• 자원리싸이클링
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• 제21권5호
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• pp.79-87
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• 2012

리튬이온전지의 대형화와 범용화에 따라 경제성과 안정성 관점에서 정극재료의 개발은 중요한 과제로 대두되고 있다. 18650 원통형 전지의 에너지 밀도는 발매 초기인 1991년 230Wh/l에서 2005년 2배 이상의 500Wh/l로 증가하였으며, 제품 대부분의 에너지용량은 450~500 Wh/l, 150~190Wh/kg이고 안전성, 제조비 절감 및 장 수명을 중점적으로 개발하고 있다. $LiCoO_2$ 정극활물질 중의 Co가 고가이므로 Co 사용량을 줄이면서 에너지 용량을 향상시키기 위하여 $LiMn_2O_4$, $LiCo_{1/3}N_{i1/3}Mn_{1/3}O_2$, $LiNi_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}O_2$, $LiFePO_4$-C복합체 (167 mA/g)등이 개발되고 있다. 전동자전거용 전지는 출력밀도 500 Wh/kg, 전동공구용 1,500Wh/kg, EV나 PHEV용으로는 4,000~5,000Wh/kg의 대용량 출력밀도를 요구하고 있으므로 배터리 소재의 성능을 향상시키려고 많은 연구가 진행되고 있다. 최근 Graphene-sulfur 복합체정극활물질 600 Ah/kg, 2차전지용 분자클러스터(molecular cluster) 320 Ah/kg 등의 새로운 정극활물질이 연구 개발되고 있으므로 실용화가 기대된다.

• 한국재료학회지
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• 제9권3호
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• pp.327-332
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• 1999

중성자에 조사 $(fluence: 2.3\times10^{19}ncm^{-2}, 553 K, E\geq1.0 MeV)$된 Mn-Mo-Ni 저 합금강 모재의 열처리 회복 거동을 조사하기 위하여 등시소둔과 등온소둔을 수행하여 회복 활성화에너지, 회복 반응차수 그리고 회복 반응률상수를 결정하였다. 열처리 후 회복은 비커스 미세 고온경도기로 측정하였고 실험결과를 이용, 열처리 회복단계, 회복결함들의 거동 및 회복 kinetics을 분석하였다. 실험결과 2단계의 회복구간(stage I : 703-753K, stage II : 813K-873K)이 나타났으며 각 단계의 회복활성화 에너지는 2.50 eV(1단계) 및 2.93 eV(2단계)이었다. 조사재와 비조사재의 등시소둔 곡선의 비교를 통하여 813K에서 RAH(radiation anneal hardening) 피크를 확인할 수 있었다. 743K 및 833K에서 수행한 등온소둔 결과, 회복의 60%가 모두 120분 이내에 일어나는 것으로 관찰되었다. 회복 반응차수는 두 회복구간에서 모두 2로 나타났으며 회복 반응율상수는 $3.4\times10^{-4}min^{-1}$(1단계)과 $7.1\times10^{-4}min^{-1}$(2단계) 이었다. 이상의 결과와 기 발표된 자료들을 함께 분석한 결과, 본 재료의 회복은 오랜 중성자조사로 형성된 점결함 집합체들이 열처리에 의한 분해와 Fe 기지에 격자간 원자로 존재하던 self-interstitial들과 vacancy들의 재결합에 의해 일어나는 것으로 해석된다.

• 자원리싸이클링
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• 제9권5호
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• pp.16-21
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• 2000

Generation of abnormally large grains in the microstructure of small grains has been investigated on some ferrites. Some fractions of large grains were observed in the microstructue of sintered ZnFe$_2$O$_4$, Mn-ZnFe$_2$O$_4$, Fe$_3$O$_4$(in $N_2$) and MnFe$_2$O$_4$(in air). On the other hand, the large grains were not observed in $NiFe_2$$O_4$ and $CoFe_2$$O_4$, independent of calcining and sintering conditions. The large grains seem to be generated in such ferrites that are easy to very their compositions or valencies at high temperatures. as the sintering proceeded, the number of large grains was increasing to from a continuous structure consisting of large grains, while the size of large grains did not increase remarkably. In addition, the growth of small grains was also very slow during the generation of the large grains. The large grains appeared be suddenly generated after some induction periods. Avrami equation could be applied to the relation between net volume of large grains and sintering time. Thus, the grain boundaries may be strongly stabilized when the large grains are generated. The large grain is generated y the local activation of the stabilized rain boundaries, which is caused by the variation of composition or valencies during sintering. It is concluded that the essence of the abnormal gain growth is not the generation of abnormally large grains, but the abnormal stabilization and the local activation of he grain boundaries.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1997년도 추계학술대회 논문집
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• pp.128-131
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• 1997

기본 조성식 M $n_{1-x}$/F $e_{2+x}$/ $O_4$(이하 Mg계), M $n_{1-x}$/F $e_{2+x}$/ $O_4$(이하 Mg계)의 식에서 x를 0.0,0.025,0.1,0.2로 변화시키고, 하소온도 80$0^{\circ}C$, 소결은도를 l10$0^{\circ}C$~12$50^{\circ}C$로 $50^{\circ}C$간격으로 변화 시켰을 때와 Mn계와 Mg계를 1:1로 흔합하였을 때, F $e_2$ $O_3$의 과잉 양이 증가할수록 비저항은 감소하였고, 저항온도계수 $\alpha$는 밀도와 비례하는 관계를 나타내었으며, B정수는 4600(K)에서 10500(K)의 범위를 나타내었다. 본 조성의 실험으로써 Mn-Ni-Co계 서미스터의 대체가 가능함을 확인할 수 있었다.있었다.

• 한국자기학회지
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• 제17권3호
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• pp.120-123
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• 2007

이 연구에서는 Ta 45/Ru 9.5/IrMn 10/CoFe $3/AlO_x$/자유층/$AlO_x$/CoFe 7/IrMn 10/Ru 60(nm) 구조를 갖는 이중장벽 자기터널접합(double-barrier magnetic tunnel junction: DMTJ)를 다루었다. 자유층은 $Ni_{16}Fe_{62}Si_8B_{14}\;7nm$, $Co_{90}Fe_{10}(fcc)$ 7 nm 및 $CoFet_1$/NiFeSiB $t_2$/CoFe $t_1$으로 구성하였으며 두께 $t_1,\;t_2$는 변화시켰다. 즉 TMR비와 RA를 개선하기 위하여 부분적으로 CoFe층을 대체할 수 있는 비정질 NiFeSiB층이 혼합된 자유층 CoFe/NiFeSiB/CoFe을 갖는 DMTJ를 연구하였다. NiFeSiB($t_1=0,\;t_2=7$)만의 자유층을 갖는 DMTJ는 터널자기저항(TMR)비 28%, 면적-저항곱(RA) $86k{\Omega}{\mu}m^2$, 보자력($H_c$) 11 Oe 및 층간 결합장($H_i$) 20 Oe를 나타내었다. $t_1=1.5,\;t_2=4$인 경우의 하이브리드 DMTJ는 TMR비 30%, RA $68k{\Omega}{\mu}m^2$ 및 $H_c\;11\;Oe$를 가졌으나 $H_i$는 37 Oe로 증가하였다. 원자현미경(AFM)과 투과전자현미경(TEM)측정을 통하여 NiFeSiB층 두께가 감소하면 $H_i$가 증가하는 것을 확인하였다. 비정질 NiFeSiB층이 두꺼워지면 보통 계면의 기복을 유도하는 원주형성장(columnar growth)를 지연시키는데 유효하였다. 그러나 NiFeSiB층이 얇으면 표면거칠기는 증가하고 전자기적 Neel 결합 때문에 Hi는 커졌다.

• 한국연초학회지
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• 제2권2호
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• pp.20-37
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• 1980

앞의 실험에서 선별된 34菌株의 니코틴 분해세균 중에서 Pseudomonas putida로 동정된 Strain NCT 27과 Arthrobacter oxydans biotype xanthum으로 동정된 strain NCT30에 대해서 이들의 니코틴 분해를 위한 최적 배지조건 및 그 밖의 생장특성을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 니코틴 분해를 위한 최적배지조성은, $KH_2PO_4 2.Ogr$, KCI 5.Ogr, $MgSO_4\cdot7H_2O$ 20mg, $MnSO_46H_2O$ 0.2mg, $FeSO_4\cdot7H_2O$ 1.0mg, Co (Cobalt Acetate) 2.0$r$Ni (NiSO4.6H2O) 0.5${\gamma}$, yeast extract 80mg/1iter 이고 최적 초기 니코틴 농도는 Pseudomonas가 0.4%, Arthrobacter는 0.1%이었다. 그리고 최적생장온도는 두 경우 모두 3$0^{\circ}C$, pH는 7.0이며 배 양중의 pH변화는, Pseudomonas는 대수생장기에서 산성으로 기울었다가 24~40시간 후에 염기성으로 변화하는데 비해 Arthrobacter는 전 기간 중 pH가 거의 일정하게 유지되었다. 니코틴에 대한 저항성은 Arthrobacter가 0. 7%이상의 농도에서 생장이 완전히 저해됨에 비해 Pseudomonas는 1.0%까지 생장 가능하며 또한 담배추출물에서나, Nicotine 외의 다른 탄소, 질소 영양원이 포함되어 있는 배지에서도 니코틴을 효과적으로 분해할 수 있다. 그리고 최적배지조건에 서 최대 니코틴 분해도는 각각 1.22g/hr/1iter 및 0.186g/hr/1iter이었다.

• 전기화학회지
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• 제23권4호
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• pp.105-112
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• 2020

리튬이온 이차전지용 음극 활물질 중 전환반응을 거치는 전이금속 산화물은 높은 용량을 지니고 있으나, 아직 해결되어야 하는 여러 문제점을 지니고 있다. 본 연구에서는 새로운 음극 활물질로써 망간 피로인산화물(Mn₂P₂O₇) 및 니켈 피로인산화물(Ni₂P₂O₇)과 이를 포함하는 탄소 복합물질을 고상법으로 간단하게 합성하였다. 망간 피로인산화물 및 니켈 피로인산화물의 초기 가역용량은 각각 333 및 340 mAh g^-1의 용량을 나타내었으며, 탄소와 복합재료를 구성하면 각각 433 및 387 mAh g^-1로 가역용량이 증가하였을 뿐만 아니라 초기효율도 약 10% 정도 향상되었다. 망간 피로인산화물과 탄소와의 복합재료로 구성된 활물질이 가장 높은 초기용량과 효율을 지니며, 사이클 성능도 가장 우수하였다. 다중 음이온을 포함하는 망간 피로인산화물은 망간 산화물인 MnO와 비교하였을 때, 음이온의 질량이 크기 때문에 무게당 용량은 낮았지만, 전압곡선이 기울기를 지니는 형태를 나타내면서 충전(lithiation)전압은 0.51에서 0.57 V (vs. Li/Li⁺)로 높아지고, 방전(delithiation)전압은 1.15에서 1.01 V (vs. Li/Li⁺)로 낮아졌다. 따라서, 충전과 방전에서의 전압차이가 0.64 에서 0.44 V로 크게 감소하므로 전지의 전압효율이 개선되며, 방전과정에서 음극전위가 낮아지게 되어 완전지의 작동전압을 높일 수 있다.

• 한국재료학회지
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• 제23권4호
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• pp.233-239
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• 2013

We collected Seokganju minerals (regions in Gyeryong Mountain, Sangsin-ri, Banpo-myeon, Gongju Chungcheongnam-province), which were used as natural color pigments for grayish-blue during the 15th~16th centuries of the Joseon era, and investigated their crystallographic features to develop a black pigment having a spinel structure. By a Raman analysis, the color of Seokganju under transparent glaze as a pigment for painting was black because hematite ($Fe_2O_3$) in Seokganju was converted to magnetite ($Fe_3O_4$) However, Seokganju into the transparent glaze as a pigment was brown because of hematite ($Fe_2O_3$) and small amounts of maghemite (${\gamma}-Fe_2O_3$) in Seokganju minerals. Only Seokganju mineral is used, it is not suitable for black pigment into the transparent glaze. This study tried to develop a spinel crystal black pigment stabilized by Seokganju with CoO, $Cr_2O_3$, NiO, and $MnO_2$ at $1280^{\circ}C$. A Raman spectroscopy analysis was performed to verify the presence of Mn The results showed that it existed as spinel, and two crystal phases $CoFe_2O_4$ and $MnFe_2O_4$ were mixed. $CoFe_2O_4$ spinel has a dark grayish black color and $MnFe_2O_4$ spinel has a greenish black color, and these two appeared as black. The color of a specimen calcined by adding 6 wt% of pigment mixed with 5 wt% of $MnO_2$ added to lime glaze was analyzed with a UV spectrophotometer. When applying the color pigment, it appeared black stabilized with $L^*$24.23, $a^*$ 0.12, $b^*$ -2.29 at $1260^{\circ}C$ oxidative calcination, With $1240^{\circ}C$ reduction firing, it is appeared black stabilized with low brightness of $L^*$ 23.13, $a^*$ -1.12, $b^*$ 0.54.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권2호
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• pp.194-198
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• 2022

All-solid-state thin-film battery can realize the integration of electronic circuits into small devices. However, a high voltage cathode material is required to compensate for the low energy density. Therefore, it is necessary to study all-solid-state thin-film battery based on the high voltage cathode material LNMO. Nevertheless, the electrochemical properties deteriorate due to the problem of the interface between LiNi_0.5Mn_1.5O₄ (LNMO) and the solid electrolyte LiPON. In this study, to solve this problem, amorphous V₂O₅ was deposited as an interlayer between LNMO and LiPON. We confirmed the possibility of improving cycle performance of LNMO based thin-film battery. We expect that the results of this study can extend the battery lifespan of small devices using LNMO based all-solid-state thin-film battery.

• 전기화학회지
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• 제19권4호
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• pp.123-128
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• 2016

본 연구에서는 poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) (PVdF-HFP)를 나노 크기의 $Al_2O_3$ 세라믹입자와 혼합하여 전기방사법으로 복합 겔 고분자 전해질을 제조하였다. $Al_2O_3$ 세라믹입자를 혼합한 복합 겔 고분자 전해질의 이온전도도는 $9.5{\times}10^{-2}Scm^{-1}$로, 순수한 PVdF-HFP 겔 고분자 전해질보다 높은 이온전도도를 나타내며 전기화학적 안정성도 5.2 V까지 개선하였다. 전기화학적 성능을 분석하기 위해서 $LiNi_{1/3}Mn_{1/3}Co_{1/3}O_2$ (NMC)양극과 함께 전지로 제작되었으며 순수 겔 고분자 전해질과 복합 겔 고분자 전해질 셀은 0.1C-rate에서 각각 $168.2mAh\;g^{-1}$과 $189.6mAh\;g^{-1}$의 방전 용량을 가지며 우수한 수명 특성을 보여 주었다. 따라서 고유전율 세라믹 입자의 복합화는 리튬 이온 겔 고분자 전지의 안정성과 전기화학적 특성을 향상시키는 좋은 대안이 될 것으로 판단된다.