• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.1-7
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• 2019

The preparation and catalytic activities of various transition metal carbide crystallites (VC, MoC, WC) were examined in this study. In particular, the effect of different kinds of transition metal crystallites were scrutinized on the ammonia decomposition reaction. The experimental results showed that BET surface areas ranged from $8.3m^2/g$ to $36.3m^2/g$ and oxygen uptake values varied from $9.1{\mu}mol/g$ to $25.4{\mu}mol/g$. Amongst prepared transition metal carbide crystallites, tungsten compounds (WC) were observed to be most active for ammonia decomposition reaction. The main reason for these results were considered to be related to the extent of electronegativity between these materials. Most of transition metal carbide crystallites were exceeded by Pt/C crystallite. However, the steady state reactivities for some of transition metal carbide crystallites (WC) were comparable to or even higher than that determined for the Pt/C crystallite.

• Archives of Metallurgy and Materials
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• 제66권4호
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• pp.1029-1032
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• 2021

WC-Co cemented carbides were consolidated using spark plasma sintering in the temperature 1400℃ with transition metal carbides addition. The densification depended on exponentially as a function of sintering exponent. Moreover, the secondary (M, W) C_x phases were formed at the grain boundaries of WC basal facet. Corresponded, to increase the basal facets lead to the plastic deformation and oriented grain growth. A higher hardness was correlated with their grain size and lattice strain. We suggest that this is due to the formation energy of (M, W)C_x attributed to inhibit the grain growth and separates the WC/Co interface.

• 자원리싸이클링
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• 제33권4호
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• pp.29-35
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• 2024

폐촉매 등 폐자원에 대한 재활용은 대부분 제련 공정을 통해 금속 성분을 침출 및 추출하는 과정이며 금속 성분은 황산염, 질산염과 같은 염 형태로 회수된다. 회수된 염에 대한 하소를 통해 염은 산화물로 변화하며 산화물은 환원 과정을 거쳐 금속 혹은 세라믹 소재가 된다. 산화물 환원 과정에서 사용되는 환원제는 수소, 탄소 등이 있으며 환원을 통해 금속 분말이 얻어지게 되는데 재활용된 원소가 전이 금속이고 탄소를 환원제로 사용하는 경우 탄화물 합성이 가능하다. 전이 금속 탄화물의 경우 세라믹 물질임에도 불구하고 금속 결합으로 인해 전도성이 우수한 것으로 알려져 있으며 최근 이차원 전이 금속 탄화물인 맥신(MXene)은 전기 전도성뿐 아니라 넓은 표면적이라는 구조적 특징으로 인해 전자파 차폐, 이차전지 전극, 수 처리용 소재로 주목받고 있다. 본 연구에서는 폐자원으로부터 고부가가치 맥신 소재를 합성하기 위한 공정을 개발하고자 하였으며 결과적으로 폐자원을 원료로 합성된 맥신의 특성을 평가하여 폐자원의 맥신 원료 적용 가능성을 확인하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권1호
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• pp.46-55
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• 2022

최근 희유금속 자원 회수에서 초경합금 스크랩 재활용의 중요성이 증가하고 있다. 그러나 IV, V족 전이금속 질화물로 코팅된 초경합금 스크랩에서 고순도 분말 회수에서 어려움을 겪고 있다. 제1원리 계산을 사용하여 IV 및 V족 전이금속 질화물(TiN, VN, ZrN, NbN, HfN 및 TaN)의 구조, 탄성 및 기계적 특성을 조사하였다. IV족 전이금속 질화물은 V족 전이금속 질화물보다 높은 공유결합 특성을 보였다. 따라서 IV족 전이금속 질화물은 V족 전이금속 질화물보다 취성 거동을 보였다. 대조적으로 V족 전이금속 질화물은 최외각전자 농도에 영향받는 금속결합의 특성 때문에 IV족 전이금속 질화물보다 전단응력에 대한 약한 저항성과 연성 거동을 보였다. Crystal orbital Hamilton population 분석 결과는 모든 전이금속 질화물의 전단 저항 경향성이 일치함을 보여주었다.

• 한국분말재료학회지
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• 제28권2호
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• pp.150-163
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• 2021

Interest in eco-friendly materials with high efficiencies is increasing significantly as science and technology undergo a paradigm shift toward environment-friendly and sustainable development. MXenes, a class of two-dimensional inorganic compounds, are generally defined as transition metal carbides or nitrides composed of few-atoms-thick layers with functional groups. Recently MXenes, because of their desirable electrical, thermal, and mechanical properties that emerge from conductive layered structures with tunable surface terminations, have garnered significant attention as promising candidates for energy storage applications (e.g., supercapacitors and electrode materials for Li-ion batteries), water purification, and gas sensors. In this review, we introduce MXenes and describe their properties and research trends by classifying them into two main categories: transition metal carbides and nitrides, including Ti-based MXenes, Mo-based MXenes, and Nb-based MXenes.

• 한국재료학회지
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• 제32권1호
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• pp.44-50
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• 2022

Transition metal carbides (TMCs) are used to process difficult-to-cut materials due to the trend of requiring superior wear and corrosion properties compared to those of cemented carbides used in the cutting industry. In this study, TMC (TiC, TaC, Mo₂C, and NbC)-based cermets were consolidated by spark plasma sintering at 1,300 ℃ (60 ℃min) with a pressure of 60 MPa with Co addition. The sintering behavior of TMCs depended exponentially on the function of the sintering exponent. The Mo₂C-6Co cermet was fully densified, with a relative density of 100.0 %. The Co-binder penetrated the hard phase (carbides) by dissolving and re-precipitating, which completely densified the material. The mechanical properties of the TMCs were determined according to their grain size and elastic modulus: TiC-6Co showed the highest hardness of 1,872.9 MPa, while NbC-6Co showed the highest fracture toughness of 10.6 MPa^*m^1/2. The strengthened grain boundaries due to high interfacial energy could cause a high elastic modules; therefore, TiC-6Co showed a value of 452 ± 12 GPa.

• 한국분말재료학회지
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• 제31권1호
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• pp.57-76
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• 2024

Recent advancements in electronic devices and wireless communication technologies, particularly the rise of 5G, have raised concerns about the escalating electromagnetic pollution and its potential adverse impacts on human health and electronics. As a result, the demand for effective electromagnetic interference (EMI) shielding materials has grown significantly. Traditional materials face limitations in providing optimal solutions owing to inadequacy and low performance due to small thickness. MXene-based composite materials have emerged as promising candidates in this context owing to their exceptional electrical properties, high conductivity, and superior EMI shielding efficiency across a broad frequency range. This review examines the recent developments and advantages of MXene-based composite materials in EMI shielding applications, emphasizing their potential to address the challenges posed by electromagnetic pollution and to foster advancements in modern electronics systems and vital technologies.

• 대한화학회지
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• 제53권3호
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• pp.266-271
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• 2009

고체 화합물 La7Os4C9 속에 있는 [Os4C9]21‑ 사슬의 전자구조와 화학결합을 extended Hückel 계산 결과에 의해서 논의하였다. 탄소 원자는 물론 (C2)2‑ 분자의 결합 특성은 비교적 큰 Os-C 상호작용을 나 타내었고 특히 (C2)2‑ 분자의 결합길이 증가는 Fermi level 바로 아래에 Os-C2(1 πg) 결합 밴드의 존재로 인 해서 반결합 1πg 오비탈에 부분적인 전자점유가 일어나기 때문인 것으로 해석된다.

• 한국재료학회지
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• 제15권9호
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• pp.566-576
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• 2005

This paper describes an ab Initio study on interface energies, misfit strain energies, and electron structures at coherent interfaces Fe(bcc structure)/MCs(NaCl structure M=Ti, Zr, Hf). The interface energies at relaxed interfaces Fe/TiC, Fe/ZrC and Fe/HfC were 0.263, 0.153 and $0.271 J/m^2$, respectively. It was understood that the dependence of interface energy on the type of carbide was closely related to changes of the binding energies between Fe, M and C atoms before and after formation of the interfaces Fe/MCs with the help of the DLP/NNBB (Discrete Lattice Plane/ Nearest Neighbour Broken Bond) model and data of the electron structures. The misfit strain energies in Fe/TiC, Fe/ZrC and Fe/HfC systems were 0.390, 1.692 and 1.408 eV per 16 atoms(Fe: 8 atoms and MC; 8 atoms). More misfit energy was generated as difference of lattice parameters between the bulk Fe and the bulk MCs increased.

• 공업화학
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• 제20권1호
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• pp.28-33
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• 2009

카본나노튜브에 담지된 몰리브데늄 카바이드 촉매를 다양한 제조 조건을 통해 제조하여 촉매특성을 분석하였고, 메탄올의 전기화학적 산화반응을 통해 촉매의 활성을 비교하였다. 촉매로써 전이금속의 낮은 활성을 극복하기 위한 방안으로 카본나노튜브를 지지체로 사용하였으며 전구체의 양 및 종류, 지지체의 산처리 방법, 탄화공정 온도조건 등을 변화하여 촉매를 제조하였다. 제조된 촉매는 ICP-AES, XRD, TEM을 통하여 촉매의 특성을 분석하였고, 메탄올의 전기화학적 산화반응을 통해 촉매의 활성을 비교하였다. 몰리브데늄 카바이드 촉매($Mo_2C/CNT$)의 다양한 제조방법으로 입자크기와 담지량을 변화시킬 수 있었으며, 입자의 크기와 담지량의 변화에 따른 전기화학적 산화반응의 특성을 설명할 수 있었다.