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유도플라즈마에 의한 20wt% $\textrm{Y}_{2}\textrm{O}_{3}$-$\textrm{ZrO}_{2}$분말의 용융분사
정인하,배기광,Jeong, In-Ha,Bae, Gi-Gwang 한국재료학회 1998 한국재료학회지 Vol.8 No.8
현재까지 박막코팅 분야에 주로 이용해 오던 플라즈마 용융분사법을 이용하여 고밀도의 두꺼운 세라믹 침적물을 제조하였다. 용융점이 2910K인 ZrO2-20wt%Y2O3분말을 이용하여 최적조건에서 이론밀도의 약 97%의 침적물을 얻었다. 고밀도 침적에 영향을 미치는 변수는 챔버 내부압력, 플라즈마동력, 플라즈마 가스조성, 분사거리, 분말입자 크기 등이었으며, 침적밀도 및 침적된 splat의 형태는 분말의 용융정도 및 챔버 내부압력에 크게 좌우되었다. 높은 밀도으 침적물을 만들기 위해서는 분말을 완전히 용융시키는 것이 중요하며, 완전히 용융된 조건에서는 챔버 내부압력이 낮고 분말분사거리가 짧은 조건 즉, 분사되는 분말이 높은 모멘텀을 가질수록 침적물의 밀도가 증가함을 알 수 있었다. 실험에서 얻어진 결과는 ANOVA 통계방법으로 분석하여 단일변수의 영향뿐만 아니라 이들 변수가 서로 조합하여 밀도에 미치는 영향도 분석하였다.
플라즈마 침적에 의한 핵열료 제조에 미치는 변수들의 영향
정인하,배기광,Jeong, In-Ha,Bae, Gi-Gwang 한국재료학회 1998 한국재료학회지 Vol.8 No.9
용융점 및 물리.화학적 특성이 $\textrm{UO}_{2}$와 비슷한 yttria-stabilized-zirconia ($\textrm{ZrO}_{2}$-$\textrm{Y}_{2}\textrm{O}_{3}$)분말을 유도플라즈마(induction plasma)로 용융 침적시켜 원자력발전용 핵연료펠렛 제조공정에 응용하고자 하였다. 분말의 용융정도는 플라즈마동력 및 분말의 크기에 영향을 받는 것으로 나타났으며, 쉬스가스 조성, 분말분사관 위치, 입자크기 및 분사거리 등을 최적화 하여 Ar/$\textrm{H}_{2}$유량120/20$\ell$/min, 플리즈마 동력 80KW, 분사관의위치 8cm , 챔버압력 200Torr, 분사거리 18cm에서 이론밀도의 97.91%, 침적속도 20mm/min의 최적조건을 도출하였다. 침적시험에서 도출된 최적조건으로 펠렛몰더에서 제조한 펠렛은 96.5%의 밀도를 나타내었으며, 균일도 및 외곤도 우수하여 신기술에 의한 핵연료의 제조가능성을 확인하였다. 고밀도 침적에 영향을 미치는 각 변수들의 영향과 이들 변수들의 상호영향은 ANOVA(Analysis of Variance)을 이용하여 분석하였다. New process development of nuclear fuel fabrication for nuclear power plant was attempted by induction plasma technology with yttria-stabilized-zirconia ($\textrm{ZrO}_{2}$-$\textrm{Y}_{2}\textrm{O}_{3}$)powder, similar to $\textrm{UO}_{2}$, in the respect of melting point and physicochemical characteristics. Extent of powder melting was affected greatly by plasma plate power and particle size. Being optimized such as, sheath gas composition, probe position, particle size and spraying distance, dense deposit of 97.91% T.D. with deposition rate 20mm/min was attained at the condition of 120/20$\ell$/min of Ar/$\textrm{H}_{2}$ flow rate, 80kw of plate power, 8cm of probe position, 200Torr of chamber pressure and 18cm of spraying distance. The pellet of 96.5% of theoretical density was formed with homogeneity and nice exterior view at the best condition of deposition experiments, and the possibility of new nuclear pellet fabrication process was confirmed. The main and interrelated effects on deposit density were assessed by ANOVA(Ana1ysis of Variance).
박주식,김종원,배기광,정성욱,강경수,PARK, CHU SIK,KIM, JONG WON,BAE, KI KWANG,JEONG, SEONG UK,KANG, KYOUNG SOO 한국수소및신에너지학회 2018 한국수소 및 신에너지학회논문집 Vol.29 No.3
Metal hydride based hydrogen storage under moderate temperature and pressure gives the safety advantage over the gas and liquid storage methods. Still solid-state hydrogen storage including metal hydride is below the DOE target level for automotive applications, but it can be adapted to stationary or miliary application reasonably. In order to develop a modular solid state hydrogen storage system that can be applied to a distributed power supply system composed of renewable energy - water electrolysis - fuel cell, the heat transfer and hydrogen storage characteristics of the metal hydride necessary for the module system design were investigated using AB5 type metal hydride, LCN2 ($La_{0.9}Ce_{0.1}Ni_5$). The planetary high energy mill (PHEM) treatment of LCN2 confirmed the initial hydrogen storage activation and hydrogen storage capacity through surface modification of LCN2 material. Expanded natural graphite (ENG) addition to LCN2, and compression molding at 500 atm improved the thermal conductivity of the solid hydrogen storage material.
김형수,박춘호,배기광,정상태,최창범,Kim, Hyeong-Su,Park, Chun-Ho,Bae, Gi-Gwang,Jeong, Sang-Tae,Choe, Chang-Beom 한국재료학회 1993 한국재료학회지 Vol.3 No.3
3원계 U-Ce-O산화물의 소결거동을 연구하기 위하여 $UO_2$ 및 $CeO_2$분말을 ball-mill 방법으로 혼합한 (U, Ce)$O_2$의 영향이고, 나중에 나타나는 극대점은 $CeO_2$의 영향 때문이다. 또한 $Ceo_{2}$함량이 증가할수록 소결이 지연됨을 알수 있었다. 동일한 10wt. % $CeO_2$함량에서, 4시간동안 ball-milling을 하였을때가 소결속도는 가장 빨랐다. In order to study the sintering kinetics of the ternery system, U-Ce-O, its shrinkage rate with time and temperature at the Ar atmoshpere were measured by using the dilatometer. At the sintering kinetics of U-Ce-O, sintering rate curve revealed bimodal and the first extreme point at bimodal curve was affected by the $UO_2$ the second one was due to the $CeO_2$. The sintering of $(U, Ce)O_2$ was delayed as increasing the $CeO_2$. At the same lOwt. % content, the highest sintering rate was observed at the $(U, Ce)O_2$ sample ball-milled for 4 hours.
H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>-HI-H<sub>2</sub>O-I<sub>2</sub>계의 2 액상 분리특성에 관한 연구(I)
이태천,정헌도,김태환,배기광,Lee, Tae-Cheon,Jeong, Heon-Do,Kim, Tae-Hwan,Bae, Gi-Gwang 한국공업화학회 2005 공업화학 Vol.16 No.6
Iodine-sulfur 사이클의 연속 공정 운전을 위해서는 분젠반응에서 생성되어진 황산과 요오드화수소의 분리와 일정한 조성을 유지시키는 기술이 필요하다. 그러나 황산과 요오드화수소는 황과 황화수소를 생성시키는 부반응이 일어나므로 부반응을 억제하며 두 개의 산을 분리시키는 기술이 요구된다. 따라서 본 연구는 부반응이 최소화되는 조건에서 2 액상 분리에 관한 물의 영향에 관하여 조사하였다. 물 몰분율이 0.86에서 0.91까지 범위에서 2 액상 분리가 일어나고 물의 증가에 따라 황화수소의 생성이 억제되었으나 물아 몰분율이 0.92 이상에서 2 액상 분리 현상은 관찰되지 않았다. The two important problems to solve before the industrialization of the iodine-sulfur (IS) process are (i) methods to separate $H_2SO_4$ and HI and (ii) to maintain constant components. However undesired reaction was occurred and $H_2S$ and S were formed during the Bunsen reaction. It is necessary to forbid the undesired reaction between $H_2SO_4$ and HI by separating the two acids into two different layers. The experimental conditions for the present study was chosen in such a way that to achieve the separation between the two acids and minimize the side reaction. $H_2S$ formation was reduced and the separations of the two liquids were occurred at $H_2O$ molar fraction from 0.86 to 0.909. But the separations between the two liquids were not occurred at $H_2O$ molar fraction more than 0.92.
정인하,박희성,문제선,임성팔,배기광,Jung, In Ha,Park, Hee Seoung,Moon, Je Sun,Yim, Sung Paal,Bae, Ki Kwang 한국공업화학회 1999 공업화학 Vol.10 No.1
모의폐액으로 제조한 50 ppm의 코발트이온을 sodium lauryl sulfate의 계면활성제를 사용하여 침전부상법으로 제거하였다. 침전부상으로 코발트 이온을 제거하기 전에 35% $H_2O_2$를 모의폐액에 첨가하여 폐액의 전처리 과정을 도입하였다. 그 결과 최적 pH 및 처리후 잔존용액의 pH가 낮아졌고, 넓은 범위의 pH에서 높은 제거율을 나타내었다. 초기 코발트 이온농도, pH, 계면활성제 농도, 제거시간, 공급기체 유속, 외부이온 농도 등을 변수로 하여 실험한 결과, 초기 코발트 이온농도 50 ppm, pH 9.5, 공급기체 유속 70 mL/min, 제거시간 30분 등의 조건에서 99.8%의 제거율을 나타내었다. 침전물과 계면활성제의 흡착은 zeta potential 뿐만 아니라 침전물의 용해도 및 pH에 따라 변화하는 화학종과의 친화력과도 관계가 되는 것으로 추축되었다. 외부 이온으로서 $NO_3{^-}$, ${SO_4}^{-2}$, $Na^+$, $Ca^{+2}$를 첨가하여 그 영향을 관찰하였으며, ${SO_4}^{-2}$가 0.1 M 함유된 cobalt 용액을 침전부상법으로 처리한 결과 zeta potential의 감소 및 침전방해 등의 이유로 제거효율은 90%를 나타내었다. Simulated liquid waste containing 50 ppm cobalt ion was treated by precipitate flotation using the surfactant of sodium lauryl sulfate. The effects of initial cobalt ion concentration, pH, surfactant concentration, removal time, gas flow rate and foreign ions were estimated on removal efficiency. 35% $H_2O_2$ was added for pre-treatment stage before precipitate flotation. As the result of pre-treatment, optimum removal pH and the pH of treated water being discharged were lowed and optimum removal pH range was broadened. For the result of this experiment, 99.8% removal efficiency was obtained at the condition of 50ppm of initial cobalt ion concentration, pH 9.5, 70 mL/min of gas flow rate, and 30 min of removal time. Attraction between precipitate and surfactant was supposed to be influenced by solubility and chemical affinity among species in sloution as well as zeta potential. The influence of foreign ions such as, $NO_3{^-}$, ${SO_4}^{-2}$, $Na^+$, $Ca^{+2}$ on the removal efficiency was also observed. Removal efficiency by precipitate flotation containing 0.1 M of ${SO_4}^{-2}$ ion decreased to 90% due to the decrease of zeta potential and interruption of precipitation.