광전자분광 실험방법을 이용하여 희토류(Sm, Eu, Gd, 및 Tb) 화합물 부도체들의 희토류 원소의 3d와 4d 전자의 내각준위의 스펙트럼들을 연구했다. $La_2O_3,\;Ce_2O_3$ 등과 같은 가벼운 희토류 화합물 부도체의 경우와는 달리 Sm 이상의 무거운 희토류 화합물들의 경우는 란탄족 수축(lantanide contraction) 현상에 의한 희토류 원소의 f 전자와 음이온의 p 전자사이의 혼성의 크기가 줄어들면서 이 혼성에 의한 위성구조가 존재하지 않는 것을 알 수 있었다. 또한 Eu 부도체의 안정된 +3가의 화합물들에서 보이는 위성구조는 표면의 전자구조가 덩어리와는 다른 +2가의 전자가를 갖기 때문이라는 것을 밝혔다. 그리고 Eu 3d 전자의 내각준위의 주요 피크에 대하여 대략 10eV보다 큰 결합에너지 영역에 존재하는 위성구조는 $\underline{3d}4f^6$ 전자구조의 여러겹 효과에 의한 것으로 추정된다. 이러한 여러겹 효과는 Gd 부도체 화합물에서도 역시 발견할 수 있는데, Gd 3d 전자의 내각준위의 스펙트럼에의 위성구조는 $\underline{3d}4f^6$ 전자구조의 여러겹 효과에 의한 것이다. 모든 희토류 부도체 화합물들의 3d 전자의 내각준위의 스펙트럼에서 주요 피크에 대하여 대략 15eV보다 큰 결합에너지 영역에서 보이는 위성구조는 플라즈몬을 생성해서 에너지를 잃는 과정에서 발생하는 것이다.
Sangmin Park;Dae-Kyeom Kim;Rongyu Liu;Jaeyun Jeong;Taek-Soo Kim;Myungsuk Song
한국분말재료학회지
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제30권2호
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pp.101-106
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2023
Liquid metal extraction (LME), a pyrometallurgical recycling method, is popular owing to its negligible environmental impact. LME mainly targets rare-earth permanent magnets having several rare-earth elements. Mg is used as a solvent metal for LME because of its selective and eminent reactivity with rare-earth elements in magnets. Several studies concerning the formation of Dy-Fe intermetallic compounds and their effects on LME using Mg exist. However, methods for reducing these compounds are unavailable. Fe reacts more strongly with B than with Dy; B addition can be a reducing method for Dy-Fe intermetallic compounds owing to the formation of Fe2B, which takes Fe from Dy-Fe intermetallic compounds. The FeB alloy is an adequate additive for the decomposition of Fe2B. To accomplish the former process, Mg must convey B to a permanent magnet during the decomposition of the FeB alloy. Here, the effect of Mg on the transfer of B from FeB to permanent magnet is observed through microstructural and phase analyses. Through microstructural and phase analysis, it is confirmed that FeB is converted to Fe2B upon B transfer, owing to Mg. Finally, the transfer effect of Mg is confirmed, and the possibility of reducing Dy-Fe intermetallic compounds during LME is suggested.
희토류 원소의 합금과 화합물은 첨단 산업용 소재의 구성성분이다. 국내에 모나자이트가 매장되어 있으나 자원개발에 많은 어려움이 있다. 희토류광석은 극히 일부 국가에만 매장되어 있고 자국산업의 보호를 위해 수출 통제의 대상이 되고 있다. 희토류 광석의 95%를 차지하는 bastnasite, monazite와 xenotime로부터 희토류 성분을 회수하는 습식과 건식제련공정을 조사하였다. 또한 첨단 소재용으로 사용되는 희토류 화합물은 6N정도의 순도가 요구되므로 희토류 성분을 분리할 수 있는 분별결정, 분별석출, 이온교환 및 용매추출에 대해 조사하였다.
희토류 금속의 제련은 광석에서부터 파분쇄, 선별과정을 거쳐 정광을 만들고, 정광 중의 희토류 성분을 추출하고 성분별로 분리하는 분리정제공정을 거쳐 희토류산화물이나 염화물과 같은 희토류화합물을 제조한 다음 희토류화합물에서 금속을 추출해내는 환원과정을 거친다. 본 고에서는 대표적 희토류 광물로서 불탄산염계광물인 바스트나사이트(bastnasite, ((RE)($CO_3$)F)와 인산염계 광물인 모나자이트(monazite,(RE)($PO_4SiO_4$))의 분해 침출과 분리정제 방법에 대해서 간략히 기술하고, 분리공정의 산물인 희토류화합물에서부터 범용 희토류금속 제조법으로 사용되고 있는 금속열환원법과 용융염전해법에 대하여 개략적인 내용을 소개하였다.
희토류 화합물인 $La_{2}O_{3}$ 및 $CeO_{2}$ 시약과 이들을 함유하는 희토류 광석을 이용하여 제철 폐수 중의 불소 및 유해 중금속 제거에 대하여 연구하였다. 용액 중 불소에 대한 희토류 원소의 제거 반응기구는 $La^{3+}$ 및 $Ce^{4+}$ 등의 양이온이 불소 이온과 불용성 화합물을 형성하는 것으로 알려져 있다. 기존의 불소 제거에 사용되고 있는 소석회와 비교한 결과 $La_{2}O_{3}$ 및 $CeO_{2}$ 의 불소제거 효율이 높았다. HF 용액에서의 제거 효율은 $CeO_{2}$ 광석 < $CeO_{2}$ 시약 < $Ca(OH)_{2}$ < $La_{2}O_{3}$ 광석 < $La_{2}O_{3}$ 시약의 순서였고, 제철 폐수에서는 $Ca(OH)_{2}$ < $CeO_{2}$ 광석 < $CeO_{2}$ 시약 < $La_{2}O_{3}$ 광석 < $La_{2}O_{3}$ 시약의 순서였다(pH의 영향은 소석회인 경우 pH가 증가할수록 불소제거율이 감소하였다. 세륨화합물과 란탄화합물인 경우는 pH 증가에도 불구하고 불소제거 효율이 증가하는 경향을 보였으나 방류 시 수질조건과 불소제거율을 함께 고려할 때 용액의 적정 pH는 7이 적당하다고 판단된다). 망간제거의 경우, pH 7 이하에서는 소석회가 희토류 화합물보다 우수한 망간제거율을 보였고 pH 10에서는 모든 처리제에 대해서 거의 완벽한 제거특성을 보였다. 총크롬 제거의 경우는 산성 조건에서는 란탄화합물이 가장 높은 불소 제거율을 보였으며 pH 7이상에서는 모든 처리제가 좋은 효율을 보였다.
Ba, Hoa Van;Oliveros, Maria Cynthia;Ryu, Kyeong-Seon;Hwang, In-Ho
한국축산식품학회지
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제30권1호
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pp.73-86
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2010
The current study was designed to optimize solid phase microextraction (SPME)-GC-MS conditions for extraction and analysis of volatile components for Hanwoo beef and to establish a tentative database of flavor components. Samples were taken from Hanwoo longissimus muscle (30 mon old steer, $1^+B$ carcass grade) at 24 h postmortem. Results indicated that the optimum adsorption time for $75{\mu}m$ CAR/PDMS fiber was 60 min at $60^{\circ}C$. Thermal cleaning at $250^{\circ}C$ for 60 min was the best practice for decontamination of the fiber. A short analysis program with a sharp oven temperature ramp resulted in a better resolution and higher number of measurable volatile components. With these conditions, 96 volatile compounds were identified with little variation including 22 aldehydes, 8 ketones, 31 hydrocarbons, 12 alcohols, 8 nitrogen- and sulfurcontaining compounds, 5 pyrazines and 10 furans. A noticeable observation was the high number of hydrocarbons, aldehydes, ketones, alcohols and 2-alkylfurans which were generated from lipid decomposition especially the oxidation and degradation of unsaturated and saturate fatty acids. This implies that these compounds can be candidates for flavor specification of highly marbled beef such as Hanwoo flavor.
희토류금속과 천이금속의 화합물인 희토류 영구자석의 전기적, 자기적 성질등을 이해하고 자우리는 $SmCo_{5},\;NdB_{6},\;NdFe_{5},\;NdFe_{4}B$등의 비교적 간단한 희토류 화합물에 대한 자체충족적 전자구조 이론연구를 시도하였다. 국재 밀도함수 근사 LMTO(Linearized Muffin Tin Orbital)밴드 방법을 이용하여 $SmCo_{5}$ 영구자석을 포함한 희토류 금속 화학물의 기저상태의 물리적 파라미터들, 즉 에너지 밴드, 상태밀도, Stoner상수, 자기 모멘트 등을 구하여 이들의 전자기적 물성을 고찰하였다. Nd, Sm등의 희토류원소와 Fe, Co등의 천이원소, 또한 boron등의 원소들이 서로 금속 화합물을 형성할 때 일어나는 bonding효과, 즉 희토류금속의 f-전자와 d-전자, 천이금속의 d-전자, 또한 boron 금속의 s,p-전자와의 상호 작용, 그에 따른 전자구조, 자성의 변화에 대한 연구를 수행하였다.
RFe$_2$(R=rare earth) Laves상 금속간 화할물은 $10^{-3}$ 정도의 큰 포화 자왜 정수를 나타내고 있어, 자왜 재료의 응용 분야에서 많은 주목을 받고 있다. 그러나, 이 금속간 화합물은 결정 자기 이방성 에너지가 크기 때문에, 큰 포화 자왜 정수를 얻기 위해서는 높은 외부 자장이 요구되어진다. 이에 따라 저자장에서 보다 높은 자왜 정수를 얻고자 하는 연구들이 행하여 지고 있는데, 이를 위한 방법은 RFe$_2$Laves상 금속간 화합물중 결정 자기 이방성 부호가 각기 다른 회토류 금속의 치환 혹은 RFe$_2$금속간 화합물의 비정질화이다. 본 연구에서는 RFe$_2$금속간 화합물의 자기 이방성 에너지를 최소화하여 저자장에서 높은 자왜 정수를 얻기 위해, 결정 자기 이방성 정수 및 자왜 정수의 부호가 각각 반대인 SmFe$_2$와 PrFe$_2$을 합금화 한후, 비정질화하여 자왜 정수의 변화를 포함한 자성을 조사하였다.
The chemical bond parameters of Y-123, Eu-123, Pr-123 and Gd-123 compounds have calculated using the chemical bond theory of complex crystals. Their hardness have been predicted by the chemical bond definition of hardness. The calculated results indicate that the Ba-O and RE-O types of bond have a lower covalent character and the Cu-O types of bond have greater covalency. The hardness values increase as the unit cell volume of the rare earth superconductor structures decrease.
Kim, H.T.;Kim, Y.B.;Park, W.S.;Kim, C.S.;Kim, T.K.;Jin, Han-Min
한국자기학회지
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제5권5호
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pp.683-686
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1995
Using by the x-ray diffractometry(XRD), the thermomagnetic analysis(TMA), a scanning electron microscopy (SEM-EDX), we knew that the $(Sm_{0.5}RE_{0.5})Fe_{11}Ti$ (RE=Ce,Pr,Nd,Sm,Gd,Tb) compounds were formed to tetragonal $ThMn_{12}$-type structure having a uniaxial magnetocrystalline anisotropy with easy magnetization c-axis. The intrinsic magnetic properties of those were determined by fitting the two magnetization curves of experimental and calculation magnetization. The anisotropy constant $K_{1}$ of this compounds was in the range of $1.75\;-\;9.2\;MJ/m^{3}$ and approximately one order higher than $K_{2}$. $SmFe_{11}Ti$ had the highest anisotropy of $K_{1}\;=\;9.2\;MJ/m^{3}$, $K_{2}\;=\;0.4\;MJ/m^{3}$ and ${\mu}_{o}H_{A}=\;19.8\;T$ among the compounds, substitution of any other rare earth elements for Sm decreased magnetocrystalline anisotropy.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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