• 제목/요약/키워드: 뫼스바우어 분광분석

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철강산업에 뫼스바우어 분광기법의 응용 (Application of Mössbauer Spectroscopy for Steel Industry)

  • 오세진
    • 한국자기학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.51-59
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    • 2006
  • 뫼스바우어 분광기법은 철강에 관련한 연구 및 개발을 위하여 중요한 분석방법이라고 할 수 있다. 뫼스바우어 분광기법의 가장 큰 장점은 철강의 특성을 정량적으로 분석할 수 있다는 것이다. 이러한 정량적 분석은 철강의 표면에 형성되는 부식생성물의 상들에 대한 구성비율을 비롯하여 노출환경, 철강의 종류, 합금성분, 입자의 크기, 형성 및 상변환등에 관련한 중요한 정보를 제공하게 된다. 그리고 철강의 종류와 합금성분에 따른 철강제품의 강도 및 상거동등에 관련한 특성들의 분석까지 정밀하게 활용할 수 있다.

에이니그마타이트($Na_4(Fe^{2+},Ti,Fe^{3+}){_{12}}(Fe^{3+},Si){_{12}}O_{40}$)의 뫼스바우어 분광분석과 결정화학 ([ $M\ddot{o}ssbauer$ ] Spectroscopy and Crystal Chemistry of Aenigmatite, $Na_4(Fe^{2+},Ti,Fe^{3+}){_{12}}(Fe^{3+},Si){_{12}}O_{40}$)

  • 최진범
    • 한국광물학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.367-376
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    • 2007
  • 에이니그마타이트($Na_4(Fe^{2+},Ti,Fe^{3+}){_{12}}(Fe^{3+},Si){_{12}}O_{40}$)는 Na가 풍부한 알칼리 화성암에 흔히 산출되는 광물이며, 분지 개방형 단쇄형 규산염광물로 분류된다. 3개의 산출이 다른 자연산 에이니그마타이트를 대상으로 뫼스바우어 분광분석을 실시하였으며 상세한 결정화학적 연구가 수행되었다. 뫼스바우어 분광분석 결과 9개의 흡수선이 분리되었는데, 3쌍의 흡수선은 팔면체 자리를 점유하는 $Fe^{2+}$의 피크이며, 저속도 구간의 독립적인 2개의 흡수선과 대응하는 한 개의 중첩된 흡수선은 각각 사면체와 팔면체 자리의 $Fe^{3+}$의 피크로 밝혀졌다. $Fe^{2+}$$Fe^{3+}$의 정확한 함량비에 의해 화학분석치가 재계산되었으며, Fe 양이온의 사면체 자리와 팔면체 자리에 대한 정확한 자리점유율로 상세한 결정화학적 정보를 제공하였다. 상당한 함량의 $Fe^{3+}/tet$는 사면체 자리점유에 있어 $Fe^{3+}$$Al^{3+}$보다 우위를 보여준다. 결정화학적로 규명된 에이니그마타이트(AEN1)의 상세한 화학조성은 $(Na_{3.97}Ca_{0.03})(Ca_{0.11}Mn_{0.59}Fe^{2+}{_{8.07}}Ti_{2.07}Mg_{0.70}Fe^{3+}{_{0.43}}Al_{0.04})(Fe^{3+}{_{0.56}}Al_{0.18}Si_{11.26})O_{40}$으로 밝혀졌다.

AIFeO3 물질의 Mössbauer 분광학적 연구 (Mössbauer Study of AIFeO3)

  • 위지훈;김삼진;김철성
    • 한국자기학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.14-17
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    • 2006
  • 졸겔법을 이용하여 $AIFeO_3$ 단일상을 제조하였으며, 그 결정학적 및 자기적 특성을 X선 회절법(XRD), 진동 시료 자화율 측정법(VSM), 뫼스바우어 분광법으로 연구하였다. 결정구조는 공간군이 $Pna2_1$ orthorhombic 구조로 분석되었으며, 격자 상수는 각각 $a_0=4.983\;{\AA},\;b_0=8.554\;{\AA},\;c_0=9.239\;{\AA}$임을 알 수 있었다. VSM을 이용하여 65K에서부터 상온까지 여러 온도 구간에서 자기이력곡선을 측정하였으며, 강자성 특성과 함께 저온영역에서 자기 이력 곡선의 비대칭성이 관측되었다. 온도에 따른 자기모멘트 측정 결과로부터 자기전이온도는 250k로 결정하였다. 뫼스바우어 스펙트럼은 4.2K에서부터 상온까지의 온도 영역에서 측정하였으며, 분석 결과 상온에서 이성질체 이동치는 0.32mm/s로 철의 이온상태가 ferric임을 확인할 수 있었다. 온도변화에 따라 측정된 뫼스바우어 스펙트럼 분석은 온도에 따라 선폭이 증가함이 관측되었는데, 이러한 흡수선의 비대칭적 선폭 증가는 1개의 사면체자리와 3개의 팔면체 자리의 Fe이온 분포와 각 부격자간 자기이방성 에너지 차이에 따른 결과로 해석된다.

전기선폭발법으로 제조된 철산화물의 뫼스바우어분광연구 (Study of Mössbauer Spectroscopy for Iron Oxides Synthesized by Pulsed Wire Evaporation (PEW))

  • 엄영랑
    • 한국자기학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.135-139
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    • 2014
  • 물리적 기상합성법인 전기선폭발법을 이용하여 챔버내 산소분압을 바꾸면서 철산화물을 제조하였다. 제조된 철산화물은 산소 분압에 따라 $Fe_2O_3$$Fe_3O_4$상으로 제조되었다. 산소분압이 30 %인 경우 ${\gamma}-Fe_2O_3$${\alpha}-Fe_2O_3$와 같이 $Fe^{3+}$의 형성이 용이함을 확인 하였다. 산소 분압을 15 %로 줄이면 $Fe_3O_4$가 형성되어 $Fe^{2+}$ 이온을 확인할 수 있었다. 뫼스바우어분광분석을 활용하여 ${\gamma}-Fe_2O_3$$Fe_3O_4$상 분석을 수행하였다. 13 K에서 295 K까지의 뫼스바우어 스펙트럼으로부터 자기정렬구조가 사라진 면적비로부터 약 12 % 정도의 ${\gamma}-Fe_2O_3$상이 초상자성 특성을 보임을 확인하였다.

울진 연 . 아연 광상에서 산출되는 Ca석류석의 결정화학 : 광물분광학적 연구 (Crystal Chemisty of Ca-Garnets from Ulchin Pb-Zn Deposits: A study of Mineral Spectroscopy)

  • 김수진;노진환;최진범
    • 한국광물학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.20-31
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    • 1988
  • 울진 연.아연 광사의 Ca석류석은 결정화학적 성질의 차이에 따라 색, 경도, 비중과 같은 물리적 특성이 달라진다. 가기 다른 색을 보여주는 네가지의 석류석에 대하여 전자현미분석, X-선 회절분석, 뫼스바우어 및 적외선 분광분석등을 실시하여 화학적, 구조적 및 결정화학적 특징을 연구하였으며 광학적 및 물리적 특성도 연구되었다. 화학분석에 의하면 Fe 함량이 0.35에서 1.92%로 증가함에 따라 석류석의 색이 연분홍, 황록색, 적갈색 및 암갈색의 순으로 변한다. 이러한 Al에 대한 Fe의 치환은 단위포의 크기에도 영향을 미쳐 11.91$\AA$에서 12.06$\AA$으로 단위포의 크기가 증가한다. 뫼스바우어 계수에 따르면 Fe치환에 따른 Y-O 거리의 증가로 $\delta$값이 0.372에서 0.389mm/sec로 일정하게 증가한다. 또한 능을 고유하며 이웃하는 X십이면체에 영향을 주어 내부대칭도를 떨어뜨리게 된다. 이러한 현상은 적외선 스펙트럼의 360~300cm-1의 영역에서 그로슐라에는 관찰되지 않는 수개의 흡수선이 안드라다이트에서는 관찰된다. 한편 소량의 Fe2+가 그로슐라에서만 관찰됨을 미루어 석류석의 생성이 용역내으 낮은 산소분압에 영향을 받았을 것으로 추측된다.

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LiFe0.9Mn0.1PO4 물질의 결정구조 및 뫼스바우어 분광 연구 (Studies on Crystallographic and Mossbauer Spectra of the LiFe0.9Mn0.1PO4)

  • 권우준;이인규;이찬혁;김삼진;김철성
    • 한국자기학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.15-18
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    • 2012
  • Olivine 구조인 $LiFe_{0.9}Mn_{0.1}PO_4$ 분말 시료를 직접합성법(solid state method) 으로 제조하였으며, 결정학적 및 자기적 특성을 x-선 회절(x-ray diffractometer), 초전도 양자 간섭계(superconducting quantum interference devices) 및 뫼스바우어 분광(M$\ddot{o}$ssbauer spectroscopy) 실험을 이용하여 연구하였다. $LiFe_{0.9}Mn_{0.1}PO_4$ 시료의 결정구조는 공간그룹이 Pnma인 orthorhombic 구조임을 Rietveld 정련법으로 분석하였다. $LiFe_{0.9}Mn_{0.1}PO_4$ 시료의 닐온도 (N$\acute{e}$el temperature; $T_N$)는 50 K으로 나타내었고 닐온도에서 자기 상전이가 일어나는 것을 초전도 양자 간섭계 실험을 통하여 확인하였다. Fe(Mn)-O 이온간 거리를 분석하여 $FeO_6(MnO_6)$ 팔면체 구조가 비대칭임을 확인하였고 그 구조로 인하여 강한 결정장에 영향을 받으며, 닐온도 이상에서 자기 2중극자 상호작용은 사라지고, 강한 결정장에 의한 전기 4중극자 작용만이 존재하여 두 개의 흡수선이 나타나는 것을 뫼스바우어 분광 실험을 통하여 분석하였다.

KFeO2 분말의 제조 및 뫼스바우어 분광학 연구 (Crystallographic and Magnetic Properties of KFeO2)

  • 문승제;심인보;김철성
    • 한국자기학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.38-42
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    • 2007
  • 단일상의 $KFeO_2$ 분말을 ball-mill법을 이용하여 제조 하였다. 결정학적 및 자기적 성질을 x-선 회절법, 중성자 회절 실험, 뫼스바우어 분광법으로 연구 하였다. x-선 및 중성자 회절실험 분석 결과 $KFeO_2$ 시료의 결정구조는 격자상수 $a_0=5.557{\AA},\;b_0=11.227{\AA},\;c_0=15.890{\AA}$을 갖는 단일상의 orthorhombic구조로 분석 되었다. 또한 시간변화에 따른 $KFeO_2$의 강한 흡습성으로 인한 급격한 변화를 확인할 수 있었다. 뫼스바우어 스펙드럼 결과 1 set(6-line)으로 분석되었다. 극저온(4.2 K)과 상온에서의 초미세자기장값(hyperfine field)은 각각 519, 489 kOe이었으며, 이성질체 이동치(isomer shift)는 0.19, 0.05 mm/s로 나타났다. $KFeO_2$의 스핀과 여기에 의한 T/Tc<0.7 이하의 초미세자기장 $H_{hf}(T)$의 변화는 $[H_{hf}(T)-H_{hf}(0)]/H_{hf}(0)=-0.16(T/Tc)^{3/2}-0.25(T/Tc)^{5/2}$로 얻어졌다.

망간-철산화물 나노입자의 뫼스바우어 분광 연구 (Mössbauer Studies of Manganese Iron Oxide Nanoparticles)

  • 현성욱;심인보;김철성;강경수;박주식
    • 한국자기학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.24-27
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    • 2008
  • Polyol법을 이용하여 $MnFe_2O_4$ 나노입자를 제조하고, X-선 회절기(XRD)와 진동시료형 자화율 측정기(VSM)를 이용하여 결정학적 및 거시적인 자기적 특성을 분석하였고, 뫼스바우어($M\"{o}ssbauer$) 분광실험을 통하여 $MnFe_2O_4$ 물질의 초미세 상호작용에 대한 연구를 수행하였다. 고분해능 투과형 전자 현미경(High Resolution Transmission Electron Microscope; HRTEM)을 이용하여 입자의 크기를 분석한 결과, 대부분의 입자크기가 $6{\sim}8$ nm 정도의 분포를 가지는 매우 균일한 입자로 형성되었음을 확인할 수 있었다. X-선 회절실험의 분석 결과, $a_0=8.418{\pm}0.001{\AA}$의 격자상수를 가지는 입방정형의 스피넬 구조로써 그 공간군이 Fd3m 임을 확인하였다. 상온에서의 VSM 측정결과 강한 초상자성 거동을 보였고, 뫼스바우어 분석결과로 상온에서 초상자성 영향에 따른 요동현상이 나타남을 관측할 수 있었다. 4.2K에서는 6개의 공명흡수선이 2 set으로 존재하고 초미세 자기장 값($H_{hf}$)이 A-site의 경우 498 kOe, B-site의 경우 521 kOe 로 분석되었다.

뫼스바우어 분광법에 의한 Fe-나노입자의 탄화물 코팅에 관한 연구 (Studying Carbon Coating on the Surface of Nano-sized Fe Particle by Mössbauer Analysis)

  • 오세진;최철진;김진천;권순주;진상호
    • 한국자기학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.172-176
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    • 2005
  • 화학기상응축법(CVC)에 의한 제조된 네 개의 나노-Fe 입자 시료들이 뫼스바우어, XRD, BET와 TEM에 의하여 조사되었다. 네 개의 시료들은 고순도 이송가스와 분해온도에 의해 구성이 되었다. 각 시료를 구성하고 있는 입자들은 2 또는 3층구조로 형성되었음을 TEM분석으로 알 수 있었다. 평균입도의 경우에는 분해온도에 정비례하는 특성을 보여 주었다. 분해온도가 $500^{\circ}C$일 경우에, 이송가스를 CO로 사용하게 되면 $Fe_3C$의 형성이 $CH_4$보다 용이한 것으로 나타났다. 그러나 $1,100^{\circ}C$의 경우에는, CO와 $CH_4$모두에서 $Fe_3C$의 형성이 대부분을 차지하고 있는 것으로 나타났다.

의학용 연고제에 포함된 자성물질 입자들의 성질에 대한 연구 (A Study of the Properties of Magnetic Particles in Medicinal Ointments)

  • Do, Tae-Sung;Nam, Hyo-Duk;Park, Se-Gon;Hwang, Hyeun-Gook;Hwang, Yong-Soon;Kim, Eng-Chan;Park, Eun-Jung;V. I. Nikolaev;A. V. Bykov
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제8권1호
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    • pp.69-79
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    • 1997
  • 뫼스바우어 분광법을 사용해서 다목적용으로 제조된 의학용 치료 연고제내에 포함된 자성물질 입자들의 성질들이 연고제내에서 안정되게 존재하고 있는 지를 연구하였다. 자성물질 내에 들어있는 $^{57}$ Fe 동위철 핵자들에 의해 나타나는 뫼스바우어 스펙트럼에 대해 분석한 결과들과 Fe$_3$O$_4$-${\gamma}$-Fe$_2$O$_3$ 체계에 대해 잘 알려진 분석결과들을 비교 연구하여 자성입자들의 구성상태를 규명할 수 있었다. 결과적으로 나타난 연고제내에 자성물질의 합성상태는 합성되지 않은 순수한 자성물 질만의 성분 분석과는 다른 결과를 나타내었다. 한편, 자성물질 입자의 크기 (~100$\AA$)가 매우 작음에도 불구하고 이들 입자들은 95K~300K 범위에서 초 상자성 형태의 뫼스바우어 스펙트럼 특성을 나타내지 않았다. 또한, 연고제를 방사성 살균한 후에도 자성물질 성분 구성에는 변화가 없었다.

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