송국리형 주거지의 이용 및 폐기과정은 청동기시대의 흥미로운 연구 과제 중 하나이며, 특히 내부 흑색토층의 존재는 많은 관심을 끌어왔다. 송국리 유적 제24차와 25차 발굴조사에서 내부 흑색토층 이 확인된 주거지(98호, 100호, 107호)를 대상으로 환경고고학적 연구(토양 미세형태분석 및 규소체 분석)를 수행하였다. 토양 미세형태분석 결과, 내부 흑색토층은 탄화물이 집적된 층으로 보이며 탄화 가 비교적 가까운 곳에서 일어났을 가능성을 시사한다. 아마도 지붕이나 벽체를 비롯한 상부 구조물 이 탄화되어 집적된 층일 가능성이 높다. 한편 100호 주거지의 규소체분석 결과, 중간 흑색토층 및 상부 퇴적토에서 벼와 조의 규소체가 다량으로 확인되었다. 그리고 사초과 식물의 규소체와 해면동물 골편이 출토된 것으로 보아 저지대(예, 수전) 토양을 벽체 등의 건축재로 사용했던 것으로 보인다. 또 한, 내부 흑색토층이 보이는 주거지와 수혈유구는 연접한 경우가 많아, 화재에 의한 탄화물이 주거지 와 인근 수혈 내부로 흘러 들어간 것으로 생각된다. 이를 종합하여 보면 일부 주거지는 사용이 중지된 이후, 기둥과 같은 주요 건축재를 해체하여 반출한 다음 재활용이 어려운 나머지 잔존 구조물을 소각 했던 것으로 보인다. 그리하여 탄화물이 집적되어 수혈 중간부에 흑색토층을 생성했던 것으로 추정된 다. 본 연구에서는 토양 미세형태분석과 규소체분석이 상호보완적으로 함께 수행되어 해석의 지평을 넓힐 수 있었다.

The purpose of this study is to optimize the powder formulation and manufacturing conditions for the solidification of an extract of the herb Bangpungtongseong-san (BPTS). To develop BPTS-loaded particles for the tablet dosage form, various BPTS-loaded particles composed of BPTS, dextrin, microcrystalline cellulose (MCC), silicon dioxide, ethanol, and water are prepared using spray-drying and high shear granulation (high-speed mixing). Their physical properties are evaluated using scanning electron microscopy and measurements of the angle of repose, Hausner ratio, Carr’s index, hardness, and disintegration time. The optimal BPTS-loaded particles exhibit improved flowability and compressibility. In particular, the BPTS-loaded particles containing silicon dioxide show significantly improved flowability and compressibility (the angle of repose, Hausner ratio, and Carr’s index are 35.27 ± 0.58°, 1.18 ± 0.06, and 15.67 ± 1.68%, respectively), hardness (18.97 ± 1.00 KP), and disintegration time (17.60 ± 1.50 min) compared to those without silicon dioxide. Therefore, this study suggests that particles prepared by high-speed mixing can be used to greatly improve the flowability and compressibility of BPTS using MCC and silicon dioxide.

The conversion of all carbon preforms to dense SiC by liquid infiltration can become a low-cost and reliable method to form SiC-Si composites of complex shape and high density. Reactive sintered silicon carbide (RBSC) is prepared by covering Si powder on top of 0.5-5.0 wt% Y2O3-added carbon preforms at 1,450 and 1,500°C for 2 hours; samples are analyzed to determine densification. Reactive sintering from the Y2O3-free carbon preform causes Si to be pushed to one side and cracking defects occur. However, when prepared from the Y2O3-added carbon preform, an SiC-Si composite in which Si is homogeneously distributed in the SiC matrix without cracking can be produced. Using the Si + C = SiC reaction, 3C and 6H of SiC, crystalline Si, and Y2O3 phases are detected by XRD analysis without the appearance of graphite. As the content of Y2O3 in the carbon preform increases, the prepared RBSC accelerates the SiC conversion reaction, increasing the density and decreasing the pores, resulting in densification. The dense RBSC obtained by reaction sintering at 1,500 oC for 2 hours from a carbon preform with 2.0 wt% Y2O3 added has 0.20% apparent porosity and 96.9% relative density.

The conversion of carbon preforms to dense SiC by liquid infiltration is a prospectively low-cost and reliable method of forming SiC-Si composites with complex shapes and high densities. Si powder was coated on top of a 2.0wt .% Y2O3-added carbon preform, and reaction bonded silicon carbide (RBSC) was prepared by infiltrating molten Si at 1,450oC for 1-8 h. Reactive sintering of the Y2O3-free carbon preform caused Si to be pushed to one side, thereby forming cracking defects. However, when prepared from the Y2O3-added carbon preform, a SiC-Si composite in which Si is homogeneously distributed in the SiC matrix without cracking can be produced. Using the Si + C → SiC reaction at 1,450oC, 3C and 6H SiC phases, crystalline Si, and Y2O3 were generated based on XRD analysis, without the appearance of graphite. The RBSC prepared from the Y2O3-added carbon preform was densified by increasing the density and decreasing the porosity as the holding time increased at 1,450oC. Dense RBSC, which was reaction sintered at 1,450oC for 4 h from the 2.0wt.% Y2O3-added carbon preform, had an apparent porosity of 0.11% and a relative density of 96.8%.

규소(Si)는 지각의 구성 원소 중 두 번째로 흔히 존재하는 원소로, 3개의 안정동위원소, 28 Si (92.23%), 29 Si (4.67%), 30Si (3.10%)를 가진다. 규소 동위원소는 규소의 생지화학적 순환에 대한 지시자로 고환경 및 고기후 복원을 위해 전 세계에서 널리 연구되고 있다. 그러나 국내에서는 아직까지 생물 기원 규소에 대한 규소 동위원소 연구가 전 무한 실정이다. 본 연구에서는 대형 규조류 시료에 대한 규소 동위원소 분석을 위해 기존 보고된 알칼리 용융법을 정리하고 생물 기원 규소 분석에 가장 적합한 규소 분리법을 구축하고자 하였다. 해당 시료를 고온 알칼리 용융을 통해 완전 용해시킨 후 시료 내 규소를 AG® 50W-X8 양이온 교환수지를 이용하여 효과적으로 분리하였다. 분리된 시료에 대한 신뢰성 검증을 위하여 Si 동위원소 표준물질(NBS-28) 및 USGS 암석 표준시료(AGV-2, GSP-2, BHVO-2)에 대한 분석을 함께 실시하였으며, 분석된 시료 모두 기존 연구결과와 오차범위 내에서 일치하는 값을 나타내었다. 본 연구에서 개발한 규소 동위원소 분석법은 향후 국내의 지구과학 및 관련 연구 발전에 많은 도움을 줄 것으로 기대된다.

In the present study, the thermal conductivity of a silicon nitride(Si3N4) thin-film is evaluated using the dualwavelength pump-probe technique. A 100-nm thick Si3N4 film is deposited on a silicon (100) wafer using the radio frequency plasma enhanced chemical vapor deposition technique and film structural characteristics are observed using the X-ray reflectivity technique. The film’s thermal conductivity is measured using a pump-probe setup powered by a femtosecond laser system of which pump-beam wavelength is frequency-doubled using a beta barium borate crystal. A multilayer transient heat conduction equation is numerically solved to quantify the film property. A finite difference method based on the Crank-Nicolson scheme is employed for the computation so that the experimental data can be curve-fitted. Results show that the thermal conductivity value of the film is lower than that of its bulk status by an order of magnitude. This investigation offers an effective way to evaluate thermophysical properties of nanoscale ceramic and dielectric materials with high temporal and spatial resolutions.