• Transactions on Electrical and Electronic Materials
• /
• 제18권6호
• /
• pp.334-337
• /
• 2017

In this paper, to develop the ceramics with high $d_{33}$ and high $Q_m$ for ultrasonic transducer applications, $0.10Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3-0.07Pb(Mn_{1/3}Nb_{2/3})O_3-0.83Pb(Zr_{0.5}Ti_{0.5})_{0.83}O_3$ (PNN-PMN-PZT) ceramics were sintered at $940^{\circ}C$ using $CuO-Li_2CO_3-Bi_2O_3$ (CLBO) as a sintering aid by a traditional solid-state technique. The influence of zinc oxide additive on the physical properties of the prepared ceramics were systematically investigated. The R-T (rhombohedral-tetragonal) phase coexistence was found in the ceramics without zinc oxide additive and with increasing amounts of ZnO additive, the specimens showed a tetragonal phase. The formation of a liquid phase between ZnO and $Bi_2O_3$ contributed significantly to the grain growth of specimens. For the 0.1 wt% ZnO ceramics, the optimal physical properties of $d_{33}=370pC/N$, ${\varepsilon}_r=1,344$, $k_p=0.621$, and $Q_m=1,523$ were obtained.

• 자원환경지질
• /
• 제47권4호
• /
• pp.431-439
• /
• 2014

이 연구의 목적은 KURT(KAERI underground research tunnel) 지하수 내에 금속이온을 환원시키는 미생물의 존재 여부를 확인하고 배양하여, 이들의 활동에 따른 철과 망간 환원의 관찰과 환원물의 광물학적 특성을 연구함으로써, 금속환원미생물에 의한 산화상태로 존재하는 철과 망간의 환원과 광물 상전이 가능성을 확인하는 것이다. KURT 지하수 내 금속을 환원하는 미생물은 전자공여체로 포도당, 초산, 젖산, 개미산, 피루브산을, 전자수용체로 Fe(III)-citrate를 사용하여 농화배양 하였으며, 16S rRNA 분석을 통해 종 다양성을 확인하였다. 농화배양된 금속환원미생물에 의한 철과 망간의 환원과 생광물화작용을 알아보기 위해 전자공여체로 포도당, 초산, 젖산, 개미산, 피루브산을, 전자수용체로 철수산화물인 아카가나이트(akaganeite, ${\beta}$-FeOOH)와 망간산화물(manganese oxide, ${\lambda}-MnO_2$)을 이용하여 금속환원 실험을 실시하였다. 미생물 활동에 의해 형성된 환원물의 광물학적 특성은 SEM, EDX, XRD 분석을 통해 확인되었다. 연구 결과 KURT 지하수에서 금속을 환원하는 혐기성 미생물로는 Fusibacter, Desulfuromonas, Actinobacteria, Pseudomonas sp. 등이 확인되었고, 이 미생물들은 체외에서 철과 망간을 환원하여 이들 광물의 상전이를 확인하였다. 철(Fe)은 $Fe^{3+}$을 포함한 아카가나이트(${\beta}$-FeOOH)에서 $Fe^{2+}/Fe^{3+}$를 포함한 자철석($Fe_3O_4$)으로 환원되었고, 망간(Mn)은 $Mn^{4+}$를 포함한 망간산화물(${\lambda}-MnO_2$)에서 $Mn^{2+}$을 포함한 능망간석($MnCO_3$)으로 환원되었다. 이러한 지하 140 m의 KURT 지하수에서 서식하는 미생물들에 의해 철과 망간이 환원됨은 다른 중금속과 핵종원소의 환원 가능한 환경이 조성되었을 뿐 만 아니라, 미생물에 의하여 환원된 철의 재산화에 의해서도 주변 핵종원소가 환원될 수 있음을 의미한다. 따라서 이러한 직 간접적인 산화-환원 반응에 의해 KURT 지하수 내에서는 금속환원미생물들이 유해금속물질을 침전시켜 이동성을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 고준위 폐기물에서 유해물질의 유출시 핵물질의 확산을 막는데 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제42권4호
• /
• pp.412-424
• /
• 2021

Understanding the distribution of heavy metals in sediment is necessary because labile heavy metals can partition into the water column and bioaccumulate in aquatic organisms. Here we investigated six heavy metals (Co, Cu, Mn, Ni, Pb, and Zn) in sediment cores using a five-step sequential leaching method to examine the occurrence of heavy metals in the sediment. The results showed that all elements, except Mn, are depleted in the exchangeable and carbonate fractions. However, heavy metal concentrations are much higher in the Fe-Mn oxide and organic matter fractions, especially for Cu, indicating enrichment in the organic matter fraction. Furthermore, contamination parameters (contamination factor and geoaccumulation index) indicate that Mn contamination is high, primarily derived from anthropogenic sources, presenting a potential risk to ecosystems in the Nakdong River.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
• /
• 한국자기학회 2003년도 하계학술연구발표회 및 한.일 공동심포지엄
• /
• pp.196-197
• /
• 2003

전자의 스핀정보를 이용한 spintronics 기술이 발전하면서 상온 강자성 반도체에 대한 연구가 주목을 각광 받고 있다. 자성반도체에 대한 연구는 diluted magnetic semiconductor(DMS)에 대한 연구로 시작되었다 할 수 있다. 과거 DMS는 II-IV족 또는 III-V족 반도체에 Mn, Cr, Co, Fe 원소들을 도핑 시켜 제작하여 왔으나, 상온 이상에서 강자성 특성을 가지는 DMS을 제작하는 데는 실패하였다. 최근에 Dietl 팀이 mean field 이론을 이용하여 망간이 도핑된 ZnO가 실온이상의 Tc를 가질 수도 있을 것으로 예측하였다.

• 한국해양학회지
• /
• 제29권4호
• /
• pp.338-356
• /
• 1994

퇴적물의 지화학적 특성을 이해하기 위한 연구의 일환으로 남해 대륙붕에서 채취 된 표층퇴적물에서 9개 금속(Al, Fe, Mn, Cu, Ni, Zn, Co, Cr, Pb)의 함량을 측정하였 고, 선정된 일부 퇴적물에 대해서는 퇴적물내 금속의 화학적 존재형태에 관한 분석을 실시하였다. 퇴적물 중의 금속 함량은 전반적으로 퇴적물의 입도와 밀접한 관련성을 보여 연안해역에서 외해로 갈수록 점차 감소하는 영향을 나타내었다. 한편, 망간과 코 발트의 경우에는 타 금속에 비해 입도와의 관련성덜 뚜렷하였으며, 이것은 이들 두 금 속의 퇴적물내 존재형태별 구성이 타 금속들과 다른 현상에 기인한다. 특히 납의 함량 은 지역적인 차이를 볼 수 있을 만큼 공간적으로 증가, 혹은 감소의 경향이 뚜렷하지 않아 퇴적물내 유입경로가 나머지 금속과 다름을 시사한다. 각 금속의 화학적 존재형 태별 함량은 망간을 제외한 모든 금속에서 잔류부분이 전체함량의 평균 50% 이상을 차 지하여, 미세 광물격자 형태의 존재가 가장 중요한 것으로 나타났다. 잔류부분 외에 구리, 아연, 망간 및 철은 산화물부분에서 다음으로 높은 각각 34.4%, 23.1%, 15.5%, 13.7%의 함량을 보였으며, 카드뮴과 망간, 코발트 및 니켈은 퇴적물의 탄산염부분에서 각각 42.8%, 40.3%, 30.6%, 19.0%로 분포하여 원소별로 다른 존재형태별 함량을 보였 다. 따라서 연구지역 퇴적물내 금속의 분포는 세립한 입도의 광물성분 외에 해수중에 서 의 침전이나 금속산화물과의 공침 등에 의한 특정 지화학 물질내 존재가능성의 차 이에 따라 크게 조절되는 것으로 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제16권4호
• /
• pp.169-179
• /
• 2011

본 연구에서는 미량 금속의 농축 가능성이 제기되는 천수만 퇴적물에 대하여 미량 금속의 조절 요인과 농축 정도를 파악하고자 하였다. 천수만 전역에 걸쳐 27개의 표층 퇴적물을 채취하였으며, 입도, 비표면적, 유기탄소 및 탄산칼슘 함량과 주성분 및 미량 금속(Al, Fe, Na, K, Mg, Ca, Ti, Mn, P, S, Ba, Sr, Li, Co, Cr, Ni, Cu, Zn, As, Cd, Cs, Sc, V, Sn) 농도를 분석하였다. 퇴적물의 총 금속 농도는 크게 3 가지 요인(석영, 희석, 탄산칼슘, 굵은 모래 혹은 정장석)에 의해 조절되었는데 V, Co, Cr, Ni, Cu, Zn, As, Cd는 석영 희석 효과(quartz dilution effect)에 의해 Mn 및 As는 석영 희석 효과와 정장석(굵은 모래) 함량의 복합적 요인에 의해 조절되었다. 농축 인자(enrichment factor) 및 약산(1 M HCl) 용출 실험 결과 천수만 퇴적물에서 미량 금속은 농축되지 않았음을 알 수 있었으며 금속의 농도는 퇴적물의 지화학적 특성들로 잘 설명되었다. 특징적으로 As는 조립질 퇴적물에서도 세립질 퇴적물과 유사한 농도를 보여주었는데, 이것은 조립질 퇴적물 내 Mn 산화물(용출 부분) 및 정장석(잔류 부분)과 밀접한 관련이 있는 것으로 해석되었다. 따라서 퇴적물 중 As의 농축 정도를 평가할 경우, 모래질을 포함하는 시료는 모래질 부분을 따로 분리하거나 $16{\mu}m$보다 작은 세립질 퇴적물의 함량이 10% 이상인 시료만을 대상으로 하는 것이 합리적인 것으로 판단된다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제52권5호
• /
• pp.331-337
• /
• 2015

$LaBO_3$ (B = Cr, Mn, Fe, Co, and Ni) perovskites, the most common perovskite-type mixed ionic-electronic conductors (MIECs), are promising candidates for intermediate-temperature solid oxide fuel cell (IT-SOFC) cathodes. The catalytic activity on MIEC-based cathodes is closely related to the bulk ionic conductivity. Doping B-site cations with other metals may be one way to enhance the ionic conductivity, which would also be sensitively influenced by the chemical composition of the dopants. Here, using density functional theory (DFT) calculations, we quantitatively assess the activation energies of bulk oxide ion diffusion in $LaBO_3$ perovskites with a wide range of combinations of B-site cations by calculating the oxygen vacancy formation and migration energies. Our results show that bulk oxide ion diffusion dominantly depends on oxygen vacancy formation energy rather than on the migration energy. As a result, we suggest that the late transition metal-based perovskites have relatively low oxygen vacancy formation energies, and thereby exhibit low activation energy barriers. Our results will provide useful insight into the design of new cathode materials with better performance.

• 대한환경공학회지
• /
• 제27권5호
• /
• pp.476-485
• /
• 2005

본 연구에서는 망간산화물을 이용하여 TNT 환원부산물들의 산화-결합반응(oxidative-coupling reaction)에 의한 변환반응을 조사하였다. 회분식 실험으로부터 일반 토양중에 존재하는 망간산화물의 하나인 버네사이트(birnessite)에 의해 실험에 사용한 TNT 환원부산물들이 완전히 변환되고 있음을 확인하였다. 또한 이러한 변환의 주요 원인은 산화-결합반응을 통한 중합체 형성에 기인한 것임을 M/S 분석을 통해 확인할 수 있었다. 각 TNT 환원부산물을 대상으로 버네사이트의 양에 따른 반응속도 실험을 통해 유사-일차 반응상수를 구하였고, 이로부터 버네사이트 비표면적에 대해 표준화한 반응상수, $k_{surf}$를 도출하였다. 아민기를 두 개 가지고 있는 diaminonitrotoluenes (DATs)의 $k_{surf}$값($1.49{\sim}1.91\;L/m^2{\cdot}day$)이 아민기를 하나 가지고 있는 dinitroaminotoluenes (DNTs)의 $k_{surf}$값($1.15{\times}10^{-2}{\sim}2.09{\times}10^{-2}\;L/m^2{\cdot}day$)에 비해 약 $10^2$배 정도 큼을 확인할 수 있었다. 또한 DNTs 혹은 DATs들간의 $k_{surf}$값을 비교함으로써 ortho 위치에 있는 아민기가 para 위치의 아민기에 비해 버네사이트에 의한 산화반응에 유리함을 확인할 수 있었다. TNT가 다양한 반응매개체(mediator)의 존재 하에서 상호결합 반응(cross-coupling)에 의해 제거되기는 어려우나, $Fe^0$ 및 망간산화물에 의한 연속처리로부터 TNT를 효과적으로 처리할 수 있음을 확인하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제34권2호
• /
• pp.433-436
• /
• 2013

Carbon-coated $Li_3V_2(PO_4)_3-LiMnPO_4$ composite cathode materials are first reported in this work, prepared by the mechanochemical process with a complex metal oxide as the precursor and sucrose as the carbon source. X-ray diffraction pattern of the composite material indicates that both olivine $LiMnPO_4$ and monoclinic $Li_3V_2(PO_4)_3$ co-exist. We further investigated the electrochemical properties of our $Li_3V_2(PO_4)_3-LiMnPO_4$ composite cathode materials using galvanostatic charging/discharging tests, where our $Li_3V_2(PO_4)_3-LiMnPO_4$ composite electrode materials exhibit the charge/discharge efficiency of 91.9%, while $Li_3V_2(PO_4)_3$ and $LiMnPO_4$ exhibit the efficiency of 87.7 and 86.7% in the first cycle. The composites display unique electrochemical performances in terms of overvoltage and cycle stability, displaying a reduced gap of 141.6 mV between charge and discharge voltage and 95.0% capacity efficiency after $15^{th}$ cycles.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제43권3호
• /
• pp.162-168
• /
• 2006

The perovskites with nominal compositions $La_{0.8}Sr_{0.2}Fe_{1-x}M_xO_3$ (M=Co, Mn, Ni, x=0.1-0.3) were fabricated by a solid-state reaction method as cathode materials of low-temperature operating Solid Oxide Fuel Cells (SOFCs). X-ray diffraction analysis and microstructure observation for the sintered samples were performed. The ac complex impedance were measured in the temperature range $600-900^{\circ}C$ in air and fitted with a Solatron ZView program. The electrical conductivity and polarization resistance of $La_{0.8}Sr_{0.2}Fe_{1-x}M_xO_3$ (M=Co, Mn, Ni, x=0.1-0.3) were characterized systematically. The porosities of the sintered samples were in the range of 25% to 38%. The polarization resistance of $La_{0.8}Sr_{0.2}Fe_{0.7}M_{0.3}O_3$ was $0.291{\Omega}cm^2\;at\;700^{\circ}C$.