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산화 방지 금속은 철, 크롬, 니켈의 합금으로 되어 있다. 높은 산화 방지력, 생체적합성과합리적인 메커니즘 특성을 지닌 이 금속은 자연스럽게 녹이 쓰는 산화 금속 대체용으로오랫동안 사용할 수 있게 되었다. 산화 방지 금속은 의료 부문에서 넓게 활용되고 있으며,이중에서 일 부분은 외과 의료 수술 장비로 활용되고 있다. 의료 형 장비 외에도 녹이 쓸지 않은 금속(stainless steel)은 화학과 식품산업에서 깨끗한 용기, 도구, 교정기구로 사용되고 있다. 산업 기술용으로 사용될 금속용도는 이미 연구되어 있다. 금속 사용과 관련하여 동물 생체 실험을 사전에 실시한 적이 있다.
후속 고온 기압(CVD-ZnS) 화학증착으로 다결정 황화 아연의 모노리식 샘플 제작을 위한 기술이 개발되었다. 높은 광학 및 기계적 파라미터의 샘플이 생산되고 있고, 구조 광학 구성 요소 재료로 가시광선 및 조사 광학에 사용된다.
다결정질 셀렌화아연(CVD-ZnSe and CVD-ZnS) 생산 기술이 화학증착 방식을 이용하여 개발되었다. 샘플 두께에 따른 일정한 광학적, 기계적 파라미터를 가지는 다결정질 셀렌화아연 샘플이 생산되었다. 셀렌화 아연의 입자 크기는 30-80mm이고, 5 10-4 cm-1이하의 이산화탄소 레이저 파장에서의 흡수가 특징이다. 셀렌화아연으로 만들어진 광학 물질은, 예를 들어 렌즈, 빛 분사 플레이트(light-splitting plate), 레이저 방사 출력용 윈도우,반투명 거울 등과 같은 고출력밀도의 레이저 방사 형성 뿐만 아니라 여러 스펙트럼 기기에서 널리 사용된다. 높은 광학적, 기계적 파라미터의 다결정질 셀렌화아연 샘플이 생산되고 있고, 구조 광학 요소용 소재로서 가시 광선 및 조사 광학에 사용되고 있다.
오늘날 방사성 물질의 보관, 운반, 폐기 문제는 전 세계적으로 심각한 문제이다.이 문제의 해결 구성 요소 중 하나는 방사 물질의 운반, 보관을 위한 컨테이너용 제작 소재를 따로 분류하는 것이다. 이 기술은 최근 신 소재를 얻기 위하여 전 세계적으로 시도하고 있지만 성공하지 못하고있는 건식야금(pyrometallurgy)과 습식야금(hydrometallurgy)기술의 혼합물 첨가 과정에서 생성된 것이다. 혼합물 첨가 과정은 고효율 에너지 grinding unit의 물질 가공 시 실현된다. 이 같은 기술로 붕소가 5,12, 그리고 20% 함유된 알루미늄-붕소 합성물 샘플을얻게 되었다. 원칙적으로 용해가 되는 재료의 합금일 경우, 알루미늄 주형은 철, 니켈, 녹슬지 않는 강철 종류 등으로 대체될 수 있다. 이기술은 비단 붕소만 이용하는 것이 아니라, scandium, hafnium, gadolinium, samarium,europium 및 다른 원소, 그리고 이 원소들의 산화물을 통해서도 가능하다.
내구성을 향상시켜 주는 새로운 합성소재가 개발되었다. 시스템에서 금속사기재료(cermet )인 mAl2O3nNiO 니켈(Ni)은 구부릴(bending)때 450 mpa 까지의 내구성에 이름금(crack)을 견뎌되는 강도는 6.5mpa m1/2에 이르며, 강도는 20 hpa에 이른다. 시스 템에서 NiAl - ZrO2 합성은 구부릴 때 1000mpa 까지 이르며, 금을 견뎌내는 강도는 21 mpa m1/2에 이르며 강도는 6.7 mpa에 이른다. 이 결과 현대 기술의 수준에 도달할 정도의 가루 크기 15-50hm, 특수 표면 60m2/g의 고분산을 요하는 배출 파우다(power)를 이용할 수 있게 되었다. 이로 인해 점화(burning)시에도 흩어져 있는 구성 성분의 동질성을 유지할 수 있게 되었으며, 뿐만 아니라 0.5-1.5mkm 크기의 세라믹 입자에서도 그 동질성을 유지할 수 있게 되었다. 이러한 연구방향은 예를 들어, 일본의 오사카 대학, 독일의 프라운고페르 대학교에서도 진행되고 있다. 그럼에도 불구하고 학자들마다 다양한 방법으로 과제를 접근하고 있어 합성 재료를 얻는 방법도 저마다 모두 다르다. 본 연구소에서 연구된 합성 재료는 일반적인 메커니즘 구조를 비교해 볼 때 외국의 연구보다 더욱 뛰어나다고 할 수 있다. 연구 소재는 절단(cutting) 도구와 같은 기계 제작, 접합 연결 고리와 부품을 위한 특수 목적용의 기계 제작에 적용할 수 있다. 또 다른 적용 분야로는 마모와 녹을 방지시켜 주며, 고열 에도 견디며, 작업의 능력을 향상 시켜 줄 수 있는 금속(steel), 알루미늄 합금의 코팅에도 사용할 수 있다.
복합 하이브리드 유무기 소재는 에폭시 바인딩 및 무기 변경 또는 강화 성분을 기초로 제조된다. 본 소재는 향상된 열화학 특징(굽힘강도 110 MPa 이상, 압축 강도300 MPa, 열변형 온도 는 140-150˚C)을 가지고 있다.
연마제가 닳아 없어지는 고온과 산성의 조건하에서도 연마 작용을 할 수 있는 산성 연마 세라믹 덩어리를 취득하는 기술이 연구되었다. 현재까지는 구조상 소비자의 요구 특성을 맞출 수 밖에 없는 생산 체제였다. 따라서 상대적으로 낮은 온도, 낮은 압력하에서 소량의 생산을 감행함으로 광산 산업의 보조제로서 이용되어 왔다. 이제까지 세라믹 덩어리를 위한 원료는 nepheline 광물, 연소된 알루미늄 반토, 광화제(mineralizer), 액체 유리의 보조제인 에지린석(aegerite) 농축물이 이용되어 왔다. 세라믹 덩어리에서의 연소된 알루미늄 반토(alumina)는 연마를 견뎌내고, 기계적 내구성을 높이는 역할을 해 낸다. 에지린석(aegerite) 농축 물은 연소된 재질의 밀도구조와 높은 견고성, 화학 물질에 견디는 것을 공급하여 준다. 광화제(mineralizer)와 액체 유리는 소량으로도 원료의 안정성을 높여 주며, 덩어리지는 과정을 향상시켜 준다. 세라믹 제조는 20-25 mpa 정도의 압력을 가하며, 950-1150도의 열을 가하여 말리는 방법을 택한다. 마지막 공정은 1시간당 영상 80-100도 속도로 냉각을 시킨다. 재료의 기술적인 특징- 내 마모성 g/cm2 0.79-0.81 - 압력을 견디는 한계. Mpa 180-220 - 굴곡의 한계 Mpa 38.9 - 물분해산도 97%-98.1% 알카리저항도 83-84.9% 세라믹 덩어리로부터 산화지르콘 광 응축 화합물을 정화 시키는 용도의 화학 반응 날개판(내화성 벽돌을 가진 판)을 제조해 낼 수 있다. 그리고 기계 금속을 연마 펄프 작용으로부터 보호하기 위한 내화성 믹서(mixer)를 제조해 낼 수 있다.
□ 기술개요감온성 필름의 원료는 폴리비닐 알코올과 콜레스테롤 액상 결정체의 소수성 유도체다. 감온성 필름은 액상 결정 고분자 용액을 주입시킴으로써 조사 대상 위에 형성되며, 또한 영화 및 사진 재료를 생산할 때 사용되는 표준 물 분산 장치에 의해 천연 기질 위에 직접적으로 형성될 수가 있다. □ 기술 명세 적정 필름 두께, μm 20-30 온도 범위,℃ -5에서 +150까지 한계 감도, W/cm² 5 - 10-⁴ 공간 해상도, 줄/mm 5 - 7 시간 상수, 초 0.04 - 0.3 작동 사이클 수 5000 회 초과 수명, 년 5년 초과 본 필름은 독성이 없고 이용이 간편하다 □ 기술 평가 및 경제성 ● 국내 유사품 부재 ● 높은 감온성 ΔТ/ΔΛ=0.01℃/nm 367 ● 전체 대상 면적의 즉각적 열 분포에 관한 정보 획득 가능, 색상의 가역성 그리고 필름의 재사용성은 타 방법과 비교 시 측정 시간과 비용을 절약해 준다. ● 광학적 비 개입 측정법 □ 응용분야감온성 액상 필름은 공학, 의학, 수의학 및 타 분야의 과학에서 비 개입 열 제어를 위해 사용될 수 있다. 이들은 대상 물체에 부착되거나 직접 그 위에 형성될 수도 있다. 표면 온도가 변화함에 따라 본 필름은 빨강에서 파랑으로 색상을 변화시키고 대상물체의 온도 영역에 대한 이미지를 재생한다. 필름의 사용 용도는 다음과 같다. ● 공기역학적 가열과 다른 열물리학적 효과 연구에서 다양한 표면의 열 분포에 대한 객관적인 패턴 획득 ● 무선 및 전기 장치의 과열 부분 측정 ● 비시각적 적외선과 극초단파 방사의 시각화 ● 열 누출 탐지 ● 의학 및 수의학에서 염증부위 진단 ● 의학 및 가정용 온도계 제조 □ 개발 단계 해당 기술은 자동화된 결과 측정 및 분석에 사용되는 필름과 소프트웨어를 위해 개발되었으며 감온성 필름 생산을 위한 파일럿 단계의 장치가 개발되었다.
대략적으로 200 여 종류의 화학합성을 이용하여 친 환경적이며 방수 처리가 되는 목재-광물-폴리머 합성 물질을 연구하는데 성공하였다. 톱날 가루, 대팻밥같이 흩어져 있는 목재 원료와 폴리에틸렌, polypropylene, 프로필렌 원소등이 포함된 혼성 중합체, 아크릴산 염, 합성 아닐린, 또는 합성 diene polymer 고무와 같은 열 가소성 물질을 혼합하여 친 환경 물질을 생성하였다. 기존의 많은 방수가공 제와 페놀포름알데히드(방부.소독제)와는 구별되게 이 물질은 물속에서 부풀지 아니하며, 기하학적인 모양의 변화 없이 모양 그 자체를 유지한다. 새로 개발된 합성 목재용 판자는 기존에 사용되던 내장재뿐 아니라, 외장 재로서도 사용 가능하다. 새로 개발된 목재용 판자는 여러 분야에서 사용 가능하며, 열 가소성 성분은 사용목적에 따라 10-30% 정도 변경이 가능하다. 새로 개발된 목재 판자는 산업 및 생활 폐기물에서 여기 저기 흩어진 목재 및 폴리머 폐기물을 이용하여 만들어 진다. 새로 개발된 목재 판자는 고온에다가 압력을 가해 압축 사출하는 방식으로 만들어 진다. 그러므로 이와 같은 평판(平板)은 전통적으로 사용하는 일반 목재 가격과 달리 원가 면에서 크게 구별되지 않으며, 높은 품질 덕택으로 가격은 일반 목재와 비교하여 비싸질 수도 있다. 새로 개발된 제품은 비단 목재 가공품의 폐기물 뿐 아니라 쌀겨, 해바라기, 수수, 부서진 옥수수 더미, 짚, 갈대와 같은 농업 생산물의 폐기물도 이용할 수 있다. 이렇게 생성된 신 제품의 목재 판넬은 실질적으로 일반 리놀리움, 그리고 다양한 종류의 부드러운 지붕용 재료와 비교하여 큰 차이가 없다. 새로 개발된 목재 판넬의 구성 요소는 200 여 가지의 화학 합성요소로 구성되어 있는데, 여기에는 색소, 유기 염료가 포함되어 있다. 이 외에 보크사이트, 분필, 규조토, 탄소, 흑 연, 재, 황, 마쇄된 고무, 향수가 썩인 물질 등이 포함되어 있으며, 그리고 폴리머, 유리 및 금속 섬유, 일반 섬유, 얇은 천, 옷감 등이 소재로 더 보강되었다.
나뭇결이 세련된 목재는 나뭇가지, 톱밥, 나무토막, 나무껍질과 같은 목재가공산업의 폐기물이나 또는 상업용으로 쓸모 없는 목재를 원료로 삼아 가공 생산되었다. 특수 가공처리해서 나온 목재는 현재 값어치가 나가는 Karelian birch, 참나무, box-tree, 흑 나무(Black tree) 기타 등등과 똑같은 장식을, 그리고 조각으로 된 장식을 할 수 있도록 되어있다. 일반적으로 통용되는 나무 토막, 널빤지 생산제조와는 구별되게, 가공 목재재료에는 페놀포름알데히드 타르 등과 같은 환경에 유해한 물질이 전혀 포함되지 않았다는 것이다. 또한 가공 목재는 친 환경소재이며, 사람의 건강과 안전까지 고려하였다.
실라니트 - 표면이 불꽃처럼 광택이 나는 유리형태의 규산염과 청색, 하늘색, 베지색, 갈색, 녹색, 크림색 그리고 다양한 톤으로 색상화된 무늬 형태의 재료이다. 색상 감마와 무늬 그림의 깊이는 기술적인 변수와 소재에 의하여 결정된다. 원료는 결함이 없는 산악의바위와 산업 폐기물이 쓰여지고 있다. 실라니트는 쉽게 절단이 가능하며, 1급 방수제요,산성 및 알칼리성 저항성을 뛰며, 65-80mpa 휨(bend)의 강도를 지니며, 자연산 바위에가까운 강도(6-7 모오사)를 지닌다. 재료는 기념품 제조와 테코레이션 가공용 제품, 장식물 박아 넣기, 인테리어 장식 등에 사용된다.
석유나 가스 시추 공사를 할 때, 시추 구멍 뚫기의 속도를 증가시켜야 하는 점이 구조적으로 해결해야 할 가장 큰 문제 중 하나이다. 이 문제를 해결하기 위하여 첫 번째로 선행되어야 할 것은 고 효율성을 지닌 정or 끌(chiesel)을 새롭게 디자인(Design) 하는 것이다. 뾰족한 부분에 강한 합금 혹은 강한 다이아몬드가 합금된 2개- 6개의 겹 날개(blade)로 구성된 새로운 형태의 뾰족한 연마용 정(chiesel)을 합병해야 함을 인식하였다.이 같은 정(chiesel)은 구조의 단순함이 장점으로 작용하나, 층 구조의 정(chiesel)이 회전할 때나 힘을 공급받을 때 엄청나게 높은 저항을 받게 되어, 실질적으로 시추 속도를저하시키는 점이 단점으로 작용하였다. 시추 구멍 밑바닥층을 완전히 뚫지 못하고, 필요한 시기에 날(blade)의 지름(diameter)을 보존되지 못하며, 날 주변의 뾰족한 요소들이빨리 마모되는 것을 충족되지 못하여 이를 해결하기 위한 강한 합금 날(blade)을 보강 하는 계획이 채택되었다.정(chiesel)을 깨끗이 씻는 유동액 충전 없이 거대한 진흙 덩어리로부터 채굴벽(face)을깨끗하게 하는 높은 소용돌이 활동을 기대할 수 없다. 진흙 구멍 수갱(shaft)높이가 지체되면, 진흙은 정(chiesel)의 날(balde)에 떨어지고 반복해서 진흙 알갱이들로 감소되어 진다. 이런 모든 것은 구멍 뚫기의 속도를 구조적으로 낮추게 되며, 합금 강도를 마모시키며, 수직적인 구멍 수갱(shaft)과 수갱(竪坑) 지름의 변경을 가져온다. 중간 정도의 강도를 지닌 바위에서 날(blade)의 종류는 바위(rock) 연마용 판형으로 대체되며, 뾰족한 이층 형태의 연마용 정(РИД)은 회전력과 터빈(turbine)력이 있어 시추 굴진(wellboring)에 적합하다. 부드럽고 점성이 있는 바위를 시추할 때 정(chiesel)은 날카로운 장비와 같이 자신의 turbine (wheel) fin으로 바위를 절단하게 된다.딱딱하고 강한 중간지층을 만나면서, 정(chiesel)은 섬세 절단 과정(microcutting) 이 일어나는 마모성 형태로 일을 하게 된다. 구멍 시추가 계속 지속될수록 기술-경제적인 측면이 증가되어 구멍 시추가 고속도로 간선도로와 같이 한 방향으로 쭉 뚫어지는 양상을보여지게 된다. 정(chiesel)의 높은 견고성과 산업성은 구멍 시추 과정을 효과적으로 할수 있도록 영향을 미친다.오늘날에 이르러서는 양질의 시추를 위하여 모든 정(chiesel)은 합성 소재로 되어 있으며, 바위를 깨뜨리는 요소가 합병된 (강도 높은 합금+ 다결정의 다이아몬드)소재를 이용하고 있다. 현재 바위를 깨뜨리는 도구는 기계 공학 기술과 소재 분야에서 연구 기본 방향이 되고 있으나, 이 도구 설계를 완성하기 위한 여유분(reserves) 은 고갈되었었다.
고온 정수압 가공이라 함은 온도 2000도 이하 일 때 까지 (불활성 가스의 전(全) 압력, 아르곤 같은), 2000 atm이하 일 때의 금속 가공을 말한다. 고온 정수압 가공은 21세기 신소재 생성과 주조 시에 마이크로 구조를 컨트롤 할 때와 마크로와 미시 공동(microcavity)을 제거할 때 사용한다. 이로써 소재형성의 화학 물리학적 특징과 주조를 향상시키게 된다. 소재의 가스 스펙트럼을 형성하는 것은 우주 기술이나 의학에서 이용되는 세라믹,유리, 금속, 합성 소재 기타 등등이다. 극한 조건에서 제 기능을 다하는 제품들은 고온에서 가스 터빈 날(blade)과 침식성 매질(aggressive medium)에서 기계의 과부하와 티탄합금으로 된 고관절(coxa)과 관련이 있다.
기울기 계수의 값을 나타내는 다른 구조의 네트워크 중합체 합성은 유리로부터 고탄력상태에 이르는 과도영역에 전형적이다. 그러나 동시에 *중합체로서점탄성이아닌유리및고무로서탄력성이얻어졌다. 같은 표본의 조건에서 어떠한 층과 인터페이스도 없이(탄성률 변화는 104 팩터) 지정 방향으로 고무에서 플라스틱으로의 연속적 전환을 하는 소재가 개발되었다.
주변환경의 가스 성분 형태를 통제할 때 사용하는 압력흡착 화학 센서용 소재이다. 소재는 폴리머(polymery) 형태의 유효성분이다. 유효 성분(active component)의 형태는 N,N,N,N-테트라키스-옥시프로필-ethylenediamine으로 구성되었으며, 폴리머 형은 폴리염화비닐화 형태로 이용된다.센서 표면의 지정된 혼합물을 도금할 때 코팅의 피막 두께는 1 mkm 정도 수준이며, 이때 표면은 구조적으로 높은 강도를 지니며, 기판에 강한 접착 성을 뛰며, 흡착 및 탈착 주기가 짧으며, 주기 안정성이라는 장점을 지니고 있다.소재는 낮은 휘발성을 뛰며, 흐르지 않는 막을 형성하며, 표면에 높은 균일성을 유지하는특성을 가지고 있다. 제조과정에서 센서는 단순한 합성을 하게 되며, 높은 재생성을 뛰고 있다. 개발된 센서는 95Hz/m.d의 감도시 응축된 황 이산화물 1 -10 M.D 간격에서 선형 반응을 공급하여 준다. 개발된 센서는 황 이산화물 농축 환경 통제를 위하여 사용되어지고 있다.
산업가스의 먼지 제거를 위한 입상층 필터 플랜트에서는, 필터링 물질이 입상의 탄소층이다. 필터 중에, 먼지 낀 가스는 주기적으로 재생되는 입상의 탄소 물질의 필터 부분을 통과하게 된다. 재상 동안에, 먼지는 필터링 되는 가스부분과 함께 제거 된다. 가스정화 플랜트는 먼지 함유가 5 g/m3 까지 되도록 가스들을 처리하도록 고안되었다. 정형화된 입상층 재생은 짧은 시간에 걸쳐 이루어진다. 이 재생은 탄소 물질의 미립자들의 손실없이 그리고 필터 바닥에서 그것의 대체품 없이 연장된 작동을 위한 상태를 만들어 낸다. 평균의 여과과정의 파라미터는 필터층 수명이 그 필터층이 대체되고 난 뒤 6~12개월이다. 입상층의 특별한 처리는 그 필터링 층의 수명을 2~3배 증가시킬 수 있다. 입상층 필터 플랜트의 사용은 보조 가스 필터들에 대한 로드를 줄여 줄 수 있다. □ 기술적 평가와 경제적 이익 위험하고 방사성의 물질을 다루는데 중요한 필터링 물질(섬유들)의 계속되는 사용이 제거된다. □ 적용 대상 이 플랜트는 가스에서 그을림을 제거하기 위해 고안되었다. 그리고 이것은 석유화학 플랜트와 철강과 비철강 야금산업을 포함한 다양한 산업에서 가스 먼지를 제거하는데 이용될 수 있다. □ 개발 단계 제안된 기술은 가스에서 그을림을 제거하는 6000-m3/h 성능의 시범 플랜트에서 시행되었음. 100000 m3/h 성능의 시범 플랜트의 테스트가 Sosnogorsk 가스 프로세싱 플랜트에서 이뤄졌음.
모노크리스탈 게르마늄은 광학 장비 시스템 생산에 넓게 적용시킬 수 있으며, 열량 진찰(thermal imaging)용 기술을 위한 기본 광학 재료이다. 혼합물이 썩힌 총량은1015см-3이며, 전기에 반응하는 혼합물은 1010см-3이다. 최근에 이르러서 고순도의게르마늄은 반도체 원소 중에서 제외할 수 없을 정도의 가장 의미 있는 재료로 인지되고있다.게르마늄과 실리콘을 함유한 게르마늄 합금은 다이오드(diode), 반도제 3극소자(transistor), 검출기(detector), 광전도관(photoconductive cell), 광학 검출기 및 필터,phototriode, 동력 전원정류기(eliminator), 알파 입자 계산기 및 다른 장비에 사용되고있다. 고순도의 완성된 모노크리스탈 게르마늄은 고감도의 방사선 감지기 제조에도 성공적으로 이용되고 있다. 모노크리스탈 게르마늄은 열량 진찰용 기술과 다양한 분야에서의 광학 장비 생산을 위한 주요 광학 소재로 사용되고 있다.
동위원소 농축 28Si, 29Si, 30Si 실리콘을 얻는 방법을 개발하였다. 전자 혼합물이 1.1015ат/см3 을 넘지 않고, 탄소 혼합물이 1.1016 ат/см3 을 넘지 않는 단일동위체(monoisotopic) 실리콘 샘플을 개발하였다. 처음으로 얻게 된 소재는 모노크리스탈 단일동위체 실리콘 28Si , 29Si, 30Si 이다. 주요 동위원소의 내용물은 28 Si가 99,98%이며,29Si가 99,2%이며, 30Si가 99,7%이다. 온도와 전자물리적인 특성 덕분에 고순도의 동위원소 실리콘은 마이크로 전자 분야와 광학 렌트겐, 원자 물리 쪽에 널리 이용될 전망이다.
새로운 합성의 금속화학적으로 녹에 견디는 금속(최대 16%의 크롬과 높은 질소 성분을 가지고 있음)파괴 세기(fracture strength)와 높은 가소성(plasticity)이 조합된 강도 높은 내구성. 새로운 합성의 금속은 망간을 첨가하지 않아 환경에 안전하며, 니켈이 그렇게 많이 함유되지 않기 때문에 경제성이 있다.
취득 방법- 도가니 없는 지역에서의 융해. 모노크리스탈의 성장을 위한 장비 - 덴마크 회사 Haldor Torsoe 회사 Fz-20. 배양(raising)수단 - 습도 J 1 ppm과 산소 J 2ppm이 함유된 아르곤(Ar) ОСЧ 주괴(鑄塊) 크기 - 길이 1,5 미터, 직경 125mm. 결정 성향 - (III) 전도성(conductibility) 형태 - n-타입 완성 구조 - 무전위(without dislocation) 소재 전자 Hall mobility - 1400 cm2/B sec. 비저항(specific resistance) - 5kOm cm 비기본 나르개(minority carrier) 수명 - 2mc다 모노크리스탈 중성자 활성화 빈도 - 스펙트럼 분석