g/l을 첨가한 도금액을 多量으로 제조한 후 液中에 3價크롬을 생성시키기 위하여 全液을 1當 5A/d㎡ 低電流로 약 2시간동안 通電하여 3價크롬의 양을 2g/l로 조절한후 每鍍金時마다 定量씩 채취하여 1回 사용한후 폐기하였다. 100㏄. beaker 두개를 50±2℃의 두 항온수조 안에 각각 담그어 鍍金槽로 사용했으며 양쪽 beaker에 等量等質의 도금액을 넣고 양극과 음극을 같은 간격으로 setting 한 후 통전양을 같게하기 위하여 두 도금조를 직열로 연결하고 한쪽 도금조의 下部에 π형 ferrite transducer^(2))의 輻射面을 가볍게 접촉시켜 垂直上方向으로 초음파를 조사시켰다. 이때 ferrite transducer의 구동을 위하여 URM 25D sine wave oscillator로부터 인출한 正弦波信號를 30 watt-CK6146B-PP Booster Amp.로 증폭하여 transducer를 구동시켰다. 또한 초음파의 주파수를 가변하기 위하여 TDK π형 Vibrox^(3)) ; 28㎑와 50㎑ 그리고 100㎑ 용 transducer를 같은 조건하에서 대치시키고 소요 공진주파수의 고주파 전력을 공급한후 matching condencer의 용량을 가변선정하여 最良의 상태로 구동시켰다. 28㎑ 50㎑ 용 transducer는 한개씩을 사용했고 그 超音波 輻射面積은 8㎠이였으며 2㎠의 복사면적을 가진 100㎑ 용 transducer는 4개를 결합시켜 동일 복사면적이 되게 하였다. 도금액 중에서의 초음파 특성을 파악하기 위하여 각 공진 주파수의 transducer로 Vibro Pick Up^(4))을 제작하여 도금조의 底面으로부터 液面까지의 상대적 음향분포를 조사검토하였고 같은 조건하에서 초음파가 조사된 시료와 조사되지 않은 시료의 주파수에 따른 석출량, 경도 그리고 균일 전착성과 피복력 등을 비교 검토하였다. 3. 實驗結果 및 考察 Vibro Pick Up에 의해서 전해조 안의 음향 분포를 측정해 본 결과 초음파수가 28㎑와 100㎑인 경우에는 그 작용율이 약 76%로써 24%의 감쇠를 보이고 있으며 50㎑인 경우에는 작용율이 57%로써 43%의 감쇠를 보이고 있다. 이는 전해조의 음향 impeadance와 전해조 底面에서의 초음파의 反射, 散亂^(6))에 의한 손실로 생각되며 본 실험에 사용된 전해조에 대한 초음파의 조사효율은 50㎑ 보다 높거나 낮은 주파수의 초음파가 손실이 적음을 보여주고 있다. 석출량은 초음파가 조사된 경우 각 주파수 공히 평균 3.8% 정도 감소되는 경향이 있는데 이는 음극면상의 석출금속중 樹技狀 성장의 bulk들이 초음파에 의하여 제기분산^(7))된 것으로 생각되며 도금면의 경도가 50∼100Hv 정도 높아졌고 균일 전착성이 상당히 향상되었다. 이와 같은 현상은 ultrasonic cavitation^(7))과 그 직선적 효과에 의하여 전해액이 강렬하게 교반되어 농도구배가 소실◎되고 cavitation으로 생긴 眞空氣泡가 파열될 때 발생하는 국소적 고온고압과 충격력^(9))이 주위의 전해액에 작용하여 결정이 미세화되고 석출금속층이 uniform하기 성장함에 따라 경도의 증가와 균일전착성이 향상된 것으로 생각된다. 4. 結論 1. 전해조 안에서의 초음파의 작용율은 50㎑인 경우가 가장 저조하나 균일한 분포를 보이고 있으며 28㎑와 100㎑인 경우는 손실은 적으나 균일성이 매우 저조하였다. 2. 초음파를 조사한 경우의 석출량은 조사되지 않은 경우보다 약간 감소하는 경향이 있다. 3. 초음파를 조사하는 경우(28㎑, 50㎑, 100㎑; 24Watt)의 경도와 균일전착성은 조사되지 않은 경우보다 상당히 향상되었다.

연료유에 의한 금속 표면의 고온부식 연구

조종수,정호광,강성군 대한금속재료학회(대한금속학회) 1970 대한금속·재료학회지 Vol.8 No.2

X-선 회절법과 금속현미경에 의하여 방커 C유를 연료로 쓰는 boiler나 heater에서 채취된 금속 재질 표면의 부식현상을 조사 연구 하였다. X-선 회절법에 의하면 이 부식표면 성분은 V₂O_5, V₂O₃, vanadyle vanadate 및 소지 금속 산화물 등이 주성분으로 되어 있었다. 따라서 연료류 중에 함유되어 있는 바나듐 성분이 금속 재질 표면에 증착 용융되어 부식을 촉진시킨 것으로 믿어진다. 부식 시편의 채취장치와 위치에 따라 표면에서 검출된 바나듐 산화물의 형과 양이 달랐다. 또 부식 표면의 금상 학적 고찰을 금속 현미경에 의하여 시도하였다.

구상흑연주철에서의 Mn 의 영향

김수영,윤남영 대한금속재료학회(대한금속학회) 1975 대한금속·재료학회지 Vol.13 No.3

1. 緖論 球狀黑鉛鑄鐵의 鑄放狀態에서의 基地組織은 含有하고 있는 Si, Mn에 依해서 左右된다는 것은 잘 알려진 事實이다. 그 基地組織은 ferrite pearlite cementite로 생각할 수 있으며 지금까지 ferrite化에 對한 많은 硏究가 있다. 즉 적당한 Mn/S比 혹은 冷却速度 Si量의 增加에 依한 完全 ferrite化에 對한 硏究는 많다. 本 硏究에서는 不純物로 들어가기 쉬운 白銑化 元素인 Mn의 基地組織 및 黑鉛球狀化에 미치는 영향을 多角度로 調査檢討하여 球狀黑鉛鑄鐵에 있어서의 基本的인 역할을, 특히 pearlite 基地化와의 關係, 黑鉛球狀化(形態, 球狀化率)와의 關係를 明白히 하고자 한다. 2. 實驗方法 球狀黑鉛鑄鐵用 銑鐵을 20KVA Kryptol爐에서 六番黑鉛도가니를 使用하여 熔解하였으며 75% Fe-Si(6 mesh)로 珪素量을 조정한 後 電解 Mn(98%)으로 Mn 量을 조정하였다. 1400-1450℃ 정도로 유지시킨 후 첨가기구로 Fe-Si-Mg 2%를 첨가하고 바로 75% Fe-Si(12 mesh) 0.5%를 接種시켜 鑄入하였다. 接種直後 25㎜^ø 100㎜길이의 生砂型에 鑄入하여 試料를 製造하였으며 試片은 試料 底面에서 30㎜부근을 절단 채취하였다. 試料의 成分은 탄소를 3.8%로 일정하게 하고 Si를 1.8% 3.3% 4.7%로 變化시켰으며 Mn量은 0.8% 1.5% 2.0% 2.5% 3.0% 3.5% 4.0%로 되도록 첨가하였다. 3. 實驗結果 및 考察 3.1 基地組織에 미치는 Mn의 영향 3.1.1 Si 1.8%의 경우 Mn 0.92%에서 少量의 ferrite와 pearlite가 共存하며 cementite가 석출되기 시작한다. 1.52% Mn까지에서 ferrite는 거의 소멸되고 pearlite만 약간 增加하나 이후부터는 cementite가 조금씩 增加하는 傾向을 보인다. 3.1.2, Si의 3.3%에 경우 0.84% Mn에서 거의 大部分이 ferrite이며 1.47% Mn에서 ferrite와 pearlite는 略 半半 程度가 되며 이때 비로소 Bull's eye 組織이 나타난다. 2.35% Mn일때 黑鉛주위에 약간의 ferrite가 남아 있고 cementite의 석출이 시작된다. 2.95% Mn에서부터 ferrite는 거의 흔적만 남아있고 cementite의 量은 變化하지 않는다. 3.1.3 Si 4.7%의 경우 Fig 1에 表示된 바와 같이 0.85% Mn에서 완전히 ferrite化 하였으며 2.93% Mn 일때 ferrite量과 pearlite量은 거의 같다. 3.45% Mn에서는 pearlite가 大部分이고 약간의 ferrite가 存在하며 cementite의 析出이 시작된다. 3.2. 黑鉛球狀化에 미치는 Mn의 영향 Mn 量 變化에 의한 黑鉛球狀化 狀態에는 큰 變化가 없으며 다만 Mn 量이 많아질수록, 현저하지는 않으나, 약간의 黑鉛粒의 微細化경향을 보이며 Si 量이 많을수록 黑鉛粒이 微細化한다. 3.3. 質量效果에 미치는 영향 黑鉛의 形狀에 對한 質量效果는 Si量이 적을수록 현저하게 나타난다. 基地組織에 對한 質量效果도 현저하나 Si 1.8% Mn 0.9%의 試料와 Si 3.3% Mn 2.35%일 때와 Si 4.7% Mn 3.45%일 때에 질량효과는 가장 적다. 4. 結論 (1) Mn은 球狀黑鉛鑄鐵의 基地를 pearlite化 하는데 크게 寄與한다. (2) 基地組織에 對한 質量效果는 cementite가 析出하기 시작하는 때에 가장 적게 나타난다. (3) Mn은 黑鉛球狀化에는 큰 영향을 주지 않으나 微細化에는 多少의 效果가 있다.

금속의 진 (眞) 표면적의 결정방법

문인형 대한금속재료학회(대한금속학회) 1970 대한금속·재료학회지 Vol.8 No.2

금속의 진표면적은 잘 알려진바와 같이 우리가 기하학적으로 측정할 수 있는 면적의 �p배나 될 수 있다. 적당한 조건하에서, 유리로 된 실험용기 내부에서, 조사하려는 금속표면을 산소에 노출시킨다. 다음 금속표면에 흡착된 산소의 양을 전기화학적인 환원방법으로 정량파악하여 표면의 roughness factor (거침도)를 결정한다. 다만 이때 금속의 전 표면이 산소원자에 의하여 단일흡수층을 이룬다고 가정한다. 이 가정은 adsorption isothern으로 검토되어야 한다. 크기 약 5㎠(기하학적인 측정면적임)의 동표면에서 이 방법을 실험했다. 예상한대로, 고온가열한 시료의 경우 거침도는 작아 1.2를 보였고 거친 emery paper로 간 표면은 거침도 약 3을 나타냈다. 산소가 동표면에서 화학흡착하는 경우 그 activation energy가 16.2±0.95㎉/mole을 측정했고, 또 이 경우 fast adsorption의 비율이 표면처리 상태에 따라 20%∼60%까지 변화함을 보였다.

순금속의 강도에 미치는 확장전위의 영향

박복선 대한금속재료학회(대한금속학회) 1974 대한금속·재료학회지 Vol.12 No.1

結晶의 强度는 slip plane 위에 slip 方向의 臨界剪斷應力(critical resolved shear stress)에 對한 轉位의 易動度(mobility)에 左右된다. 純金屬에 있어서 轉位의 易動度에 미치는 因子는 여러가지가 있으나 本講에서는 特히 擴張轉位(extended dislocation)의 影響에 對하여 檢討하고저 한다. 純金屬의 shear stress의 實測値는 理想結晶에 對한 理論値보다 數千分之一에 不過하다. 이것은 實在結晶이 많은 格子欠陷(lattice defect)을 가지고 있다는 증거이다. 一般的으로 面心立方結晶(F.C.C)에서는 積層缺陷(stacking fault) energy가 낮은 金屬은 完全轉位가 部分轉位(partial dislocation)로 分解되고 所謂 擴張轉位를 形成한다. 이것은 結果的으로 轉位의 易動度에 많은 影響을 준다. 擴張된 轉位는 純金屬의 結晶强度에 對하여 다음과 같은 影響을 준다는 것이 現在까지의 硏究結果 明白하게 되었다. 1. F.C.C. 結晶의 完全轉位(perfect dislocation)는 두개의 ship plane에 속하므로 擴張된 轉位는 cross slip 하기 힘들다. 2. 轉位가 擴張되면 그대로는 他轉位와 交差가 힘들므로 交差함에 있어 他轉位에 對한 底抗이 크다. 이때 edge 轉位가 screw 의 轉位보다 더 큰 energy를 要한다. 3. 空孔(vacancy)에 依한 轉位의 上昇運動은 一段完全轉位로 收縮하여야 함으로 餘分의 energy가 必要하다. 4. Frank 의 不動轉位(glissile dislocation)는 schockley partial 轉位와 反應하여 prismatic dislocation loop로 轉換하여 glissile dislocation이 되어 固着 (locking 또는 pinning)에서 解除된다. 5. 두개의 slip plane 위를 달리는 擴張轉位는 結合하여 Lower-Cottrell glissile dislocation을 形成하고 이 stair-rod dislocation은 運動하는 轉位의 障害物이되어 轉位를 集積(piled up)시키므로서 Frank-Read source에 對한 back stress의 增大를 招來하여 加工硬化의 重要한 役割을 한다. 6. Stacking fault energy 가 낮은 金屬에 있어서는 低加工 일때는 集積轉位가 形成되고 高加工 일때에는 cell 構造가 되지 않고 均一한 轉位分布가 된다. 이러한 組織은 加工後 燒鈍時에 jog의 上昇運動이 어렵고 따라서 軟化가 힘들다. 7. F.C.C 結晶 에서는 stacking fault energy가 적은것은 twin의 界面 energy 가 작으므로 따라서 燒鈍 twin이 形成되기 쉽다. 8. B.C.C 와 H.C.P 結晶에 있어서도 轉位는 擴張되나 그 役割은 F.C.C 結晶에 比하여 顯著하지 못하다. 9. 擴張轉位는 cross slip 하기 힘들므로 easy glide 段階가 길게되고 over shoot를 誘發한다. 10. 擴張된 두개의 shockley 部分轉位의 Burgers vector는 雙方이 同時에 screw 轉位로 될 수 없음으로 edge 成分에 의한 彈性的 相互作用이 생기므로 Cotrell effect를 招來하기 쉽다. 11. 半轉位間의 stacking fault는 質原子와 化學的 相互作用이 發生하고 따라서 溶質原子에 依하여 轉位가 固着된다.

막스 플랑크 금속연구소

이정중 대한금속재료학회(대한금속학회) 1986 대한금속·재료학회지 Vol.24 No.9

막스 플랑크 金屬硏究所는 西獨 전역과 이태리, 불란서 等에 하나 씩 散在해 있는 막스 플랑크 協會(Max-Planck- Gesellschaft ) 所屬의 50여개 막스 플랑크 硏究所 中의 하나이므로 金屬硏究所를 紹介하기 前에 간단히 이 막스 플랑크 協會에 對해 먼저 언급하기로한다. 막스 플랑크 協會는 1911年에 自然科學 硏究活動을 後援하기 위해 세워진 빌헬름 황제 協會(Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft)가 그 前身으로, 1948年부터 獨逸의 物理學者 막스 플랑크를 紀念하기 위하여 이 이름으로 改名되었다. 이 協會 산하의 各 硏究所에서 硏究되는 分野는 現在 自然科學 뿐아니라, 人文 ·社會科學 等모든 學問分野를 총 망라하고 있으며, 주로 未來 指向的인 基礎硏究가 重點的으로 수행되고 있다. 그에 따라 年間 약 4500억원(西獨政府가 科學 ·技術分野에 投資하는 예산의 약 5%)에 달하는 豫算의 96%를 聯邦政府 및 州政府가 각각 반씩 부담하고 있으며, 나머지 4%는 各種 寄附金과 노우하우, 特許, 라이센스의 판매에 의한 收入, 그리고 協會의 財産을 利用한 收入 等으로 충당된다. 總 職員數는 약 一萬名 정도이고, 이 중 4000名이 硏究員이며, 硏究員 中 반수가 博士學位과정의 學生과 外國의 科學者들로 構成되어 있다. 硏究所와 永久契約이 되어 있는 硏究員의 數는 극히 制限되어 있으며, 大部分의 硏究員은 一時契約에 따라 대개 2∼3年間 머무른 後, 다른 곳으로 직업을 얻어 나가게 된다. 50개의 막스 플랑크 硏究所 중에서 金屬 및 세라믹 材料에 직접 關聯된 硏究所로는 슈투트가르트(Stuttgart)의 金屬硏究所와 뒤셀도르프(Du¨sseldorf)의 鐵(鋼)硏究所가 있고, 間接的인 관련 硏究所로 슈투트가르트의 固體物理 硏究所( Institut fu¨r Festko¨rperphysik)가 있는데, 이 硏究所에서는 주로 非金屬, 特히 半導體 材料에 對한 硏究를 하고 있다.

소결한 산화철-규산계 광입의 직접환원에 관한 연구

이승원,양훈영,김부천 대한금속재료학회(대한금속학회) 1975 대한금속·재료학회지 Vol.13 No.1

1. 緖論 豫備還元處理된 Peilets를 熔鑛爐의 裝入原料로 使用함으로써 Coke比를 낮출 수 있고 또한 生産性을 높일 수 있다는 事實은 잘 알려져 있다. 特히 요즈음은 世界的인 資源不足으로 古鐵價格이 急謄하고 있기 때문에 還元鐵을 古鐵代用으로 使用하여 電氣爐에서 直接 製鋼하여 方法이 工業化됨에 따라 이 還元鐵의 重要性은 더욱 增大하게 되었다. 그러므로 外國에서는 많은 硏究가 活潑히 進行되고 있으나 國內에서는 이에 對한 硏究가 그리 活潑하지 않은 듯 하다. 한편 外國에서의 硏究도 거의가 氣體還元劑를 使用하고 있고 古體還元劑를 使用한 例는 드물다. 이에 本 實驗에서는 固體還元劑(Coke)를 使用하였고 또한 鐵鑛石 塊鑛이나 精鑛에 항상 수반되는 SiO₂가 直接還元에 미치는 影響을 알기 爲하여 酸化鐵에 SiO₂를 여러 比率로 混合해서 還元實驗을 하였다. 2. 實驗方法 試驗級 Fe₂O₃에 여러가지 SiO₂量을 添加하여 混合한 후 mounting press로 4,500psi의 壓力을 加해서 15.0 ㎜ø, 14.5∼15.0 ㎜h의 圓柱形 生鑛을 만들었다. 이것을 Siliconit爐에서 試料組成에 따라 1,150℃∼1,200℃로 加熱하여 燒結鑛을 얻은 후 이 燒結鑛을 黑鉛도가니 안에서 coke 紛으로 묻고 여러가지 溫度로 加熱하여 還元하였다. 還元率은 무게감량으로부터 計算하였고 顯微鏡寫眞은 還元試料의 中央部를 橫으로 잘라 硏摩한 後 觀察하였으며 X-ray 分析은 나머지 半을 -200mesh로 紛碎하여 Cu-Target, Ni-filter로 하여 行하였다. 3. 實驗結果 및 考察 3.1 還元率과 時間 時間이 增加함에 따라 還元率은 增加하였으나 그 程度는 試料의 種類 및 溫度에 따라 다소 달라졌다. 大體的으로 還元率은 初期에 急速하게 增加하였으며 나중단계에서는 徐徐히 增加하였다. 나중단계에 還元率 增加가 작아지는 것은 初期에 生成한 金屬鐵이 凝集 成長함으로써 還元 및 生成 gas의 擴散을 妨害한 때문이라고 생각된다. 또한 還元의 初期段階에서 還元速度는 -log(1-R)=kt의 關係式에 따랐다. 3.2 還元率과 溫度 900℃∼1,100℃에서 60分間 還元하였을 때는 溫度增加에 따라 거의 直線的으로 還元率이 增加하였다. 한편 900℃에서는 完全還元이 不可能하였으며 1,150℃에서는 中期以後의 還元率 增加가 아주 완만하여 120分後에는 오히려 1,100℃에서보다 낮은 還元率을 보였는데 이것은 무게 감량으로부터 還元率을 求하였으므로 이 溫度에서 渗炭에 依한 무게증가를 고려하지 않은 것과 또 甚한 還元鐵의 凝集으로 試料內外로의 gas擴散이 妨害된 데 基因한다고 생각된다. 3.3 還元試料의 膨脹 및 收縮 膨脹은 還元初期 卽 還元速度가 클 때에 甚하게 일어났으며 特히 1,000℃에서의 膨脹率은 가장 컸다. 이것은 이 溫度가 海綿狀 金屬鐵이 多量으로 生成하는 溫度이기 때문인 것으로 생각되며 한편 收縮은 1,150℃以上에서 甚하게 일어났다. 3.4 還元率과 SiO₂含量 SiO₂ 含量이 還元率에 미치는 影響은 900℃에서는 별로 없었으며 1,000℃ 以上에서부터 還元初期에 顯著하게 나타났고 大體的으로 SiO₂含量 增加에 따라 還元率은 低下하였다. 이것은 2FeO+SiO₂→2FeO·SiO₂의 反應에 依하여 難還元性인 2FeO·SiO₂(fayalite)가 生成한 것과 SiO₂의 存在가 gas의 擴散을 妨害한 것에 基因한다고 생각된다. 4. 結論 1. 還元初期에 hematite (Fe₂O₃)로 부터 Wu¨stite (FexO)까지는 急速히 還元되며 다음에 點狀의 金屬鐵이 發生한 후 topochemical하게 還元이 進行하여 간다. 2. 還元速度는 約 80%까지 -log(1-R)=kt의 關係式에 따랐으며 活性化 energy 는 各 SiO₂含量 (1.84∼8.71w/o)의 試料에 對하여 23,214-26.121 Cal/mole의 범위에 있었다. 3. 900℃에서는 完全還元이 不可能하였으며 1,100℃ 以上에서는 還元金屬鐵에 渗炭現象이 일어났고 이 現象은 高溫일수록 더욱 顯著하였다. 4. 膨脹은 還元初期 卽 還元速度가 클 때에 顯著하게 일어났으며 特히 1,000℃에서의 膨脹이 가장 컸다. 한편 收縮은 1,150℃ 以上에서 크게 일어났다. 5. 大體的으로 SiO₂含量이 增加할수록 還元率은 多少 底下하였으며 이의 影響은 特히 還元初期에 顯著하였다.