• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제23권11호
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• pp.1531-1540
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• 2002

With the invention of the inlaying technique for celadon in the latter half of the 12th century, the Koryo potters reached a new height of artistic and scientific achievement in ceramics chemical technology. Inlaid celadon shards, collected in 1991 during the surface investigation of Kangjin kilns found on the southwestern shore of South Korea, were imbedded in epoxy resin and polished for cross-section examination. Backscattered electron images were taken with an electron microprobe equipped with an energy dispersive spectrometer. The spectrometer was also used to determine the composition of micro-areas. Porcelain stone, weathered rock of quartz, mica, and feldspar composition were found to be the raw material for the body and important components in the glaze and white inlay. The close similarity between glaze and black inlay in the microstructure suggests that the glaze material was modified by adding clay with high iron content, such as biotite, for use as black inlay. The deep soft translucent quality of celadon glaze is brought about by its microstructure of bubbles, remnant and devitrified minerals, and the schlieren effect.

• 한국결정성장학회지
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• 제24권5호
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• pp.183-189
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• 2014

본 연구에서는 도예가들이 경험적으로 제조하여 사용하는 diopside 결정유약에 $Co_3O_4$와 $Fe_2O_3$를 첨가하였을 경우 Co와 Fe이 유약과 diopside 결정의 발색에 미치는 영향을 연구하고자 하였다. 그 결과 diopside 결정유약에 $Co_3O_4$를 넣을 경우 유약의 색상은 blue색을 띠며 결정의 색상은 diopside 결정에 Co가 고용되면서 pastel violet색을 띠었으며 diopside 결정유약에 $Fe_2O_3$를 넣을 경우 유약의 색상은 brown색을, 결정의 색상은 diopside 결정에 Fe가 고용되면서 goldenrod색을 띠었다. 그리고 diopside 결정유약 표면에 석출된 결정은 diopside 결정과 diopside precursor로 이루어져 있었다. 또한 유지시간이 길어짐에 따라 diopside precursor의 량은 줄고 diopside 결정량은 많아졌다. Diopside 결정에는 Fe보다는 Co가 더 잘 고용되었으며, Co가 고용될 경우 diopside 결정성은 더 좋아져 특성 peak의 강도가 높아졌다. 그리고 Fe이 고용되면 특성 peak의 강도는 낮아지면서 diopside 결정은 부분적으로 와해됨을 알 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제27권5호
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• pp.243-248
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• 2017

본 연구에서는 산화주석(IV) 첨가량을 달리하여 동화유약 시편을 제조하고 발색기구를 분석하기 위하여 분광 분석, 결정상 분석, 미세구조 분석을 실시하여 색상과의 상관성을 분석하였다. 산화주석(VI) 첨가량이 증가함에 따라 동화유약의 붉은색은 사라지고 CIEab 값이 감소하여 무채색으로 발색하였다. 산화주석은 유약층에 고르게 분포하여 Cu nuclei가 성장하여 붉은색으로 발색하는 것을 방해하고 기포 주변의 metal Cu와 반응하여 합금을 형성하였다. 이로 인해 산화주석 첨가량이 증가함에 따라 금속 Cu 피크는 사라지고 미세한 $Cu_2O$ 피크만 남게 된다. 산화주석을 3.79 % 첨가하였을 때는 유약에 붉은색을 내는 $Cu_2O$보다 검정색을 나타내는 CuO와 Cassiterite $SnO_2$가 색상에 더 영향을 미치는 것으로 보여진다.

• 한국세라믹학회지
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• 제14권3호
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• pp.187-192
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• 1977

For the purpose researching to the influence of tetrahedral and octahedral preference of cations of $Ni^{2+}$, $Ti^{4+}$ upon the formation and the color development of the $ZnO-SnO_2$ spinel containing $Ni^{2+}$ and $Ti^{4+}$ ions, the gradual substitution of $Ni^{2+}$ ions for $Zn^{2+}$ ions and of $Ti^{4+}$ ions for $Sn^{4+}$ ions of the spinel in NiO-ZnO-$SnO_2$-$TiO_2$ system was carried out. On samples prepared by calcining the oxide and basic cabonate mixtures at $1300^{\circ}C$ for 2 hours, the X-ray analysis, measurement of reflectance and the test of their stabilaity as a glaze pigment were also carried out. The results are summarized as follows 1) Single spinel was formed completely to x=1 in the $xNiO\cdot(2-x)ZnO\cdot{SnO}_2$system, and gave brilliant lightgreen hue. Moreover, $NiO\cdot{ZnO}\cdot{SnO}_2$ formed easily spinel than $NiO\cdot{MgO}\cdot{SnO}_2$ because Zn^{2+}$ ions had more strong tetrahedral preference than $Mg^{2+}$ ions. 2) As the gradual substitution of $Ti^{4+}$ ions for $Sn^{4+}$ ions in $NiO\cdot{MgO}\cdot{SnO}_2$ system, the spinels formed well and was nearly not changed in the hue. 3) The results of glaze test. (1) As the gradual substitution of $Ni^{2+}$ ions for $Zn^{2+}$ ions, the color changed from dull white to graish broun gradually in calcium-zinc glaze and calcium glaze, and from white to beige in tile glaze. (2) As the gradual substitution of $Ti^{4+}$ ions for $Sn^{4+}$ ions in $NiO-ZnO-SnO_2-TiO_2$ system, the color was become dull generally and was not change in tile glaze.

• 한국재료학회지
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• 제23권5호
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• pp.286-292
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• 2013

Generally, the color gold has had a biased conception due to its traditional use. Thus, this bias has resulted in a lack of usage of golden glaze on ceramics and also a lack of extensive studies of such glazes. In this paper, optimum conditions and mechanism of formation of gold color crystallization glaze containing $Fe_2O_3$(hematite), which is developed for gold colors of ceramic glazes, were studied. Experimental result showed that there are pyroxene based on diopside and $TiO_2$ phase in the base of a crystallization glaze with a value of $TiO_2$ of 6 wt% confirmed by XRD and Raman Spectroscopy. When $Fe_2O_3$ was used as a colorant for the gold color, the $TiO_2$ peak became extinct and the intensity of the diopside peak was sharper. Feldspar of 60 wt%, talc of 20 wt% and limestone of 20 wt% were used as the starting materials and these were tested using a three component system. The best result of test was selected and extended to its vicinity as an experiment to determine $TiO_2$ and $Fe_2O_3$ contents. The glaze with $TiO_2$ of 6 wt% and $Fe_2O_3$ of 12 wt% addition showed stable pyroxene based diopside crystals and the development of gold color. This gold color was obtained with CIE-$L^*a^*b^*$ values of 51.27, 4.46, 16.15 (a grayish yellow brown color), which was gained using the following firing conditions: temperature increasing speed $5^{\circ}C$/min, holding for 1 h at $1280^{\circ}C$, annealing speed $3^{\circ}C$/min till $1100{\circ}C$, holding for 2 h at $1100{\circ}C$, and finally natural annealing.

• 한국재료학회지
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• 제23권5호
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• pp.271-275
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• 2013

Cobalt (Co) compounds have been used for centuries to impart rich blue color to glass, glazes and ceramics. Cobalt monoxide (CoO), an oxide of Co, is an inorganic compound that has long been used as a coloring agent in the ceramic industry. Unlike other coloring agents, CoO can be used to develop colors other than blue, and several factors such as its concentration in the glaze and firing condition have been suggested as possible mechanisms. For example, CoO produces a typical blue color called "cobalt blue" at very low concentrations such as 1 wt% in both oxidation and reduction firing conditions; a higher concentration of CoO (5 wt%) develops a darker blue color under the same firing conditions. Interestingly, CoO also develops a purple color at high concentrations above 10 wt%. In this study, we examined the applicability and mechanism of a novel purple glaze containing cobalt(II, III) oxide, one of the well characterized cobalt oxides. Experimental results show that an Augite crystal isoform (Augite-Fe/Co) in which Fe was replaced with Co is the main component contributing to the formation of the purple color. Based on these results, we developed a glaze using chemically synthesized Augite-Fe/Co crystal as a color pigment. Purple color glaze was successfully developed by the addition of 6~15 wt% of $Co_3O_4$ to magnesia lime.

• 한국재료학회지
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• 제24권8호
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• pp.407-412
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• 2014

Currently, diopside ($MgCaSi_2O_6$) crystal glaze is used frequently for pottery works or in earthen wares, though the process is not straightforward. However, to create and control the positions and sizes of the crystals in desired amounts when making pottery is difficult. To solve this problem, a diopside crystal seed was created at a temperature of $1450^{\circ}C$. After planting this seed in the glaze, a glaze combination and firing process which allows a user to create crystals with the desired position and at the desired size were established. In addition, in order to investigate the creation process of the crystals, the growth patterns of the crystals were observed and examined using Raman spectrography and XRD and SEM analyses. As a result, the optimum synthesis condition of the diopside seed was created by mixing 1 mole of $CaCo_3$, 0.2 mole of $(MgCo_3)_4(MgCoH)_2{\cdot}5H_2O$ and 2 moles of $SiO_2$ and then applying a firing process to the mixture at $1,450^{\circ}C$ for 30 minutes. The optimum glaze content of the seed was 70 % feldspar, 20 % limestone and 10 % $MgCo_3$. For the firing process, it was confirmed that the size of crystal is larger with a longer firing time at $1100^{\circ}C$ by completing a two-hour process at $1280^{\circ}C$. In addition, the diopside crystal has columnar structure and is less than $1{\mu}m$ in size.

• 한국결정성장학회지
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• 제31권6호
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• pp.240-246
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• 2021

도자 생산현장에서 아연결정유약을 제조하여 사용할 때 조성원료에 따라 유약의 결정생성이 불안정하고, 특히 결정이 잘 생성되는 유약도 습식제조 후 시간이 경과하면 결정생성이 급격히 저하되는 문제점이 있다. 도예가들이 주로 사용하는 산화아연(ZnO)과 하소아연(calcined ZnO), 프리트 3110, 그리고 규석을 출발 물질로 3성분계 실험을 통하여 아연결정 조성을 선택하고 선 연구된 소성 조건을 사용하였다. 유약을 제조하고 1일~24주까지 습식으로 보관하면서 침수 과정에서 아연이 아연결정유의 결정생성에 미치는 영향을 규명하고자 하였다. 원료 입도 및 침수 영향을 측정하기 위해 입도분석, XRD, Raman Spectroscopy 그리고 SEM 분석 등을 하였다. 연구결과, 산화아연은 습식으로 유약 사용 시 willemite 결정 생성 및 성장이 우수하지만 유약을 보관하는 동안 ZnO가 물과 반응하여 Zn(OH)2를 생성하고 응집되면서 유약내 ZnO량이 감소되어 willemite 생성을 저해하여 결정이 감소됨을 확인하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권5호
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• pp.215-221
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• 2019

건축용 내외장재로 사용되는 도자타일은 최근에 오염 방지 기능에 대한 시장의 수요에 따라, $TiO_2$ 코팅을 통한 친수성(hydrophilic property) 표면개발 연구와 더불어 표면에서 물방울의 흐름성을 향상시켜 오염물질을 제거하는 소수성(hydrophobic property) 표면을 갖는 도자타일에 대한 연구가 진행되고 있다. 특히 추가적인 코팅 공정 적용 없이 $1000^{\circ}C$ 이상의 소결 과정을 통해서 소수성을 갖으며, 기존 도자타일의 기계적 물성의 저하가 나타나지 않는 표면유약의 개발이 매우 중요하다. 본 연구에서는 상용화 도자타일의 표면유약에 조성에 구리 분말을 첨가하여 기존 소결 공정을 적용하고, 추가 코팅 공정 없이 소수성 도자타일을 제작하고 표면유약의 두께에 따른 접촉각 특성 변화를 관찰하였다. 구리 분말이 첨가되지 않은 도자타일의 표면 접촉각은 $25^{\circ}$로 친수성을 보이는 반면에 구리 분말이 첨가된 표면유약이 $150{\mu}m$ 두께인 경우에 접촉각이 $109^{\circ}$까지 증가하는 것을 확인하였다. 이와 같은 구리 분말이 첨가된 표면유약의 우수한 소수성 발현은 유약 표면에서 구리 입자의 세포 구조(cellular structure) 분포에 의한 것으로 확인되었다. 또한 개발된 소수성 도자타일의 기계적 물성(꺽임강도, 내화학성, 내마모성, 내동해성)은 기존 도자타일과 거의 동일하고 'KS L 1001 도자타일'의 기준을 만족하는 결과를 얻을 수 있었다.

• 보존과학회지
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• 제36권5호
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• pp.393-404
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• 2020

본 연구는 도자기 유약 내 철산화물의 함량에 따라 유약층에서 나타나는 미세조직적 특성변화의 비교분석을 통해 과거 흑유자기들의 제작 과정에서 사용된 재료의 성분 함량과 제작 방법을 유추해보고자 하였다. 먼저 산화철과 장석, 석회석, 참나무재의 성분비를 달리한 유약을 사용하여 온도와 소성조건을 달리한 재현시편을 제작하였고, 색차와 단면관찰, 성분분석, 결정구조분석을 통해 발현 특성을 알아내고자 하였다. 분석 결과 산화조건에서는 유약의 특성이 5개 그룹으로 분류된 것을 관찰할 수 있었으며, 1200℃ 이상의 환원환경에서는 각자 다른 양상의 유약 특성을 확인하였다. 실험을 통해 확인한 결정형태는 출토 흑유자기에서 나타나는 유약특성과 유사한 것을 확인하였다. 철 산화물의 농도 변화에 따라서도 산화조건에서는 결정상이 띠모양, 원형, 수지상, 침상 등 4개의 그룹으로 나타났으나, 고온에서는 결정의 차이가 크게 나타나지 않았다. 또한 성분비에 따라서 유약의 결정상이 2개의 그룹으로 나뉘었다. 이는 장석의 유무가 결정성과 무정형의 철산화물을 만드는데 영향을 주는 것으로 판단되며, 이들의 양에 따라서도 단면에서 나타나는 변화 양상이 극명하게 달라졌다. 특히 산화조건과 환원환경에서 나타나는 철산화물의 조직 양상이 다르게 나타나는 것으로 보아 소성조건으로 인한 결정상 또한 광학적으로 나타나는 발색특성에 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다.