Synthesis gas is commercially produced by a steam reforming process. However, the process is highly endothermic and energy-consuming. Thus, this study was conducted to produce synthesis gas by the partial oxidation of methane to decrease the energy cost. Supported Ni catalysts were prepared by the impregnation method. To examine the activity of the catalysts, a differential fixed bed reactor was used, and the reaction was carried out at 750~850℃ and 1 atm. The fresh and used catalysts were characterized by XRD, XPS, TGA and AAS. The highest catalytic activity was obtained with the 13wt% Ni/MgO catalyst, with which methane conversion was 81%, and H2 and CO selectivities were 94% and 93%, respectively. 13wt% Ni/MgO catalyst showed the best MgNiO2 solid solution state, which can explain the highest catalytic activity of the 13wt% Ni/MgO catalyst.

크롬의 첨가에 따른 Raney 니켈의 특성을 파악하여 우수한 성능을 나타낼 수 있는 알칼리형 연료전지용 수소극의 촉매를 제조하였다. 또한 제조된 촉매를 이용, 실제 전극으로 제작하여 전류밀도를 측정한 뒤 최적의 전극재료의 제조조건을 확립하였다. 먼저 Ni-Al합금 제조시 크롬의 첨가량을 달리하여 Raney 니켈을 제조한 뒤 이를 이용하여 수소극을 제작, 전기화학적 특성을 고찰한 결과 크롬 첨가량이 증가함에 따라 mass activity도 증가하여 크롬 첨가량이 1 wt% 인 경우 최고 3.688 A/g을 나타내었다. 전기화학적 측정시 half cell의 운전온도는 80˚C이었으며 전해질은 6N KOH이었다. Raney 니켈 촉매의 입자크기와 비표면 적을 조사한 결과 크롬의 첨가량이 증가함에 따라 Raney 니켈 촉매의 입자크기는 12.11 μm에서 크롬의 첨가량이 1.25 wt%인 경우 11.07 μm로 감소하였고 비표면적은 0.653 m2/g에서 0.685 m2로 중가함을 알 수 있었다. 평균입자 크기가 커짐에 따라 잔존 알루미늄의 함량은 증가함을 알 수 있었다.

실리사이드반웅을 이용하여 니켈모노실리사이드의 양측계면에 단결정실리콘을 적층시켜 전도성이 우수하며 식각특성이 달라 MEMS용 기판으로 채용이 가능한 SOS (Silicon-on-Silicide) 기판을 제작하였다. 실리콘 기판 전면에 Ni를 열증착법으로 1000Å두께로 성막하고, 실리콘 기판 경면과 맞블여 후 300~900˚C온도범위에서 15시간동안 실리사이드 처리하여 니켈모노실리사이드가 접합매체로 되는 기판쌍들을 완성하였다. 완성된 기판쌍들은 IR (infrared) 카메라를 이용하여 비파괴적으로 접합상태를 확인하고. 주사전자현미경 (scaning electron microscope)과 투과전자현미경 (tranmission electron microscope)을 이용하여 수직단면 미세구조를 확인하였다. Ni 실리사이드의 상변화가 일어나는 온도를 제외하고는 Si NiSi ∥Si 기판쌍은 기판전면에 52%이상 완전접합이 진행되었음을 확인하였고 생성 실리사이드의 두께에 따라 나타나는 명암부에 비추어 기판쌍 중앙부에 두꺼운 니켈노실리아드가 형성되었다고 판단되었다. 완성된 Si NiSi ∥ Si 기판쌍을 SBM 수직단면에 의괘 확인한 결과 접합이 완성된 기판중심부의 접합계면은 1000Å 두께의 NiSi가 균일하게 형성되었으며 배율 30,000배의 해상도에서 계면간 분리부분없이 완전한 접합이 진행되었음을 확인하였다. 반면 기판쌍 에지 (edge)부분에는 실리사이드가 헝성되지 않은 비접합상태가 발견되었다. 수직단면루과전자현미경 결과물에 근거하여 접합된 중심부에서는 피접합되는 실리콘의 경면과 니켈이 성막된 실리콘 경면 상부계면에 10-20Å의 비정질막이 발견되었으며, 산화막으로 추정되는 이 막이 접합률을 현저히 저하시키는 것을 확인하였다. 접합이 진행되지 않은 에지부는 이러한 산화막이 열처리 진행중 급격히 성장하여 피접합 실리콘층의 분리가 발생하였다. 따라서 Si NiSi ∥Si 기판쌍의 접합률을 향상시키기 위해서는 피접합 실리콘 계면과 Ni 상부층간의 비정질부를 적극적으로 제거하여야 함을 알 수 있었다.

The property and performance of the nanocomposites have been known to strongly depend on the structural feature of Ni nanodispersoids which affects considerably the structure of matrix. Such nanodispersoids undergo structural evolution in the process of consolidation. Thus, it is very important to understand the microstructural development of Ni nanodispersoids depending on the structure change of the matrix by consolidation. The present investigation has focused on the growth mechanism of Ni nanodispersoids in the initial stage of sintering. powder mixtures were prepared by wet ball milling and hydrogen reduction of and Ni oxide powders. Microstructural development and the growth mechanism of Ni dispersion during isothermal sintering were investigated depending on the porosity and structure of powder compacts. The growth mechanism of Ni was discussed based upon the reported kinetic mechanisms. It is found that the growth mechanism is closely related to the structural change of the compacts that affect material transport for coarsening. The result revealed that with decreasing porosity by consolidation the growth mechanism of Ni nanoparticles is changed from the migration-coalescence process to the interparticle transport mechanism.

가압 경수형 원자로 (pressurized light water reactor) 냉각재 계통 내의 주된 분식 생성물로 알려져 있는 nickel ferrite의 거동에 대해 고찰하기 위해 모의 nickel ferrite(Ni0.75Fe2.25O4)를 공침법으로 제조하였다. 수용액-pH-조절로는 am-monia 또는 potassium carbonate를, 공침물-세척제는 ammonia 수용액이나 potassium carbonate 수용액 또는 2차 증류수를 사용하였다. Nickel ferrite의 생성 및 수용액-pH-조절제와 공치물-세척제가 최종 생성물의 Ni-Fe 몰 비에 따른 수율 및 특성에 미치는 영향은 EDX, XPS, XRD 및 SEM으로 고찰하였다. 반응 전.후 Ni/Fe 몰 비에 따른 수율은, pH를 potassium carbon-ate로 조절한 후 2차 증류수로 공침물을 세척한 경우가 0.994로 가장 높이 나왔으며, pH-조절제로 potassium carbonate를 사용한 경우가 ammonia를 사용한 경우에 비해 높은 수율을 나타냈다. 이러한 차이는 공침 시에 수용액 내에서 ammonia가 보여주는 상대적으로 큰 Na2+←NH3 착화 효과와 더불어 공침물-세척제의 pH에 기인하는 것으로 해석하였다.

제1세대 니켈계 단결정 초합금인 CMSX 6를 사용하여 셀렉타법으로 진공 정밀주조하여 단결정을 제작하였다. 주형온도 약 1500˚C, 주입온도 약 1630˚C와 용탕 주입 직후 주형을 2.5mm/분 속도로 하강시켜 단결정을 성장시켰다. 단결정 주조조직에서 기지와 공정조직은 γ' 석출물(Ni3(Al, Ti)) 모양과 크기에 따라 각각 모두 두영역으로 구분되었으며, 공정조직의 Ti함랗은 기지보다 높았다. 즉, EPMA 및 CBED 분석 등으로 γ' 석출물을 분석한 결과, 기지내의 γ'은 크기가 0.5~0.7μm 이하이며 화학조성상 Ni3Al에 가까웠으며 격자구조도 Ll2를 나타내었다. 반면에 공정조직에 가까울수록 γ' 크기는 1.0μm보다 컸으며, 모양도 판상형의 거대한 모양으로 바뀌었다. 화학조성 또한 Ni3Ti에 가까웠으며 격자구조도 D O24를 나타내었으므로 수지상과 공정조직의 γ' 석출물은 화학조성 및 격자구조가 상이함을 알 수 있었다.

순도가 자기적 임계현상에 어떠한 영향을 주는가를 보기 위해 여러 순도의 니켈에서 비저항의 온도의존성을 관찰하였다. 비저항은 Lock-In 증폭기를 사용하여 교류저항측정법으로 측정하였으며 시료를 솔레노이드식으로 감아 저항부분과 인덕터부분의 신호를 함께 관찰할 수 있도록 하였다. 큐리온도는 이들 신호들이 갑작스럽게 변하는 온도로 결정하여UT으며 저항부분과 인덕터부분의 신호에서 결정한 큐리온도값들은 서로 잘 일치함을 볼 수 있었다. 비저항의 온도에 따른 일차미분에서 비열의 임계지수를 결정하였으며 큐리온도와 마찬가지로 임계지수의 순도의존성은 실험오차내에서는 없음이 관찰되었다.

Liquid phase sintering of 90W-6Ni-4Mn alloy has been investigated as functions of sintering atmosphere, heating rate, and reduction temperature. The present work accounts for the thermodynamic oxidatiodreduction reactions of constituent powders of W, Ni and Mn. By discounting these reactions, the previous investigations would obtain only the alloy with large pores and the lowered relative sintered density, by the liquid phase sintering under a dry hydrogen atmosphere. the sintering cycle consisted of a rapid heating to reduction temperatures under high purity nitrogen atmosphere, and holding for 4 hours and sintering at for 1 hour under a dry hydrogen gas. The relative density of the sintered alloy increased with increasing heating rate. As the reduction temperature increased, the relative density increased to the lm theotical density at the duction temture above . The mimsturcatre of sintered alloys has been analysed by a scanning election microscope. The sintered density was compared with those obtained from the other investigators. It was found that the reduction results in the lowered densification of 90W-6Ni-4Mn alloy. This is caused by the fact that reducing reactions of W and Ni oxides contained in W an Ni powders concomitantly leads to oxidizing reaction of Mn powder the oxidized Mn is hardly reduced at sintering temperature and thereby remains large pores in the alloy. It is concluded that the W-Ni-Mn alloy with full density can be obtained by the precise control of atmosphere, heating rate, and sintering temperature.

본 연구에서는 페로니켈슬래그 시멘트를 활용한 FNS 혼합시멘트의 저발열 대류계수에 관한 실험 및 고찰 결과를 소개하 고자 한다. 일반적으로 혼합시멘트의 수화열 해석시에 열전도율, 비열등에 의한 열확산율의 개념은 현행 콘크리트 시방서에 서 열확산율 혹은 열전달률의 식으로 표기되어져 있고, 이와 연관된 외기 대류의 계수는 콘크리트 구조체를 둘러싼 외기환 경의 거푸집, 버블시트, 공기중 조건등에 대한 단순 실험상수가 연구논문 사례등을 기초로 하여 제시되는 수준이다. 본 연구 에서는 열확산율과 대류계수로의 연관성을 심층 고찰하면서 실험을 기반으로한 해석적 검증 연구를 수행하였다.

This paper presents the results of the long-term behavior of PC(Precast Concrete) culvert using ferronickel slag blended cement.

본 연구는 부가 여과판의 재질로 구리와 니켈을 선정하여 각 물질에 따라 선량과 화질의 차이를 비교 평가하였다. 먼저, 선량에 대한 실험은 흡수선량 측정으로 란도 팬텀을 이용하여 구리 및 니켈의 부가 여과판 을 None, 0.1 mm, 0.2 mm, 0.3 mm로 변화시켜 설치하고 120 kVp, 6.3 mAs의 조건으로 조사하였다. 두 번째로, 관전압 변화와 노출지수 변화에 따라 부가 여과판 두께별로 얻은 영상을 Image J 프로그램을 이용하여 SNR과 CNR값을 구하여 영상을 평가 하였다. 흡수선량 측정은 니켈이 구리보다 높게 나왔으며, 두께가 증가할수록 흡수선량은 감소하였다(p<0.05). 관전압이 증가와 노출지수 변화에 대해서도 두 영상에서 유의한 차이를 보이지 않았다(p>0.05). 결론적으로 본 연구는 부가 여과판에서 니켈은 기존의 구리에 비해 피폭선 량을 감소하면서도 현재의 영상의 질을 유지할 수 있는 물질임을 알 수 있다.

The study investigated the fluidity and compressive strength properties of cement paste containing Ferro-Nickel slag powder by different curing conditions to estimate the applicability of Ferro-Nickel slag powder for cement replacement materials.

혐기성소화는 폐기물처리뿐만 아니라 대체에너지인 메탄가스가 발생하여 에너지를 회수할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 혐기성소화 효율을 높이기 위해 미량중금속을 투입하기도 한다. 이는 대표적인 유기성 폐기물인 음식물류폐기물에 미량중금속의 함량이 낮고, 미량중금속이 미생물의 생장에 중요한 역할을 하기 때문이다. 이에 본 연구에서는 미량중금속의 함량이 낮고 대표적인 유기성폐기물인 음식물류폐기물을 기질로 사용하여 혐기성소화를 진행하였고 식종은 음식물류폐기물과 축산폐수를 병합처리하는 혐기성소화조 소화슬러지를 사용하였다. 사용한 시료는 A시의 폐기물자원화시설에서 채취하였으며 음식물류폐기물은 2 mm, 소화슬러지는 0.85 mm 채로 걸러서 사용하였다. Ni는 메탄생성미생물의 성장에 필수적으로 필요하고 아세트산의 이용효율을 증가시키는 효과가 있어 대상 미량중금속을 Ni로 하였다. Ni 투입량은 0, 0.1, 1, 10, 50 mg/L로 변화를 주었으며 소화온도는 중온(35℃)과 고온(55℃)로 실험을 진행하였다. 실험은 음식물류폐기물과 소화슬러지를 휘발성고형물(volatile solid, VS) 기준으로 1:1 비율로 섞어 500 mL serum bottle에 300 mL를 채워 진행하였고, 반응기에 농도별로 Ni를 투입하였다. 이 후 질소를 이용하여 2분간 퍼지하고, 고무마개와 알루미늄씰(aluminium seal)을 이용하여 밀봉하였다. 제작된 반응기를 항온 진탕배양기(VS-8480, VS-8480SF, KR)에서 중온 및 고온에서 소화를 진행하였다. 발생하는 가스는 기압계(Keller LEO-2, Germany)를 이용하여 반응기 내 압력을 측정하여 발생량을 계산하는 방식을 이용하였다. 본 연구는 아직 진행 중에 있어 결과는 추후 학회에서 발표할 예정이다.