• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권7호
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• pp.2366-2372
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• 2023

Are borate and silicate glasses suitable for working as shieling materials against fast neutrons? To correctly answer the above question, some silicate, and borate-based glasses were fabricated and irradiated with various doses of fast neutrons varied between 1.73 and 12.10 MGy. The color and hardness of the fabricated glasses were affected by the fast neutron fluence where the transparent glasses turned colored as well as the hardness of the fabricated glasses was decreased. The gamma-ray spectrometric analysis shows a high activity concentration produced in the barium borate glasses due to the formation of radioisotopes Ba-131 and Ba-133 reaches to 5.92E+05 Bq and 4.25E+03 Bq, respectively for sample Cd-5 Batch 3. Additionally, the gamma-ray spectrometric analysis for the sodium silicate glasses shows low activity concentrations emitted from isotopes formed due to the activation of Y₂O₃-associated impurities. These activities are low compared to that emitted by barium borate-based glasses.

• 한국세라믹학회지
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• 제26권4호
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• pp.521-531
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• 1989

The dependence of the chemical durability of simulated waste glasses containing the simplified waste similar to the SRP waste on compositions of host glasses, amounts of waste loading, and kinds of leachants has been investigated as a basic study on the waste immobilization through vitrification. The maximum limit of the amount of waste loading for glassforming with the host sodium borosilicate glasses selected in this study was 50wt%. The chemical durability of waste glasses whose host glass belonged to the immiscible composition region was much higher than that of waste glasses whose host glass belonged to the miscible composition region. The former waste glass showed lower chemical durability in deionized and silicate waters than in brine, while the latter glass showed the lowest chemical durability in deionized and silicate waters than in brine, while the latter glass showed the lowest chemical durability in silicate water. It was also observed that the total leaching rates in brine were noticeably small in comparison with those in other solutions. The composition of the host borosilicate glass which was suitable for the treatment of the waste through vitrification was found to be 25 Na2O-5B2O3-70SiO2(wt.%).

• 한국세라믹학회지
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• 제40권8호
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• pp.725-729
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• 2003

The fluorine doping along with heavy metal oxides remarkably raised the $^3$H$_4$ lifetime and the quantum efficiency in Tm$^{3+}$-doped silicate glasses. 29 mol% of fluorine substitution for oxygen in 70SiO$_2$-15Pbo-12ZnO-3KO$_{1}$2/ glass raised $^3$H$_4$ lifetime to 193 $mutextrm{s}$. Refractive indices were raised by heavy metal oxide substitution, but hardly changed by fluorine substitution. The fluorine doping changed the local structure around Tm$^{3+}$ions, then low energy vibrations related to fluorine are considered to largely reduce the multi-phonon relaxation rates in the oxyfluoride silicate glasses. The $^3$H$_4$ lifetimes and absorption and emission spectra of Tm$^{3+}$doped silicate and oxyfluoride silicate glasses are reported, and Judd-Ofelt calculation results are discussed in this paper.

• 한국세라믹학회지
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• 제56권2호
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• pp.167-172
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• 2019

Silicate glasses with varying SiO₂ and Na₂O contents were prepared and their viscous flow property at the elevated temperature was studied. When the glass powders were packed and sintered at 550℃ to examine their feasibility as a low sintering temperature glass frit, contrary to expectations, glasses with lower SiO₂ content than 60 mol% showed no vitrification after sintering. High temperature microscopy revealed the viscous flow change of the silicate glasses with varying temperature and duration time and also indicated that the viscous flow was limited at low SiO₂ content. X-ray diffraction (XRD) on the sintered samples and Raman spectroscopy were carried out to shed light on the compositional dependency of viscous flow of silicate glasses.

• 한국광물학회지
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• 제18권1호
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• pp.45-52
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• 2005

2차원 고상 핵자기 공명기(2-dimensional solid-state NMR, 이하 2차원 고상NMR)와 관련된 기술과 이론의 발전과 더불어 획기적으로 증가한 스펙트럼의 분해능으로 기존의 일차원 NMR 로는 얻을 수 없었던, 비정질 규산염(유리질, 용융체, silicate glasses and melts)의 다양한 원자-분자 단위의 구조를 규명할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 2차원 고상 NMR 방법론의 하나인 3QMAS NMR을 이용하여 이전까지 알려지지 않았던 고압환경에서의 비정질 지구물질의 원자/분자 구조에 대한 최근의 연구결과를 간략히 소개한다.

• 한국세라믹학회지
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• 제20권3호
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• pp.250-254
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• 1983

The effects of the various amount of $CeO_2$ $MnO_2$ and $Fe_2O_3$ added to the high lead-silicate glasses on the X-ray induced coloration were studied. The light transmissions and chromaticities of the glasses before and after exposing to X-ray radiation were measured to investigate the effects by additivies. The results are as follows ; 1. High lead-silicate glass added $CeO_2$ or $MnO_2$ has a little effect on the transmission but has a considerable effect on the chromaticity. The chromaticies of 56.6wt% PbO content glasses were changed as 3-7 times as those of 28.3wt% PbO content glasses. 2. By the X-ray irradiation glasses containing 0.2-0.5wt% $CeO_2$ were changed the least in chromaticity that is the most effective in preventing the X-ray induced coloration. 3. By X-ray irradiation $MnO_2$ reduced the transmissions and showed purple coloration. 4. Transmission change amounts of the glasses added $CeO_2$ and $Fe_2O_3$ were less than those of the glasses added $CeO_2$ alone by X-ray irradiation.

• 한국광물학회지
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• 제31권4호
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• pp.295-306
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• 2018

고상 핵자기공명 분광분석은 비정질의 원자 구조를 제공하는 효과적인 방법론으로 다양한 비정질 규산염의 원자구조를 규명해왔다. 하지만, 함철 비정질 규산염의 경우, 철 함량 증가에 따른 신호의 변화가 상자성 효과와 구조 변동을 모두 반영하고 있기 때문에 분석에 많은 어려움이 있다. 이에 철 함량 증가에 따른 신호 변화가 실제 구조의 변동으로부터 기인한 것인지 확인하기 위해서는 온도변화에 따른 신호의 이동 여부를 관찰하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 철 함량에 따른 함철 비정질 규산염의 신호 변화를 해석하기 위하여 철이 포함된 휘석과 아노르다이트 조성의 비정질의 가변회전 속도 $^{29}Si$와 $^{27}Al$ NMR 실험을 수행하였다. 이는 온도 상승에 따른 신호의 변화 여부를 확인할 수 있게 하며, 쌍극자 효과에 관한 정보를 제공한다. 함철 휘석 비정질의 $^{29}Si$ NMR과 함철 아노르다이트 비정질의 $^{27}Al$ NMR 결과, 회전 속도 증가에도 불구하고 신호의 형태 및 위치가 달라지지 않았다. 회전 속도의 증가가 신호에 변화를 야기하지 않음을 확인한 본 결과는 철 함량 증가로 인한 신호의 변화가 상자성 이동 기원이 아니라, 철로부터 컷오프 반경 너머의 생존 신호임을 지시한다. 이에 철 함량 증가에 따라 아노르다이트 비정질의 Al 신호가 음의 화학적 차폐 방향으로 이동하는 현상은, 철의 진입에 따른 ${Q^4}_{Al}$(1 또는 2Si) 비율의 상대적 증가와 철과 ${Q^4}_{Al}$(3 또는 4Si) 구조간의 높은 공간적 근접도를 지시한다. 본 결과는 철 함량에 따른 규산염 비정질의 고상 NMR 신호 변화가 실제 구조적 변화를 지시하고 있음을 보여주며, 고상 NMR이 자연계에 존재하는 각종 유리질의 구조 분석에 효과적으로 적용될 수 있음을 제시한다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제16권2호
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• pp.122-128
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• 1998

This investigation was performed to collect fundamental informations concerning the behavior of glass solders on ceramic joining process. The wettability of glasses on two types of alumina was evaluated by sessile drop method. SiO$_2$-CaO-Al$_2$O$_3$system glasses were selected as solder glasses, and alumina that have different purities were used for substrate materials. It is indicated that contact angles of glasses on 99% purity of alumina substrate do not change as increasing time at elevated temperature, however the contact angles on the 92% purity of alumina substrate exhibit the strong time dependency. The time-dependent property on 92% alumina was due to the interlayer reactions occurred between the glass solder and impurities on the substrate.

• 한국세라믹학회지
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• 제48권2호
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• pp.117-120
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• 2011

In this study, the redox state of iron in sodium silicate glasses was varied by changing the melting conditions, such as the melting temperature and particle size of iron oxide. The oxidation states of the iron ion were determined by wet chemical analysis and UV-Vis spectroscopy methods. Iron commonly exists as an equilibrium mixture of ferrous ions, $Fe^{2+}$, and ferric ions $Fe^{3+}$. In this study, sodium silicate glasses containing nanoparticles of iron oxide (0.5% mol) were prepared at various temperatures. Increase of temperature led to the transformation of ferric ions to ferrous ions, and the intensity of the ferrous peak in 1050 nm increased. Nanoparticle iron oxide caused fewer ferrous ions to be formed and the $\frac{Fe^{2+}}{Fe^{3+}}$ equilibrium ratio compared to that with micro-oxide iron powder was lower.

• 한국광물학회지
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• 제24권4호
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• pp.301-312
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• 2011

철을 포함한 비정질 규산염 용융체의 원자 구조 규명은 지표 환경의 화성활동 및 맨틀 심부의 초저속도층의 속도구조에 이르는 광범위한 지질과정의 미시적인 원인에 대한 단서를 제공한다. 본 연구에서는 철을 포함한 비정질 규산염의 원자 구조 규명에 가장 적합한 고상 핵자기공명분광분석(NMR)을 이용하여 최대 16.07 wt%의 $Fe_2O_3$가 포함된 비정질 알칼리 규산염(iron-bearing alkali silicate glasses)의 철의 함량 변화가 원자구조에 미치는 영향을 규명하였다. $^{29}Si$ 스핀-격자 완화시간($T_1$)을 측정한 결과, 철의 함량에 따라 스핀-격자 완화시간이 짧아지는데 이는 철이 가지고 있는 홀전자(unpaired electron)와 핵 스핀(nuclear spin)간의 상호작용으로부터 기인한다. $^{29}Si$ MAS NMR 실험 결과, 철이 포함되지 않은 시료의 경우 $Q^2$, $Q^3$ 그리고 $Q^4$의 환경을 지시하는 피크가 분리됨에 반하여, 철이 포함된 시료의 경우 NMR 신호의 급격한 감소와 피크 폭이 넓어짐으로써 각각의 규소 환경이 거의 분리되지 않았다. 그러나 철의 함량에 따라 스펙트럼이 넓어지고 화학적 차폐값(chemical shift)이 높아지는 현상을 확인하였는데, 이는 $Q^4$의 규소 환경을 나타내는 방향으로서 철 주변의 $Q^n$이 불균질하게 분포하고 있음을 지시한다. $^{17}O$ MAS NMR 실험에서도 철이 포함되지 않은 시료에서는 연결산소(Si-O-Si)와 비연결산소(Na-O-Si)가 부분적으로 분리되지만, 철의 함량이 증가하면서 각각의 산소 환경이 거의 분리되지 않는다. 이러한 연구결과는 고상 핵자기공명분광분석이 철을 포함한 비정질 규산염의 상세한 구조 연구에 효과적인 도구임을 지시한다.