• Advances in materials Research
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• 제2권3호
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• pp.141-153
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• 2013

Nanocrystalline Barium niobate ($BaNbO_3$) has been synthesized by a novel auto-igniting combustion technique. The X-Ray diffraction studies reveals that $BaNbO_3$ posses a cubic structure with lattice constant $a=4.071{\AA}$. Phase purity and structure of the nano powder are further examined using Fourier-Transform Infrared and Raman spectroscopy. The average particle size of the as prepared nano particles from the Transmission Electron Microscopy is 20 nm. The UV-Vis absorption spectra of the samples are recorded and the calculated average optical band gap is 3.74eV. The sample is sintered at an optimized temperature of $1425^{\circ}C$ for 2h and attained nearly 98% of the theoretical density. The morphology of the sintered pellet is studied with Scanning Electron Microscopy. The dielectric constant and loss factor of a well-sintered $BaNbO_3$ at 5MHz sample is found to be 32.92 and $8.09{\times}10^{-4}$ respectively, at room temperature. The temperature coefficient of dielectric constant was $-179pp/^{\circ}C$. The high dielectric constant, low loss and negative temperature coefficient of dielectric constant makes it a potential candidate for temperature sensitive dielectric applications.

• 청정기술
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• 제21권4호
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• pp.235-240
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• 2015

본 연구에서는 열변색 물성을 향상시키기 위한 방안의 하나로 0~0.5 at % 범위의 티타늄을 도핑한 이산화 바나듐(Ti-VO₂)을 제조하였다. Ti-VO₂ 입자들은 바나딜설페이트, 중탄산암모늄, 사염화 티타늄 등을 사용하여 바나듐 화합물 전구체를 제조한 후 열분해법을 이용하여 제조하였다. 제조된 시료들의 결정 구조, 형상, 화학적 구조 및 열변색 특성은 X-선 회절분석기, 전계방사 주사전자현미경, X-선 광전자 분광기, 시차주사열량분석기, 자외선-가시광선-근적외선 분광기 등을 이용하여 분석하였다. 제조된 Ti-VO₂ 입자들은 단사 결정계를 지니고 있고, 또한 티타늄이 이산화 바나듐 결정내에 잘 도핑되어 있음을 확인할 수 있었다. 티타늄 도핑량이 증가함에 따라 최종 Ti-VO₂ 입자들의 크기가 작아지고 상전이 온도가 낮아졌으며, 또한 NIR switching efficiency는 증가하였다.

• Applied Microscopy
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• 제39권4호
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• pp.341-348
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• 2009

본 연구에서는 평균 입자크기가 100 nm인 $BaTiO_3$ 나노 결정체의 결정 구조를 전자회절을 이용하여 분석하였다. 전자회절을 이용하여 구조분석을 수행하기 위해 PED 장치의 실험인자를 보정한 후, PED와 일반적인 SAED를 이용하여 전자회절도형을 획득하여 비교 분석을 수행하였다. $BaTiO_3$ 나노 결정체에 대해 PED를 이용한 구조분석을 수행한 결과, $BaTiO_3$ 나노입자는 상온에서 입방정계와 정방정계의 구조가 혼합되어 존재함을 알 수 있었다. 또한 이론적 계산을 통해 두 상이 혼재된 $BaTiO_3$ 나노입자는 입방정계의 구조가 약 8.5nm의 표면을 형성하고 있는 coreshell 구조를 이루고 있음을 예측할 수 있었다. 이러한 $BaTiO_3$ 나노입자에 대한 입방정계와 정방정계 구조의 각각의 격자상수는 a=3.999${\AA}$과 a=3.999${\AA}$, c=4.022${\AA}$이었다. 이와 같이 일반적인 SAED에 비해 뛰어난 공간분해능과 다중산란 효과를 억제할 수 있는 PED 기법은 복합 나노 구조체의 결정구조분석에 보다 유용한 분석 기술로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Magnetics
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• 제19권3호
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• pp.210-214
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• 2014

The effects of manganese substitution on the crystallographic and magnetic properties of Li-Zn-Cu ferrite, $Li_{0.5}Zn_{0.2}Cu_{0.4}Mn_xFe_{2.1-x}O_4$ ($0.0{\leq}x{\leq}0.8$), were investigated. Ferrites were synthesized via a conventional ceramic method. We confirmed the formation of crystallized particles using X-ray diffraction, field emission scanning electron microscopy and $M{\ddot{o}}ssbauer$ spectroscopy. All of the samples showed a single phase with a spinel structure, and the lattice constants linearly decreased as the substituted manganese content increased, and the particle size of the samples also somewhat decreased as the doped manganese content increased. All the $M{\ddot{o}}ssbauer$ spectra can be fitted with two Zeeman sextets, which are the typical spinel ferrite spectra of $Fe^{3+}$ with A- and B-sites, and one doublet. The cation distribution was determined from the variation of the $M{\ddot{o}}ssbauer$ parameters and of the absorption area ratio. The magnetic behavior of the samples showed that an increase in manganese content led to a decrease in the saturation magnetization, whereas the coercivity was nearly constant throughout. The maximum saturation magnetization was 73.35 emu/g at x = 0.0 in $Li_{0.5}Zn_{0.2}Cu_{0.4}Mn_xFe_{2.1-x}O_4$.

• Journal of Magnetics
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• 제20권1호
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• pp.26-30
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• 2015

The crystallographic and magnetic properties of gallium-substituted cobalt ferrite ($CoGa_xFe_{2-x}O_4$) were investigated. The new material was synthesized using conventional ceramic methods, with gallium substituted for ferrite in the range of x = 0.0 to 1.0, in steps of 0.2. X-ray diffraction and M$\ddot{o}$ssbauer spectroscopy were used to confirm the presence of crystallized particles in the $CoGa_xFe_{2-x}O_4$ ferrite powders. All of the samples exhibited a single phase with a spinel structure, and the lattice parameters decreased as the gallium content increased. The particle size of the samples also decreased as gallium increased. For $x{\leq}0.4$, the M$\ddot{o}$ssbauer spectra of $CoGa_xFe_{2-x}O_4$ could be fitted with two Zeeman sextets, which are the typical spinel ferrite spectra of $Fe^{3+}$ with A- and B-sites. However, for $x{\geq}0.6$, the M$\ddot{o}$ssbauer spectra could be fitted with two Zeeman sextets and one doublet. The variation in the M$\ddot{o}$ssbauer parameters and the absorption area ratio indicated a cation distribution of $(Co_{0.2-0.2x}Ga_xFe_{0.8-0.6x})[Co_{0.8+0.2x}Fe_{1.2-0.4x}]O_4$, and the magnetic behavior of the samples suggested that the increase in gallium content led to a decrease in the saturation magnetization and in the coercivity.

• 한국분말재료학회지
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• 제29권1호
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• pp.34-40
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• 2022

Recently, high-entropy carbides have attracted considerable attention owing to their excellent physical and chemical properties such as high hardness, fracture toughness, and conductivity. However, as an emerging class of novel materials, the synthesis methods, performance, and applications of high-entropy carbides have ample scope for further development. In this study, equiatomic (Hf-Ti-Ta-Zr-Nb)C high-entropy carbide powders have been prepared by an ultrahigh-energy ball-milling (UHEBM) process with different milling times (1, 5, 15, 30, and 60 min). Further, their refinement behavior and high-entropy synthesis potential have been investigated. With an increase in the milling time, the particle size rapidly reduces (under sub-micrometer size) and homogeneous mixing of the prepared powder is observed. The distortions in the crystal lattice, which occur as a result of the refinement process and the multicomponent effect, are found to improve the sintering, thereby notably enhancing the formation of a single-phase solid solution (high-entropy). Herein, we present a procedure for the bulk synthesis of highly pure, dense, and uniform FCC single-phase (Fm3m crystal structure) (Hf-Ti-Ta-Zr-Nb)C high-entropy carbide using a milling time of 60 min and a sintering temperature of 1,600℃.

• 한국자기학회지
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• 제13권6호
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• pp.231-236
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• 2003

Co-페라이트 CoF $e_2$ $O_4$에서 Fe 이온의 소량을 Al 이온으로 치환시킨 시료인 $A_{10.2}$ CoF $e_{1.8}$ $O_4$을 sol-gel 방법으로 제조하여 열처리 온도에 따른 결정학적 및 자기적 특성의 변화를 밝히기 위하여 x-선 회절기, FE-SEM, Mossbauer 분광기, 진동자력계 등을 이용한 측정을 하였다. 결정 구조는 spinel임을 알 수 있었으며, 격자 상수 값은 열처리 온도가 증가함에 따라 837 K 때 8.425 $\AA$에서 1073 K 때 8.321 $\AA$으로 감소하였다. 입자크기는 열처리 온도가 증가함에 따라 673 K 때 약 39 nm에서 1073 K 때 약 108 nm로 크게 증가하였다. 873 K 이상에서 열처리한 시료의 Mossbauer spectrum은 상온에서 F $e^{3+}$ 가 A와 B자리에 위치하여 나타나는 한 세트의 육중선이 중첩된 모양이었는데, 열처리 온도 증가에 따라 A자리의 초미세 자기장 값은 서서히 증가하였으나 B자리의 값은 빠르게 증가하였다. 이성질체 이동값과 사중극자 분열값은 거의 일정하였다. 포화자화는 473 K 때 0.7 emu/g 1073 K 때 72.1 emu/g로 선형적으로 급격히 증가하고, 보자력은 673 K 때 0.951 tOe에서 1073 K 때 0.374 tOe로 급격히 감소하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권1호
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• pp.42-48
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• 2021

본 연구에서는 LiNi0.85Co0.15O2의 전기화학적 특성과 열적 안정성을 향상시키기 위하여 LiNi0.85Co0.15O2에 이종원소인 Zn와 Al을 함께 첨가하여 고상법으로 합성하였다. 물질의 결정 구조, 크기 및 표면 상태는 XRD, SEM을 이용하여 분석하였고 전기화학적 특성은 충방전기를 이용하여 CV(cyclic voltammetry), 초기 충·방전 프로파일, 출력 특성, 수명 특성 등을 측정하였다. Al-O의 강한 결합에너지는 양극활물질의 구조적 안정성을 향상시켰으며, Li+와 Ni2+의 양이온 혼합을 막아 전기화학적 특성 또한 향상되었다. Zn의 큰 이온반경은 양극활물질의 격자상수를 증가시켜 단위 셀의 부피가 확장되었다. Zn와 Al을 0.025몰씩 첨가한 물질의 경우, 0.5 C-rate의 전류밀도에서 100 사이클 동안 80%의 용량 유지율을 보여주었으며 이 결과는 NC 양극활물질보다 12% 높은 수치이다. 또한, 5 C-rate에서의 방전용량은 104 mAh/g으로 기존의 NC 양극활물질보다 36 mAh/g 높은 수치를 보였다. Zn과 Al이 0.025몰씩 첨가된 NC 양극활물질은 출력 특성, 수명 특성에서 우수한 특성을 보여주었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권4호
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• pp.690-695
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• 2012

가스 하이드레이트는 순수한 물이 이루는 격자구조 내에 다양한 가스분자들이 선택적으로 포획되어진 고체상의 화합물로, 최근 이산화탄소를 포집, 수송, 저장 하는 CCS (Carbon Capture and Storage)기술에 이를 응용하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 가스 하이드레이트를 적용한 CCS 기술의 핵심은 효과적으로 $CO_2$ 하이드레이트를 제조하는 기법의 개발이며, 본 연구에서는 초음파 노즐을 이용하여 수십 나노미터 직경의 미세수적을 통해 고속의 $CO_2$ 하이드레이트 제조기술 개발하였고, 이 과정의 특성을 파악해 보았다. 주파수 2.4 MHz의 초음파 노즐을 이용하여 미세직경의 수적을 분무하고 이송가스(carrier gas)로 $CO_2$를 적용, 미세 수적과 $CO_2$가 동시에 급속 냉각되는 저온 반응기에 도입되어 다공질 얼음입자가 직접 평균 $10.7{\mu}m$ 직경의 $CO_2$ 하이드레이트로 생성되는 연속공정을 개발하였다. 미세직경 얼음입자를 시작물로 하여 정압조건에서 $CO_2$ 하이드레이트가 생성되도록 하며 가스포집량을 측정, 그의 가스 포집속도를 알아본 결과, 미세직경이며 동시에 다공 얼음이 제공하는 높은 기-고 접촉면적으로 인해 가스 하이드레이트 생성에 매우 적합한 것을 알 수 있었으며, 제조된 $CO_2$ 하이드레이트의 자기보존효과(self-preservation effect)를 실험으로 확인함으로서 $CO_2$ 가스의 수송에도 이용 가능함을 알 수 있었다.

• 한국자기학회지
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• 제10권2호
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• pp.74-80
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• 2000

Sol-gel방법을 이용하여 CoCr$_{x}$ Fe$_{2-x}$O$_4$페라이트를 제조하여 Cr의 치환량에 따른 결정학적 특성과 자기적인 특성을 x-ray, SEM, M ssbauer 분광기와 VSM 등으로 분석하였다. 시료는 cubic spinel 구조를 가지며, Cr의 치환량이 증가함에 따라 격자상수는 약간씩 감소하였으며. 입자 크기도 Cr의 치환량이 증가함에 따라 감소하였다. 상온에서의 Mossbauer 스펙트럼은 Fe$^{3+}$ 이온에 의한 두 개의 육중선 세트(0.0$\leq$x$\leq$0.6)에서 상자성의 이중선(0.8$\leq$x$\leq$1.0)으로 변해갔다. Cr의 치환량의 증가에 따라 초미세자기장 값은 감소하였으나 이성질체이동 값과 사중극자분열 값은 거의 일정하였다. 온도 변화에 따른 Mossbauer 스펙트럼 분석 결과 0.8$\leq$x$\leq$1.0시료에서 나타난 이중선은 열에 의한 전자적 완화 현상으로 생각되었다. CoCr$_{x}$ Fe$_{2-x}$O$_4$시료에서 x=0.0의 보자력은 2024 Oe이고, 포화 자화는 78.1 emu/g의 값을 나타냈으며, x=1.0에서는 보자력이 7.858 Oe, 포화 자화는 12.07 emu/g의 값으로 감소하였다. 특이한 점은 x=0.1에서 보자력이 1095 Oe로 x=0.0 값에 비해 약 절반 정도의 값으로 감소한 것으로 Cr의 미량 치환에 의해 자기적 특성이 급격히 변함을 알았다 알았다