DOI QR코드

DOI QR Code

A study on the preparation and analysis of cordierite by sol-gel method

졸-겔법에 의한 코디어라이트 제조와 분석에 관한 연구

  • 전경수 (경원대학교 자연과학대학 화학과) ;
  • 이영환 (경원대학교 자연과학대학 화학과)
  • Received : 2007.11.19
  • Accepted : 2008.04.03
  • Published : 2008.04.25

Abstract

The golden turbid solution of cordierite precursor was obtained by using magnesium ethoxide in sol-gel method, while the clear solution of cordierite precursor was obtained when 5%-$Zr(OC_3H_7)_4$ solution was used in the sol-gel reaction. $SiO_2$ component was confirmed by infrared spectra showing $1045cm^{-1}$ and the stretching vibration of gelish $SiO_4$ showed $1140cm^{-1}$ and $940cm^{-1}$. The component of $Al_2O_3$ showed at $580cm^{-1}$ and network structure of $Al_2O_6$ showed at $680cm^{-1}$. The component of MgO was confirmed at $575cm^{-1}$ as the stretching vibration. X-ray diffraction analysis showed ${\mu}$-cordierite crystal was showed up at temperature above $1000^{\circ}C$ at the mole ratio of cordierite precursor and water (1:5). ${\mu}$-Cordierite and ${\alpha}$-cordierite were coexisted at $1050^{\circ}C$ for the mole ratio of cordierite precursor and ammonia (1:5) while ${\alpha}$-cordierite was only existed at $1100^{\circ}C$ for the same mole ratio as mentioned above.

졸-겔법에 의한 코디어라이트계 전구체(precursor) 제조 시 마그네슘 에톡사이드를 사용하면 황금색을 띠는 불투명한 전구체 용액이 되고, 조핵제인 5%-$Zr(OC_3H_7)_4$ 첨가 시에는 투명한 코디어라이트를 얻을 수 있다. 적외선 흡수 분광 분석에서 $SiO_2$ 성분은 $1045cm^{-1}$에서 흡수 피크를 확인 할 수 있었으며, 동시에 $1140cm^{-1}$$940cm^{-1}$의 두 개 피크 분리는 열처리 한 겔체인 $SiO_4$ 신축 진동이고, $Al_2O_3$ 성분은 $580cm^{-1}$$680cm^{-1}$의 흡수 피크로 보아 $Al_2O_6$ 망목 구조이고, MgO 성분은 $575cm^{-1}$에서 MgO 신축 진동 임을 알 수 있었다. X-선 회절 분석에서 코디어라이트계 전구체 : 물 몰비 1:5의 경우 반응 소결 온도 $1000^{\circ}C$ 이상에서는 ${\mu}$-cordierite 결정상이 나타남을 알 수 있었고, 코디어라이트계 전구체 : 암모니아 몰비 1:5 건조 겔체의 경우 $1050^{\circ}C$에서는 ${\mu}$-cordierite와 ${\alpha}$-cordierite가 공존 하다가 $1100^{\circ}C$에서는 ${\alpha}$-cordierite만이 존재함을 알 수 있었다.

Keywords

References

  1. 김봉걸, 편무실, 노재성, 임병오, "무기공업화학", pp. 365-377, 청문각, 한국, 1991
  2. K. H. Lee, J. Kor. Ceram. Soc. 28, 503-508(1991)
  3. 박정현, "결정화학", pp. 240-249, 반도출판사, 한국, 1990
  4. 이홍림, "기계구조용 화인세라믹스", pp. 2-3, 반도출 판사, 한국, 1990
  5. B. E. Yoldas, J. Mat. Sci. 12, 1203-1208(1977) https://doi.org/10.1007/BF02426858
  6. H. Dislich, J. Non-cry. Solids. 73, 599-612(1985) https://doi.org/10.1016/0022-3093(85)90379-5
  7. S. Sakka, J. Non-cry. Solids. 73, 651-660(1985) https://doi.org/10.1016/0022-3093(85)90385-0
  8. H. De Lambilly, L. C. Klein, J. Non-cry. Solids. 102, 269-274(1988) https://doi.org/10.1016/0022-3093(88)90142-1
  9. L. C. Klein, Ann. Rev. Mater. Sci. 15, 227-248(1985) https://doi.org/10.1146/annurev.matsci.15.1.227
  10. M. Yamane, S. Aso, T. Sakaino, J. Mat. Sci. 13, 865-890(1978) https://doi.org/10.1007/BF00570525
  11. J. D. Mackenzie, J. Non-cry. Solids. 100, 162-168 (1988) https://doi.org/10.1016/0022-3093(88)90013-0
  12. M. Okuyama, T. Fukui, C. Sakurai, J. Mat. Sci. 28, 4465-4470(1993) https://doi.org/10.1007/BF01154958
  13. M. I. Baraton, T. Merle-Mejean, P. Quintard, J. Phys. Chem. 94, 5930-5934(1990) https://doi.org/10.1021/j100378a059
  14. A. S. T. M. X-ray diffraction Index card No. 13-293 (1991)
  15. A. S. T. M. X-ray diffraction Index card No. 13-294 (1991)