• 제목/요약/키워드: La-doped-$Al_2O_3$

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La이 도핑된 CuO-ZnO-Al2O3 복합 산화물의 합성공정개발 (Development and Synthesis of La Doped CuO-ZnO-Al2O3 Mixed Oxide)

  • 정미원;임샛별;문보람;홍태환
    • 한국재료학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.67-71
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    • 2011
  • La doped CuO-ZnO-$Al_2O_3$ powders are prepared by sol-gel method with aluminum isopropoxide and primary distilled water as precursor and solvent. In this synthesized process, the obtained metal oxides caused the precursor such as copper (II) nitrate hydrate and zinc (II) nitrate hexahydrate were added. To improve the surface areas of La doped CuO-ZnO-$Al_2O_3$ powder, sorbitan (z)-mono-9-octadecenoate (Span 80) was added. The synthesized powder was calcined at various temperatures. The dopant was found to affect the surface area and particle size of the mixed oxide, in conjunction with the calcined temperature. The structural analysis and textual properties of the synthesized powder were measured with an X-ray Diffractometer (XRD), a Field-Emission Scanning Electron Microscope (FE-SEM), Bruner-Emmett-Teller surface analysis (BET), Thermogravimetry-Differential Thermal analysis (TG/DTA), $^{27}Al$ solid state Nuclear Magnetic Resonance (NMR) and transform infrared microspectroscopy (FT-IR). An increase of surface area with Span 80 was observed on La doped CuO-ZnO-$Al_2O_3$ powders from $25m^2$/g to $41m^2$/g.

고분자 P123와 란탄이 도핑된 알루미나의 특성 연구 (Characterization of Alumina Doped with Lanthanum and Pluronic P123 via Sol-Gel Process)

  • 정미원;이미회
    • 한국세라믹학회지
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    • 제45권5호
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    • pp.297-302
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    • 2008
  • To direct the evolution of nanostructure and immobilize ${\gamma}-Al_2O_3$ catalyst, nanocrystalline La-doped-$Al_2O_3$ powder were prepared by the sol-gel process with addition of an amphiphilic block copolymer template (pluronic P123: $(poly(ethyleneoxide)_{20}-poly(propyleneoxide)_{70}-poly(ethyleneoxide)_{20})$. The dried gel is amorphous, whereas heating at temperature above $700^{\circ}C$ leads to the formation of nanocrystalline ${\gamma}$ and ${\delta}-Al_2O_3$ and these two phases is kept until $1100^{\circ}C$. ${\alpha}-A1_2O_3 $starts to form at $1200^{\circ}C$ with $LaAl_{11}O_{18}$. The surface morphology and crystal structure has been observed by field emission scanning electron microscope (FE-SEM) and X-ray diffraction (XRD). Solid state $^{27}Al$ MAS NMR indicates two types of local environment, i.e. octahedral and tetrahedral sites. The surface area and pore size was compared among these powders using the BET nitrogen adsorption measurements.

$Al^{3+}$, $Pr^{3+}$가 첨가된 Perovskite $La_{2/3}TiO_{3}와 Pyrochlore $La_{2}Ti_{2}O_{7}$의 발광 특성 (Photoluminescence Behavior of $Al^{3+}$, $Pr^{3+}$ Doped Perovskite-type $La_{2/3}TiO_{3}and Pyrochlore-type $La_{2}Ti_{2}O_{7}$)

  • 박상미;박정규;김창해;박희동;장호겸
    • 한국세라믹학회지
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    • 제38권9호
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    • pp.806-810
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    • 2001
  • $La_{2/3}TiO_3$, $La_2Ti_2O_7$는 유전성을 갖는 특징으로 인해 여러 분야에 이용되고 있다. 본 연구는 perovskite 구조의 $La_{2/3}TiO_3$와 pyrochlore 구조의 $La_2Ti_2O_7$를 모체로 하여 $Al^{3+},\;Pr^{3+}$가 첨가된 형광체의 발광 특성을 알아보고자 하였다. 두 구조 모두 $Pr^{3+}의\;^1D_2{\rightarrow}^3H_4$ 전이에 의한 적색 발광을 나타내었다. 본 연구에서는 perovskite 구조의 $La_{2/3}TiO_3$:Pr 형광체의 에너지 전이 과정과 그 임계거리에 대한 조를 통해 에너지 전달체로서의 $Al^{3+}$의 역할을 제시하였다. 또한, perovskite 구조의 $La_{2/3}TiO_3$와 pyrochlore 구조의 $La_2Ti_2O_7$ 사이의 발광특성 차이를 알아보기 위해서 trap-involved process와 charge transfer band를 조사하였다.

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BaCe$_{0.9}$R$_{0.1}$O$_3$-$\delta$(R=La, Yb, Al)계 페롭스카이트 상의 전기적 특성 (Electrical Characteristics of BaCe$_{0.9}$R$_{0.1}$O$_3$-$\delta$(R=La, Yb, Al) Based Perovskite Phase)

  • 최순목;김신;이홍림
    • 한국세라믹학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.69-76
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    • 1999
  • BaCeO3 페롭스카이트 구조의 Ce4+ 자리에 3가의 양이온 (La3+, Yb3+, Al3+)을 10 mol% 첨가하여 열처리한 후 전기적 특성을 관찰하였다. 전기전도도 측정 결과 모든 조성에서 질소분위기에서 측정한 경우보다 대기 중에서 측정한 경우의 전기전도도가 높게 측정되었으며 이러한 경향은 온도가 높아질수록 두드러졌다. 전기전도도는 BaCe0.9Yb0.1O3-$\delta$조성에서 가장 높았고 BaCe0.9Al0.9O3-$\delta$ 조성에서 가장 낮았다. proton의 수송율(transference number)을 기전력 측정법을 통해 비교한 결과 Al을 첨가한 조성에서 모든 온도에 걸쳐 가장 높은 proton의 수송율을 얻을 수 있었다.

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La3+ doped (Ba1-x Cax) TiO3의 PTCR 특성에 미치는 첨가제의 영향 (Effect of Additives on the PTCR Characteristics of La3+ Doped(Ba1-xCax)TiO4 Ceramics)

  • 강원호;오봉인;김재현;이경희
    • 한국세라믹학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.42-48
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    • 1988
  • Commercially available PTCR (Postive Temperature Coefficient of Resistivity) ceramics which have low room temperature resistance, high PTC effect and temperature coefficient were prepared by La3+ doped semiconducting barium calcium titanate soild solutions. PTCR characteristics were remarkably improved by addition of AST (1/3 Al2O3$.$3/4SiO2$.$1/4TiO2) and MnCl2. That can be explained by formation of liquid phase during sintering and acceptor level on the intergranular layer. Resistivity anormaly increased with decreasing cooling rate. Optimum manufacturing conditions were cooling rate below 100$.$C/hr, Ca and Mn content of 4 mol% &, 0.09-0.12mol% respectively.

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La2O3-CaF2-Al2O3-SiO2 계 oxy-fluoride 결정화 유리의 광 발광 특성 (Photoluminescence properties of oxy-fluoride glass-ceramics of La2O3-CaF2-Al2O3-SiO2 system)

  • 하태완;강승구
    • 한국결정성장학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.84-88
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    • 2021
  • 레이저, 광학센서 등에 사용되고 있는 La2O3-CaF2-Al2O3-SiO2 계 유리에 희토류 물질을 첨가하였을 때, 열처리 온도에 따른 결정화유리의 발광 특성 변화에 대하여 연구하였다. 결정화유리를 얻기 위한 열처리 조건은 비등온 열분석을 통해 얻었으며, 열처리 온도에 따른 결정성장 정도 및 생성된 결정상 종류를 파악하기 위해 XRD 분석을 진행하였다. Scherrer's equation을 이용한 결과, 결정화유리 내부에 25~40 nm 크기의 결정들이 생성된 것으로 계산되었다. Photoluminescence (PL) 분석결과, 660~670℃에서 1시간 열처리 된 시편이 가장 우수한 PL 강도를 보였으며, CIE 색좌표계 분석결과, 열처리 유무와 관계없이 모든 결정화유리 시편들은 red-orange 빛을 발광하는 것으로 나타났다.

억셉터(Sr, Mg)가 첨가된 LaAlO3의 고온 전도 특성 (High temperature electrical properties of Sr-and Mg-Doped LaAlO3)

  • 박지영;박희정
    • 한국결정성장학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.187-191
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    • 2019
  • 고체전지, 산화물연료전지, 센서, 산화물 분리막 등 에너지 재료로 활용이 무궁한 산소 이온 전도체 중 acceptor가 첨가된 $LaAlO_3$의 전기적 특성과 고온에서의 혼합전도체로 사용 가능성을 연구하였다. Sr과 Mg을 $LaAlO_3$에 동시에 첨가하여 만든 LSAM의 전기적 특성을 교류(a.c.)와 직류(d.c.) 방법을 이용하여 다양한 산소 분압에서 측정하였다. 교류 임피던스 방법을 이용하여 LSAM의 전체 저항에서 입자(grain) 저항과 입계(grain boundary) 저항을 분리한 결과, $550^{\circ}C$ 이하의 온도에서는 입계 저항이 지배적이나 $800^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 입자 저항이 대부분임을 알 수 있었다. 또 산소분압에 따른 전도도 측정을 물질의 결함모델(defect model)을 이용하여 분석해 전체 전도도를 이온 전도도와 전자 전도도로 분리하였다. 그 결과, $800^{\circ}C$ 이상의 고온에서 LSAM은 낮은 산소분압($Po_2$ < $10^{-10}atm$)에서는 산소이온 전도체이고 높은 산소분압($Po_2$ > $10^{-5}atm$)에서는 혼합전도체의 거동을 보였다. 또 온도가 증가하여도 산소이온 전도가 주도적인 산소분압의 영역은 줄어들지 않았고 낮은 산소분압에서도 안정적인 전기적 특성을 보이는 등으로 보아, LSAM은 고온의 낮은 산소분압(T > $1500^{\circ}C$, $Po_2$ < $10^{-10}atm$) 조건에서 용강에서의 산소이온센서와 같은 산소이온체로의 사용 가능성이 높다.

Fracture Behavior of Alumina-Titania-Monazite Composites

  • Paek, Yeong-Kyeun;Chung, Tai-Soo
    • 한국세라믹학회지
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    • 제42권6호
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    • pp.443-447
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    • 2005
  • Fracture behavior was investigated in the $Al_2O_3-TiO_2(3 wt{\%})-LaPO_4(25 wt{\%}$) composite ceramics. To improve the fracture toughness of alumina ceramics, $TiO_2$ and $LaPO_4$ as a second phase were introduced. The samples were made by conventional powder processing method. Green compacts were sintered at $1600^{\circ}C$ for 2 h in air. Fracture toughness was tested using Indentation Strength Bending(ISB) method. From the bending test, enhanced fracture toughness was found in the composite, compared to the pure and $TiO_2$-doped alumina. The main factor of the enhancement of fracture toughness seems to be attributed to the weak interphase role of the $LaPO_4$ as a particulate type.

An SOFC Cathode Composed of LaNi0.6Fe0.4O3 and Ce(Ln)O2 (Ln=Sm, Gd, Pr)

  • Chiba, Reiichi;Komatsu, Takeshi;Orui, Himeko;Taguchi, Hiroaki;Nazawa, Kazuhiko;Arai, Hajime
    • 한국세라믹학회지
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    • 제45권12호
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    • pp.766-771
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    • 2008
  • We fabricated single cells with a cathode consisting of a $LaNi_{0.6}Fe_{0.4}O_3-Ce_{0.8}Sm_{0.2}O_{1.9}$ composite (LNF-S20DC composite) active layer and an LNF current collecting layer on a ${0.89ZrO_2}-{0.10Sc_2}{O_3}-0.01{Al_2}{O_3}$ electrolyte sheet. The cathode layers were prepared by the screen-printing method. The cathode properties of these cells were measured by the AC impedance method at $800^{\circ}C$. The cathodes with the ceria-LNF composite active layer exhibited high power performance prior to current loading. We investigated the influence of the mixture ratio of LNF and S20DC on the cathodes properties. The Sm in the ceria particles of the composite cathode was substituted with other rare-earth elements. Cathodes with Pr and Gd co-doped ceria in the active layer provided the better performance than those with Sm- or Gd-doped ceria.

SOFC 연결재용 Al이 도핑된 (La0.8Ca0.2)(Cr0.9Co0.1)O3(LCCC)계 세라믹스의 합성 및 치밀화 특성 (Synthesis and Densification Behavior of Al Doped (La0.8Ca0.2)(Cr0.9Co0.1)O3(LCCC) Ceramics for SOFC Interconnects)

  • 이호영;강보경;이호창;허영우;김정주;김재육;이준형
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제25권5호
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    • pp.392-397
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    • 2012
  • In the $(La_{0.8}Ca_{0.2})(Cr_{0.9}Co_{0.1})O_3$ (LCCC), which has been using as interconnector materials in SOFC, Al ions were substituted for Co because ionic radius of Al is similar to that of Co. Because of the almost identical ionic radius of Al and Co, the substitution was not thought to be affect the tolerance factor of LCCC, and the densification behavior, high temperature electrical conductivity and thermal expansion coefficient were examined as a function of Al concentration. In the cases of the x= 0 and x= 0.02 in $(La_{0.8}Ca_{0.2})(Cr_{0.9}Co_{0.1-x}Al_x)O_3$ (x= 0~0.1), the samples showed the relative densities above ${\geq}95%$ when those were sintered at ${\geq}1,350^{\circ}C$. In the case of the $x{\geq}0.06$ the sintered density deteriorated greatly at lower sintering temperatures. High temperature electrical conductivity of the samples decreased as the content of Al increased. Since the valence state of Al ion is unchangeable, while Cr or Co ions contribute to the electrical conduction by changing those valence states, Al substitution resulted in the decreased electrical conductivity. Al doping of LCCC was an effective way of decreasing the thermal expansion coefficient (TEC).