금광산 광미로 제작한 매크로포어 다공체의 투과특성에 관한 연구

Abstract

금광산 광미와 저품위 실리카를 사용하여 매크로포어 다공체를 제작하였고, 이를 다양한 분야로 응용하기 위해 기공구조 및 투과특성에 대하여 연구하였다. 다섯 가지 조건 별 매크로포어 다공체의 총 기공률(Total porosity), 열린 기공률(Open porosity) 그리고 닫힌 기공률(Closed porosity)을 분석하였고, FE-SEM과 Image analysis 프로그램을 사용하여 다공체의 표면구조와 기공크기를 분석하였다. 그리고 공기 투과율 측정장치를 제작하여 기공률 조건 별 투과특성을 알아보았고, 기계적 특성인 굽힘강도 또한 평가하였다. 총 기공률이 55.9 ~ 87.0%까지 증가할수록 매크로포어 기공의 크기는 95.6 ~ 267.9μm까지 증가하였고, 열린 기공률은 29.3 ~ 81.5%까지 증가하였다. 표면구조 분석을 통해 열린 기공률의 증가는 기공과 기공이 연결된 창(Window)의 발달과 연관이 있음을 확인하였다. 그리고 층류영역과 층류 및 난류가 공존하는 영역에서의 투과특성을 알아본 결과, 총 기공률이 증가할수록 투과율 값이 0.3 x 10-11 m2에서 16.2 x 10-11 m2까지 증가함을 확인하였다. 또한, 총 기공률이 증가할수록 기계적 특성인 3점 굽힘강도는 평균 44.5MPa에서 5.6MPa까지 감소하였다.