공정조건 변화에 따른 탄산화 녹색건자재의 물성

김유택,Kim, Yootaek 한국결정성장학회 2013 한국결정성장학회지 Vol.23 No.3

발전소에서 발생되는 산업부산물인 석탄재는 포집방법에 따라 크게 저회와 비산회로 구분되는데, 순환유동층 연소방식에서 발생되는 비산회는 탄산화 반응 인자인 Ca 성분을 다량 포함하고 있다. 탄산화 반응 인자가 풍부한 비산회를 시멘트에 일정량 치환하여 제조한 경화체를 초임계 이산화탄소($CO_2$) 분위기조건에서 반응시켜 제작된 경화체의 기계적 물성향상을 도모하였다. 시멘트 대비 비산회 치환량을 10~40 %까지 10 % 단위로 4수준으로 하여 경화체를 제작하였으며 각각 3, 14, 28일 동안 양생하여 각 양생일 마다 탄산화를 진행하였으며 공정조건 변수로 탄산화 시 발생되는 수분과 미수화 반응물의 추가적인 포졸란 반응을 유도하기 위하여 탄산화 후 7일 동안 추가양생을 실시하였다. 공정조건의 변화를 변수로 둔 경화체의 무게변화율, TG/DTA 분석, 1 % 페놀프탈레인 알칼리성 측정을 통하여 탄산화 진행여부를 확인하였으며, 경화체의 압축강도 측정을 통해 기계적 물성향상을 분석하였다. 임계 탄산화 후 7일간 추가 양생시킨 녹색 건자재의 기계적 물성은 추가 양생하지 않은 시편과 비교해 44 % 향상되었다. The purpose of this study is to enhance the mechanical strength of specimens containing fly ash from fluidized bed type boiler, which the recycling rate will be eventually increased. Specimens containing fly ash in a certain portion were made and aged for 3, 14, and 28 days. Specimens were carbonated under the supercritical condition at $40^{\circ}C$. The carbonation process under the supercritical condition was performed to enhance the mechanical property of specimens by filling the voids and cracks existing inside cement specimen with $CaCO_3$ reactants. The additional aging effect after the supercritical carbonation process on mechanical strength of specimens was also investigated by comparing the compressive strength with and without 7 day extra aging. Under the supercritical condition and additional 7 day aging specimens were very effective for enhancement of mechanical strength and compressive strength increased by 44 %.

졸겔법으로 제조한 ErMnO3 박막의 강유전 특성

김유택,김응수,채정훈,류재호 한국세라믹학회 2002 한국세라믹학회지 Vol.39 No.9

Ferroelectric properties of ErMnO3 thin films deposited on Si(100) substrate using Sol-Gel process with metal salts were investigated. ErMnO3 thin films with a (001) preferred orientation were crystallized at 800℃. The ErMnO3 thin film post-annealed at 800℃ for 1h showed the dielectric constant(k) of 26 and the dielectric loss(tan δ) of 0.032 at the frequency range from 1 to 100 KHz. The grain size of ErMnO3 thin film post-annealed at 800℃ for 1h was 10~30 ㎚. The remanent polarization(Pr) of the ErMnO3 thin films increased with increasing (001) preferred orientation. The ErMnO3 thin films post-annealed at 800℃ for 1h showed the remanent polarization(Pr) of 400 nC/cm2, with the increase of post-annealing time at 800℃, the coercive field(Ec) of thin films was lowered because the dense and homogeneous thin films were obtained. Er(NO3)3·5H2O, Mn(CH3CO2)2·4H2O를 출발원료로 사용하여 졸-겔 법으로 Si(100) 기판 위에 코팅된 ErMnO3 박막의 강유전 특성에 관하여 연구하였다. ErMnO3 박막은 800 에서 결정화가 시작되었으며, (001)로 우선 배향된 ErMnO3 박막을 얻을 수 있었다. 본 실험에서 800 에서 1h 열처리하여 얻은 ErMnO3 박막은 1∼100 KHz의 주파수 범위에서 유전 상수(K)는 26, 유전 손실(tan )은 0.032 의 값을 나타내었으며, 이때 ErMnO3 박막의 입자 크기는 10∼30 ㎚ 이었다. 강유전 특성은 (001) 배향성이 증가할수록 잔류 분극 값이 증가하였으며, 800 에서 1시간 열처리하여 ErMnO3 박막의 잔류 분극 값(Pr)은 400 nC/㎠를 나타내었다. 또한 열처리 시간이 증가할수록 치밀하고 균일한 박막을 얻어 낮은 항전계(Ec) 값을 가졌다.

春秋時代의 倫理觀

金裕澤 成均館大學校 儒學大學 1982 儒學大學報 Vol.7 No.-

사파이어 기판 방향성에 따른 GaN 박막의 미세구조

김유택 한국결정성장학회 1999 한국결정성장학회지 Vol.9 No.2

3가지 방향성을 가진 사파이어 기판 위에 GaN 박막을 OMVPE방식으로 증착시켜 증착된 GaN epilayer를 투과전자현미경으로 분석하여 각 미세구조의 차이를 비교분석하였다. 3 가지 방향 모두에서 GaN 증착층이 관찰되어졌으며 그중 가장 좋은 경계면의 상태와 단일결정성을 보여준 것은 사파이어{0001} 방향의 기판을 사용한 경우였다. 결함들도 {0001} 방향의 기판을 사용한 경우에서 가장 적게 나타났다. 모든 경우에서 buffer layer는 발견되어지지 않았고 그럼에도 불구하고 경계면에서의 격자 뒤틀림이 일어나는 지역이 수 나노미터(nanometer) 정도밖에 안되는 우수한 경계면들이 관찰되었다. 따라서 일반적으로 GaN 박막 증착시에 가장 많이 사용되는 사파이어 basal plane 외에도 결함이 많기는 하지만, {1120}와 {1102} plane 위에도 GaN 증착층이 buffer layer 없이 증착 될 수 있다는 사실을 TEM 관찰을 통하여 알 수 있었으며 사파이어 {0001}면를 기판으로 사용한 경우에 미세구조 측면에서 볼 때 hetero-epitaxial한 GaN 박막층을 얻을 수 있는 것을 확인하였다. GaN epilayers deposited by the OMVPE method on sapphires with 3 different surface orientations were investigated by TEM and their difference in mucrostructure were compared with each other. GaN epilayers were grown on the all three kinds of sapphire substrates; however, the best interfacial state and crystallinity were observed in the specimen using a {0001} substrate The density of defects in GaN epilayers on {0001} substrates was also less than others. No buffer layer was found at the interfaces of all the specimens; however, it was observed that the region which shows lattice distortion at the interface was only a few nonameter wide. Accordingly, TEM investigation revealed that GaN epilayers having some internal defects could be grown on sapphire {1120} and {1102} planes without a buffer layer, and the hetero-epitaxial GaN films were obtained from the specimen using {0001} substrates with the microstructural point of view.

프리웨팅된 인공경량골재의 흡수 특성

김유택,장창섭,류유광,Kim, Yoo-Taek,Jang, Chang-Sub,Ryu, Yug-Wang 한국결정성장학회 2011 한국결정성장학회지 Vol.21 No.2

인공경량 골재는 다결정질 소성체를 주 구성으로 하므로 골재 내부에 다량의 공극이 일정비율로 형성되는 것이 특징이다. 이러한 인공경량 골재는 조직 구조의 특성상 외부환경의 변화에 의해 수분이 비정상적인 이동을 보이는 경향이 있다. 다공질 재료의 수분 방출 특성은 일반적으로 기공률 및 기공크기 분포에 크게 좌우되지만, 인공적으로 소결 제조된 경우에는 표면에 생성된 치밀한 구조의 표피층에도 많은 영향을 받을 것으로 생각된다. 인공경량 골재 내부의 수분 이동에 미치는 요인은 골재내의 세공 및 공극의 분포와 형상, 크기, 그리고 프리웨팅 방법 등이 있으며 각 조건에 따라 상당한 차이를 보인다. 본 연구에서는 인공경량 골재를 제조하여 골재의 가압시 흡수 특성이나 침수시간에 대한 흡수율의 거동에 대한 명확한 규명을 함으로써 경량골재 펌프압송을 위한 기초적 자료를 제공하고자 하였다. 본 실험에 사용된 인공경량골재는 독일 'L'사의 상업용 인공경량골재와 본 연구팀이 제조한 2가지 조성의 인공경량골재를 사용하였으며, 골재 수분함침시간, 진공압력, 급냉조건을 변화시켜 골재의 흡수율을 측정하였다. 인공경량골재를 $300^{\circ}C$ 에서 급냉 하였을 경우 24시간 침수보다 높은 흡수율을 보였고, 진공압력에 따라 흡수율이 증가하는 경향이 있으며, -300 mmHg의 진공 압력시 24시간 침수보다 "L"사 골재는 54 %의 높은 증가를 보였으나 K622와 K73 골재는 비교적 적은 2 % 내외의 흡수율 증가양상을 보였다. Lightweight aggregate which is composed of sintered polycrystalline materials usually has a certain portion of pores inside of it. Because of such a structural characteristics, it tends to that movement of water in aggregate shows an abnormal behavior against the change of outside environment. In general, water movement behavior is controlled by porosity, distribution of pore size; however, dense surface layer will also affect water movement behavior in case of artificially sintered aggregates. Factors affecting water movement behavior in the aggregate are pore distribution, pore shape, pre-wetting method, etc. In this study, absorption characteristics of aggregate under the pressure and absorption rate according to water dipping time are analyzed for the basis of pressure pumping of lightweight concrete. Two kinds of aggregates were used for the test: one is made by 'L' company in Germany and the other is of our own made at the pilot plant in Kyonggi University. Absorption rate of aggregate is measured according to water dipping time, vacuum pressure, and quenching condition. Absorption rate of aggregate with $300^{\circ}C$ quenching is higher than that of aggregate with 24 hr water dipping. Generally the more vacuum the higher water absorption rate. Water absorption rate of 'L' aggregate under -300 mmHg is 54 % higher than that of aggregate with 24 hr water dipping; however, only 2 % increase in water absorption was measured for the K622 and K73 which were of our own.

SiC/C 경사기능재료 증착층의 변화

김유택,정순득,이성철,박진호,Kim, Yu-Taek,Jeong, Sun-Deuk,Lee, Seong-Cheol,Park, Jin-Ho 한국재료학회 1998 한국재료학회지 Vol.8 No.6

$SiC_{4}$$C_{3}$$H_{ 8}$$H_{2}$와 $C_{3}$$H_{8}$ $H_{2}$, $CH_{3}$$SiCI_{3}$$CH_{4}$$H_{2}$계를 사용하여 흑연기판 위에 SiC와 SiC/C FGM을 CVD법에 의해 코팅하였다. $SiCI_{4}$$C_{3}$$H_{8}$ $H_{2}$ 계에서 SiC 증착 시 바람직한 수소의 비는 10-30사이였고 결정 배향성은 입력가스의 탄소비에 따라 여러번의 대 반전이 일어났다. 성장조건을 {111} 배향성을 갖도록 조절하는 것이 FGM층간 접착상태를 증진시킬 수 있는 방법으로 판단되었다. $CH_{3}$$SiCI_{3}$C$_{3}$$H_{8}$ $H_{2}$ 계에서는 SiC와 C의 비율을 조절하기가 $SiCI_{4}$$C_{3}$$H_{8} $H_{2}$계를 사용했을 때 보다 용이하였고, FGM 단면 관찰에서 층간의 뚜렷한 경계를 발견할 수 없을 정도로 우수한 층간 접착상태를 보였다.

준불연 초경량 지오폴리머의 물성

김유택,Kim, Yootaek 한국결정성장학회 2019 韓國結晶成長學會誌 Vol.29 No.3

EPS 단열재는 우수한 단열성능과 경제성, 초경량 등의 장점으로 각광받고 있는 건축재이다. 하지만 EPS 단열재는 가연성 물질로서 화재 시 연소되기 쉽고, 유해가스를 방출시킴으로써 대규모 인명피해를 유발 시킬 수 있다. 따라서 본 논문에서는 산업부산물인 IGCC fused slag 및 Si sludge를 활용하여 초경량 지오폴리머를 제작하고, EPS 단열재의 대체 가능성에 대해 확인하고자 하였다. 그 결과, 조분쇄 상태의 탄소 함량이 적은 IGCC fused slag를 이용하였을 경우 0.04 MPa, $0.064g/cm^3$의 압축강도 및 밀도를 갖는 초경량 지오폴리머를 제작할 수 있었고, 이때의 열전도율은 0.072 W/mK을 나타내었다. 이는 KS M 3808에서 제시하는 EPS 열전도율 값의 1.5~2배 정도의 높은 물성이지만 시중에서 판매하는 EPS 단열재와 큰 차이가 없으며 보통 매립되는 산업 부산물을 재활용한다는 점과 세라믹 재료 특성상 화재시에도 고온에서 버틸 수 있다는 큰 장점이 있기 때문에 화재시 쉽게 발화되어 다량의 유독가스를 방출시키는 EPS 단열재의 단점을 해결할 수 있는 차세대 단열재로서의 가능성은 충분하다고 판단되었다. EPS (expanded polystyrene) is one of the most used building materials for insulation that is favored by its excellent heat insulation, economical efficiency and lightweight characteristics. However, EPS is vulnerable to the fire and producing large amount of toxic gases in case of fire. Therefore, ultra-lightweight geopolymer which can replace EPS is fabricated by using IGCC (integrated gasification combined cycle) fused slag and Si sludge as raw materials and the possibility of replacement on ultra-lightweight geopolymer for EPS as an insulation building material was evaluated in this study. Ultra-lightweight geopolymer can be fabricated with the pulverized IGCC fused slag having low carbon content and density, compressive strength, thermal conductivity were $0.064g/cm^3$, 0.04 MPa, and 0.072 W/mK, respectively. The thermal conductivity of ultra-lightweight geopolymer is 1.5~2.0 times higher than that of EPS suggested in the KS M 3808; however, the thermal conductivity value of geopolymer is meaningful and competitive to that of EPS in the market. Therefore, ultralightweight geopolymer can be applicable to the building material for thermal insulation purpose and have an enough possibility to replace EPS in the future because it is not only much safer than EPS in case of fire but also it can be fabricate by using waste materials from the industry.

Microstructural analysis of geopolymers using fused slags with transmission electron microscopy

김유택,이경우 한양대학교 세라믹연구소 2016 Journal of Ceramic Processing Research Vol.17 No.4

The amount of fused slag generated is continuously increasing and is expected to reach 50,000 tons per year as coal gasificationfacilities and waste treatment systems producing fused slag have been actively adopted recently in Korea. One of theprospective solutions is to make geopolymers with the slags because geopolymers are a cement substitute that can reduce thegeneration of carbon dioxide and have thus attracted increasing interest from recycling and eco-friendly constructionindustries because they provide sufficient mechanical strength for application in construction materials. There has not yet beena comprehensive microscopic investigation of geopolymers or diffraction pattern analysis of the crystallites produced bygeopolymerization. Geopolymers made of fused slags with an alkali activator exhibited very high compressive strengthcompared with those of ordinary geopolymers, and their microscopic structures were analyzed by transmission rlectronmicroscopy (TEM) to confirm the formation of crystallites during the geopolymerization and to explain the relationshipbetween the microstructure and mechanical property of the geopolymers. At least two types of phases, C-S-H and Ca(OH)2,have been identified by selected area diffraction (SAD) pattern analyses on the crystallites in the geopolymer matrix.

Fabrication of porous geopolymer using fused slag with silicon sludge

김유택,김성열,장창섭 한양대학교 세라믹연구소 2016 Journal of Ceramic Processing Research Vol.17 No.11

Geopolymers release 80% less carbon dioxide than Portland cement and simultaneously provide sufficient mechanical strengthfor structural applications. Therefore, they were worth as cement substitutes and have attracted from eco-friendly constructionindustries. Spent silicon sludge is increasing as the demand of silicon wafer for the solar energy generation and semiconductoris steadily increasing. Silicon sludge is produced from the cutting and grinding process of silicon ingot for making silicon wafer. In this study, silicon sludge is used as bloating agent for making porous geopolymers with spent industrial wastes such as fusedslags from IGCC (integrated gasification combined cycle) process or municipal waste treatment system. The compressivestrength and density of porous geopolymers decreased with silicon sludge addition. Because high addition of silicon sludge tofused slags under the high alkaline atmosphere releases much of H2 gas, highly porous geopolymers could be obtained in ashort curing period. However, high silicon content also showed adversely effects on polymerization process. Geopolymers withspecific gravity less than 0.4 was fabricated by using silicon sludge and fused slag; having compressive strength up to 1.3 MPa. In conclusion, very light and porous geopolymers having relatively higher compressive strength could be fabricated with fusedslag and spent silicon sludge as a bloating agent.

투과전자현미경(TEM)과 반사전자현미경법(REM)을 이용한 알루미나 단결정내의 결함들에 관한 관찰

김유택,Kim, Yootaek 한국결정성장학회 1993 한국결정성장학회지 Vol.3 No.2

결정 구조와 결정 내부의 결함들을 연구하는데 매우 유용한 투과전자현미경법(TEM)과 결정 표면에 존재하는 결함들을 발견하는데 있어 매우 민감한 인지력이 있는 반사현미경법(REM)을 이용하여 알루미나($\alpha$-Al2O3) 단결정내 또는 표면에 존재하는 전위(dislocations)와 쌍정(twins)들의 거동에 대하여 연구하였다. Transmission electron microscopy( lEM) technique which is useful for investigating the crystalline structure and defects, and reflection electron microscopy( REM) of which technique has very high sensitivity of detecting the defects on the crystal surfaces were applied to study the behaviour of dislocations and twins in or on the $a- AI_20_3$ single crystals.