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.
규산질 비료는 잔디에 있어서 생육과 밀도 향상 효과가 인정되고 있다. 대부분 슬래그 규산질 비료를 사용하고 있지만 최근에는 수용성 규산염을 원료로 한 규산질 등이 개발되어 시판되고 있다. 본 연구에서는 수용성 규산염에 대한 연구가 미흡한 실정으로 수용성 규산 시용에 따른 한국 잔디의 생육과 토양화학성 변화를 알아보고자 수용성 규산($SiO_2$) 함량별 처리 후 와그너포트 시험과 잔디 재배지 포장시험을 수행하였다. 수용성 규산 무처리구에 비해 수용성 규산 함량이 높을수록 근장, 지상부와 포복경의 생체중과 건물중, 한국잔디의 밀도가 유의성 있게 증가하였으며, 식물체내 조규산 함량은 유의하게 증가하였으나 토양 화학성에는 유의한 차이가 없었다. 수용성 규산 함량 18과 $36{\mu}lml^{-1}$ 처리구간의 유의한 차이가 크지 않아 적정 수용성 규산 함량은 $18{\mu}lml^{-1}$으로 판단되었고, 식물체 내 조규산의 공급원으로서 수용성 규산을 토양에 직접시비보다는 엽면시비로 한국잔디의 생장에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.
The $Li_2Mn_{0.5}Fe_{0.5}SiO_4$ silicate was prepared by blending of $Li_2MnSiO_4$ and $Li_2FeSiO_4$ precursors with same molar ratio. The one of the silicates of $Li_2FeSiO_4$ is known as high capacitive up to ~330 mAh/g due to 2 mole electron exchange, and the other of $Li_2FeSiO_4$ has identical structure with $Li_2MnSiO_4$ and shows stable cycle with less capacity of ~170 mAh/g. The major drawback of silicate family is low electronic conductivity (3 orders of magnitude lower than $LiFePO_4$). To overcome this disadvantage, carbon composite of the silicate compound was prepared by sucrose mixing with silicate precursors and heat-treated in reducing atmosphere. The crystal structure and physical morphology of $Li_2Mn_{0.5}Fe_{0.5}SiO_4$ was investigated by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and high resolution transmission electron microscopy. The $Li_2Mn_{0.5}Fe_{0.5}SiO_4$/C nanocomposite has a maximum discharge capacity of 200 mAh/g, and 63% of its discharge capacity is retained after the tenth cycles. We have realized that more than 1 mole of electrons are exchanged in $Li_2Mn_{0.5}Fe_{0.5}SiO_4$. We have observed that $Li_2Mn_{0.5}Fe_{0.5}SiO_4$ is unstable structure upon first delithiation with structural collapse. High temperature cell performance result shows high capacity of discharge capacity (244 mAh/g) but it had poor capacity retention (50%) due to the accelerated structural degradation and related reaction.
Zinc silicate ($Zn_2SiO_4$) has been identified as a suitable host material for a wide variety of luminescent activators, such as transition metal and rare earth elements. In particular, manganese-activated $Zn_2SiO_4$ exhibits highly efficient photoluminescenceand cathodoluminescence, which allows this material to be used in fluorescent lamps and display applications. In this study, we investigated the green and yellow luminescence from Mn-doped $Zn_2SiO_4$ thin films that were synthesized using radio frequency magnetron sputtering followed by annealing at $600{\sim}1,200^{\circ}C$ The refractive index of the $Zn_2SiO_4$: Mn films showed normal dispersion behavior. It was found that the $Zn_2SiO_4$: Mn films annealed at $800^{\circ}C$ ossessed a mixture of alpha and beta phases. The obtained photoluminescence spectrum consisted of two emission bands centered at 525 nm in the green range and 574 nm in the yellow range. The green luminescence originates from the divalent Mn ions in alpha phase of $Zn_2SiO_4$, while the yellow luminescence comes from the divalent Mn ions in beta phase. The films annealed at and above $900^{\circ}C$ xhibited only the alpha phase. The broad PL excitation band was observed ranging from 220 to 300 nm with a maximum at around 243 nm.
The synthetic conditions of $ ZrSiO_4-Cd(S_xS_{1-x})$ stains from CdS, Se, $SiO_2$ , 4ZrO_2$ and Lif were investigated and the colors were examined. Colors of the stains prepared were yellow orange red pink ruby and violet in relation to both the content of CdS-Se in $ZrSiO_4$ and firing temperature. Colors of these series stains were thermally stabilized probably by the structural stability of zirconium silicate. Furthermore by the result of X-ray diffraction analysis it is assumed that color of the zircon cadmium sulphoselenide $ ZrSiO_4-Cd(S_xS_{1-x})$ stain is developed by neither the coloring ions in $ZrSiO_4$ lattice nor the solid solution of $ZrSiO_4$ and $Cd(S_xS_{1-x})$ but by the small crystals of $Cd(S_xS_{1-x})$ being occluded by the zirconium silicate during sintering process.
핵융합의 고체형 증식(Helium Cooled Solid Breeder : HCSB) 블랑켓(Blanket Module)은 삼중수소 증식을 위해서 Li4SiO4, Li2TiO3, Li2O 및 Li2ZrO3 등의 페블이 고려되고 있다. 이러한 페블을 제조하기 위해서는 먼저 각각의 분말 제조가 선행되어야 한다. 한국의 Test Blanket Module(TBM)은 Li4SiO4 페블을 개발을 개발하여 사용할 예정이고 옵션으로 Li2TiO3 페블을 개발하는 것으로 되어 있다. Li4SiO4 페블을 개발하기 위해서 먼저 분말합성이 필수적이다. Li4SiO4 분말을 합성에 하기 위해서는 Lithium 금속염과 실리카 졸을 용매 및 폴리머 캐리어로서의 두 가지 기능을 하는 에틸렌글리콜에 첨가한 후 가열하여 완전히 용해시킨 후 혼합 용액을 건조시켜 겔형의 전구체를 제조한다. 이를 하소한 후 결정화시켜 Silicate 분말을 얻는데 이때의 건조, 하소 및 결정화 온도의 조건에 따른 분말의 크기 및 특성이 각각 다르다. 즉, 바인더 물질의 비율과 합성온도에 따라 특성이 약간씩 다른 분말을 얻을 수 있었다. 이렇게 얻어진 Silicate 분말은 지르코니아 볼을 이용하여 약 24 시간 동안 볼 밀링 과정을 통해 입도가 작은 미세한 Silicate 분말로 만들었다. 합성된 분말은 여러 가지 시험 및 분석을 통해서 검증되었으며, 불순물 등은 관찰되지 않았다.
To elucidate the role of silicon in biotic stress such as pests and diseases, standard chrysanthemum was grown in pots filled with soil without application of pesticide and fungicide. Si treatment was largely composed of three groups: $K_2SiO_3$ (50, 100, and $200mg{\cdot}L^{-1}$), three brands of silicate fertilizer (SiF1, SiF2, and SiF3) and tap water as a control. Si sources were constantly drenched into pots for 14 weeks. Application high concentration $K_2SiO_3$ ($200mg{\cdot}L^{-1}$) and three commercial Si fertilizers for 14 weeks improved growth parameters such as plant height and the number of leaves. In the assessment of disease after 4 weeks of Si treatment, percentage of infected leaves was not significantly different from that of control. After 14 weeks of Si treatment, however, the infected leaves were significantly reduced with a 20-50% decrease in high concentration ($200mg{\cdot}L^{-1}$) of potassium silicate and all commercial silicate fertilizers. Colonies of aphid insect (Macrosiphoniellas anborni) were also reduced in Si-treated chrysanthemum, showing 40-57% lower than those of control plants. Accumulation of silicon (approximately $5.4-7.1mg{\cdot}g^{-1}$ dry weight) in shoots of the plants was higher in Si-supplemented chrysanthemum compared to control plants ($3.3mg{\cdot}g^{-1}$ dry weight). These results indicate that using potassium silicate or silicate fertilizer may be a useful for management of disease and aphid insect in soil-cultivated chrysanthemum.
Mullite powders were synthesized from the common solution of aluminum sulfate and sodium silicate solutions by the emulsion-hot kerosene technique. The reaction temperature and mechanism for mullitization and the characteristics of synthesized mullite powders were investigated. The effect of Na components introduced from sodium silicate solution on the physical property and microstructure of sintered mullite was also examined. It was proved that mullites were formed at 75$0^{\circ}C$ through the reaction mechanism of Na2O.2.2SiO2+3.3Al2(SO4)3longrightarrow1.1(3Al2O3.2SiO2)+Na2SO4+8.9SO3. Synthetic mullite powders consisted of the compositiion of 3Al2O3.2SiO2 and showed highly agglomeration of hollow spherical particles of 1${\mu}{\textrm}{m}$ diameter. The density and fracture toughness of sintered mullites were somewhat reduced because of the effect of a very small amount of residual Na components.
The optimum reaction conditions for the acid consuming capacity of aluminum silicate synthesized from the reaction of sodium silicate solution and potassium aluminum sulfate solution were investigated by Box-Wilson experimental design, and the micromeritic properties were examined by the means of BET $N_2$ adsorption, Hg penetrometer and methylen blue adsorption. The chemical composition of the samples were analyzed by gravitic method. The results were found to be as follows: optimum reaction temperature $54.7^{\circ}C$, both concentrations of reactant soln 15.7%, reactants molar ratio (Al/Si) 0.5 and drying temperature $65.0^{\circ}C$. The acid consuming capacity of the sample prepared by above optimum conditions was 68 ml and the chemical composition was $Al_2O_3{\cdot}3.6SiO_2{\cdot}3H_2O$. The relationship between acid consuming capacity and micromeritic properties could not found in the range of experiments. Therefore, it is assumed that the acid consuming mechanism of aluminum silicate depends on the neutralization of $Al_2O_3$ and buffer action of $SiO_2$ in sample.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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