• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.307-307
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• 2010

최근 유한연료의 고갈로 인해 세계 유가가 불안정 됨으로서 대체 에너지에 대한 연구가 많이 진행 되고 있다. 특히 압전 소자를 이용한 에너지 하베스팅은 압전 역효과를 이용한 것으로서 주변에서 무의미하게 버려지는 진동이나 바람, 열 에너지를 실 생활에 사용할 수 있는 전기 에너지로 변환할 수 있는 유망한 기술 중 하나이다. 이러한 에너지 하베스팅 기술은 일본과 같은 선진국에서 이미 지하철 및 일반 다리와 같이 진동이 극히 많은 곳에서 응용되고 있다. 이러한 에너지 하베스팅 기술을 응용 하려면 전압출력 계수($g_{33}$)가 높아야 한다. 이것은 압전 d 상수와 유전상수에 영향을 많이 받는 것으로 알려져 있다. 현재가지 응용되는 압전 하베스팅 조성은 Pb(Zr,Ti)$O_3$ (PZT)를 기초로한 세라믹이 응용되고 있다. Pb(Zr,Ti)$O_3$ (PZT) 세라믹은 Morpohotropic phase boundary(MPB)에서 전기기계 결합계수 (kp) 와 기계적 품질계수 (Qm) 이 각각 0.5와 500으로 우수한 특성을 나타낸다. 또한 큐리온도 (Tc) 도 $400^{\circ}C$로 온도 안정성 또한 높다. 하지만 $1000^{\circ}C$ 이상에서 소결하는 PbO는 소결 중 급격한 휘발로 환경적 오염 뿐 아니라 특성의 저하를 야기시킨다. 그래서 몇몇 나라에서는 그 사용을 제한하고 점차적으로 사용을 줄여 나가고 있는 동시에 PbO가 첨가되어 있지 않은 Lead-Free 세라믹의 연구가 많이 진행되고 있다. Lead-Free 세라믹 중 alkaline niobate를 기초로 한 페로브스카이트 구조의 ($Na_{0.5}K_{0.5})NbO_3$ (NKN) 은 PbO를 기초로 한 세라믹을 대체할 유망한 후보자 중 하나이다. 하지만 NKN세라믹의 K 성분의 조해성 및 고온에서의 휘발로 인해 일반 적인 소결 방법으로는 고밀도의 세라믹을 얻기 매우 어렵다. 그래서 Hot pressing, Hot forging, RTGG(Reactive Template Grain Growth), SPS(Spark plasma Sintering)와 같은 특별한 소결 법을 이용하거나 $K_8CuNb_4O_{23}$(KCN) 이나 $K_{5.4}Cu_{1.3}Ta_{10}O_{29}$(KCT) 등을 첨가하여 그 소결성을 향상 시키는 방법도 있다. 또한 압전 d상수를 향상 시키기 위해 $Nb_2O_5$나, $La_2CO_3$, $CeO_2$, $Li_2CO_3$ 등을 치환함으로써 압전 d상수를 향상 시켜 전압출력 계수를 높이는 연구 또한 많은 보고가 되어 있다. 특히 $Li_2CO_3$의 첨가는 일반 적인 소결 방법으로도 밀도의 조밀함을 향상 시켜 그에 따른 높은 유전율과 전기기계 결합계수, 압전 d상수를 가져 많은 연구가 되어지고 있다. 그래서 본 연구에서는 일반적인 ($K_{0.5}N_{0.5})_{1-x}Li_x(Nb_{0.96}Sb_{0.04})O_3$ + 0.2mol%$La_2O_3$ + 1.2mol%$K_8CuNb_4O_{23}$ 세라믹에 x(=Li) 치환에 따른 유전 및 압전특성을 조사하였다.

• 보존과학회지
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• 제6권1호
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• pp.15-30
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• 1997

전남지역 도요지에서 출토된 토기, 시유도편, 녹청자와 청자편의 제조기술과 산지추정은 X선회절분석, 유도결합 플라즈마 발광분석, 열기계적 분석을 통한 물리화학적 성질의 검토로 이루어졌다. 도편의 사용원료는 점토, 석영, 장석광물로 유사하지만 그 함량비는 출토지에 따라 약간의 차이가 있으며, 철분함량에서 토기, 흑갈유, 녹갈유 도편은 $4\~7\%$, 녹청자 및 청자편은 $2\~3\%$로 기종에 따라 두드러진 차이를 나타내고 있다 흑갈유, 녹청자의 구성광물은 $\alpha-Quartz$, mullite와 일부 tridymite, cristobalite로 이루어졌으며, 청자는 $\alpha-Quartz$, mullite만으로 구성되어 있다. 도편의 소성온도는 토기가 $1000\~1100^{\circ}C$, 흑갈유, 녹갈유, 녹청자 청자가 $l130\~1200^{\circ}C$ 정도로 추정되었다. 도편에 대한 출토지의 구분은 분석된 21개의 미량원소중 14개의 원소가 매우 근접되어 불가능하였으며, 도자기제조에 사용된 원료의 지질학적인 특성이 유사한 것으로 판단하였다. 이들 지역에서 출토된 도편의 특성원소는 Rb, Sr, V, Zr, Y, Nd, Sc, La, Ce, Nb, Sm, Eu, Dy, Yb로 14개이다. 영암의 도편은 Zn과 Fe원소에 의해 다른 지역에서 출토된 도편들과 명확히 구분되었고, 출토지가 다른 녹청자, 청자편은 동일한 범위에 군집되는 특징을 나타내어 사용원료가 비슷한 것으로 추정된다.

• 자원환경지질
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• 제39권3호
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• pp.329-342
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• 2006

이 연구에서는 곤양지역 하상퇴적물에 대한 지구화학적 특성을 규명하고 환경오염과 지질재해에 대해서 이해하고자 한다. 이를 위해 물이 흐르고 있는 1차 수계를 대상으로 하상퇴적물시료 178개를 채취하였고, 실험실에서 자연건조 시켰다. 시료는 알루미나 몰타르를 이용하여 200메쉬 이하로 분쇄하였고, XRD, XRF, ICP-AES, NAA분석을 실시하였다. 연구지역 하상퇴적물 지질집단별 지구화학적 특성 비교를 위해, 석영반암 지역, 퇴적암류 지역, 아노르도사이트 지역과 편마암류 지역으로 분류하였다. 곤양지역 하상퇴적물의 주성분원소 함량은 $SiO_2\;41.86{\sim}76.74\;wt.%,\;Al_{2}O_{3}\;9.92{\sim}30.00\;wt.%,\;Fe_{2}O_{3}\;2.74{\sim}12.68\;wt.%,\;CaO\;0.22{\sim}3.31\;wt.%\;,MgO\;0.34{\sim}3.97\;wt.%,\;K_{2}O\;0.75{\sim}0.93\;wt.%,\;Na_{2}O\;0.25{\sim}1.92\;wt.%,\;TiO_{2}\;0.40{\sim}3.00\;wt.%,\;MnO\;0.03{\sim}0.21\;wt.%,\;P_{2}O_{5}\;0.05{\sim}0.38\;wt.%$이다. 하상퇴적물의 미량성분원소 및 희토류원소 함량은 $Cu\;7{\sim}102\;ppm,\;Pb\;15{\sim}47\;ppm,\;Sr\;48{\sim}513\;ppm,\;V\;29{\sim}129\;ppm,\;Zr\;31{\sim}217\;ppm,\;Li\;14{\sim}94\;ppm,\;Co\;5.6{\sim}32.1\;ppm,\;Cr\;23{\sim}259\;ppm,\;Cs\;1.7{\sim}8.7\;ppm,\;Hf\;2.1{\sim}109.0\;ppm,\;Rb\;34{\sim}247\;ppm,\;Sc\;4.5{\sim}21.9\;ppm,\;Zn\;24{\sim}609\;ppm,\;Sb;0.8{\sim}2.6\;ppm,\;Th\;3{\sim}213\;ppm,\;Ce\;22{\sim}1000\;ppm,\;Eu;0.7{\sim}5.3\;ppm,\;Yb\;0.6{\sim}6.4\;ppm$의 범위를 보인다.

• 자원환경지질
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• 제39권6호
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• pp.675-687
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• 2006

이 연구에서는 청풍지역 하상퇴적물에 대한 지구화학적 특성 규명을 통해, 주성분원소 및 미량원소에 대한 청풍지역의 자연배경치를 제시하고, 지구화학적 재해에 대해 예견하고자 한다. 이를 위해 물이 흐르고 있는 1차 수계를 대상으로 하상퇴적물시료를 채취하였고, 실험실에서 자연건조 시켰으며, 화학적 분석을 위해 알루미나 몰타르를 이용하여 200메쉬 이하로 분쇄하였다. 주성분원소 및 미량성분원소는 XRD, XRF, ICP-AES, NAA를 이용하여 분석하였다. 청풍지역 하상퇴적물의 기반암에 따른 지질집단별 지구화학적 특성 비교를 위해, 화강암질편마암지역, 메타텍틱편마암지역, 다도응회암지역, 유치역암 지역, 능주용암지역으로 분류하였다. 청풍지역 하상퇴적물 전체에 대한 주성분원소 함량은 $SiO_2\;47.31{\sim}72.81\;wt.%,\;Al_2O_3 \;11.26{\sim}21.88\;wt.%,\;Fe_2O_3\;2.83{\sim}8.39\;wt.%,\;CaO\;0.34{\sim}7.54\;wt.%,\;MgO\; 0.55{\sim}3.59\;wt.%,\;K_2O\;1.71{\sim}4.31\;wt.%,\;Na_2O\;0.56{\sim}2.28\;wt.%,\;TiO_2\;0.46{\sim}1.24\;wt.%,\;MnO\;0.04{\sim}0.27\;wt.%,\;P_2O_5\;0.02{\sim}0.45\;wt.%$이다. 청풍지역 하상퇴적물 전체에 대한 미량성분원소 및 희토류원소 함량은 $Ba\;700ppm{\sim}8990ppm,\;Be\;1.0{\sim}3.50ppm,\;Cu\;6.20{\sim}60ppm,\;Nb\;12{\sim}28ppm,\;Ni\;4.4{\sim}61ppm,\;Pb\;13{\sim}34ppm,\;Sr\;65{\sim}787ppm,\;V\;4{\sim}98ppm,\;Zr\;32{\sim}164ppm,\;Li\;21{\sim}827ppm,\;Co\;3.68{\sim}65ppm,\;Cr\;16.7{\sim}409ppm,\;Cs\;72{\sim}37.1ppm,\;Hf\;4.99{\sim}49.2ppm,\;Rb\;71.9{\sim}649ppm,\;Sb\;0.16{\sim}5.03ppm,\;Sc\;4.97{\sim}5ppm,\;Zn\;26.3{\sim}375ppm,\;Ce\;60.6{\sim}373ppm,\;Eu\;0.82{\sim}6ppm,\;Yb\;0.71{\sim}10ppm$의 범위를 보였다.

• 자원환경지질
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• 제29권5호
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• pp.545-559
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• 1996

Rare metal (Nb-Zr-REE) ore deposits are located in the Chungju area. Geotectonically, the rare metal ore deposits are situated in the transitional zone between Kyeonggi massif and Okcheon belt. The rare metal deposits are distributed in Kyemyeongsan Formation which consist of schist and alkaline igneous rocks. Alkali granite has suffered extensive post-magmatic metasomatism and hydrothermal processes. The ore contains mainly Ce-La, Ta-Nb, Y, Y-Nd, Nd-Th group minerals. More than 15 RE and REE minerals are found in the ore deposits. Allanite, one of the Ce-La rich REE minerals belonging to the epidote group, is the most common mineral in the studied area. The allanite- bearing rocks may be devided into seven types by features of occurrence and mineral associations; zircon type (ZT), allanite-vein type (AT), feldspar type (KT), fluorite type (FT), quartz-mica type (QT), iron-oxide type (MT), and amphibole type (HT). The allanite veins (AT) and zircon rich rocks (ZT) contain the highest total REE contents. Differences in REE abundance can be interpreted in terms of varying portions of magmatic hydrothermal fluid. Petrographical and chemical data are presented for allanites which were collected from different types. The allanites show wide variations in optical properties, due in part to differences in their chemical composition (depending on the types) and to the degree of crystallinity of the individual specimens. Allanite metamicts in biotite are generally surrounded by well developed pleochroic haloes. Usually, allanite is accompanied by zircon and other REE-bearing minerals. CaO and total REE contents $({\sum}RE_2O_3)$ range from 9.29 to 18.79% and 11.66 to 26.31%, respectively. Also, SiO, (28.87~32.61%), $Al_2O_3$ (8.30~16.88%), and $Fc_2O_3$ (16.74~24.38%) contents show varying contents from type to type. The ${\sum}RE_2O_3$ of allanite has positive relationships with $Fe_2O_3$ and negative relaton with CaO, $SiO_2$, and $Al_2O_3$ Backscattered electron microscope images (BEl) of allanite shows that the its mineral composition and texture is very complex. The allanite-bearing hosts show distinct light REE enrichment with strong negative Eu anomaly except for HI. The HT has an almost flat REE distribution pattern with a small negative Eu anomaly. The chemical variation of the allanites with occurrences and mineral association can be related to condition of temperature and oxidation states in precipitation environment.

• 자원환경지질
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• 제28권4호
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• pp.351-367
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• 1995

보포트-맥켄지 분지의 리인디어 D-27 시추공 시료에 대한 원소 지화학 및 산소동위원소 연구가 수행되었다. $K_2O$, Rb, 희토류원소의 함량 증가, Mg, Ti, Sc, Zn, Zr 등의 팔면체 원소의 감소, Be, V 등의 사면체 원소의 증가는 깊이에 따라 일라이트층의 구성비가 증가하는 일라이트/스멕타이트의 속성경향과 대비된다. 스멕타이트층과 일라이트층의 구조식은 각각 $[Al_{1.57}Fe_{.19}Mg_{.31}Ti_{.07}][Si_{3.84}A_{1.16}]O_{10}(OH)_2$와 $[Al_{1.84}Mg_{.16}][Si_{3.33}Al_{.67}]O_{10}(OH)_2$로 추정된다. 일라이트/스멕타이트의 속성과 연관하여 희토류원소의 유동이 관찰되었다. 희토류원소, 특히 La와 Ce의 깊이에 따른 함량 증가는 높은 전하가를 갖는 사면체 원소 ($V^{5+}$)의 유입과 관련이 있다. $V^{5+}$에 의한 잉여 전하는 부분적으로 낫은 전하가를 갖는 $Be^{2+}$에 의하여 상쇄되며, 또한 $Be^{2+}$에 의하여 발생되는 지엽적인 전하 불균형은 층간 이온으로는 높은 전하가 (+3)를 갖는 희토류 원소에 의하여 해소된다. 일라이트/스멕타이트의 ${\delta}^{18}O$가 (SMOW)는 2.91~15.72‰의 범위를 보이며, 걸프연안 등의 일라이트/스멕타이트와는 달리 깊이에 따라 증가한다. 일라이트/스멕타이트의 ${\delta}^{18}O$가의 증가는 공극수의 ${\delta}^{18}O$ 증가도가 깊이에 따라 증가하는 온도로 인한 동위원소 분별작용정수 (${\Delta}_{I/S-water}$)의 감소도보다 크기 때문이다. 일라이트/스멕타이트와 평형인 공극수의 ${\delta}^{18}O$가의 계산결과는 공극수의 근원이 지표수임을 지시한다. 중간 깊이에서 낮은 ${\delta}^{18}O$가를 보이는 450m 두께의 구간은 공극수가 층상화되어 있음을 의미한다. 그러나 이 깊이 구간이 낮은 일라이트층 구성비와 낮은 $K_2O$ 함량을 보이는 구간과 일치하지 않는 것으로 볼때 동위원소 교환 반응과 광물학적, 지화학적 반응은 서로 독립적으로 일어나는 것으로 해석된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.48-55
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• 2024

The electrochemically active site of mixed ionic and electronic conductor (MIEC) as a cathode material is restricted to the triple phase boundary in protonic ceramic fuel cells (PCFCs) due to the insufficient of proton-conducting properties of MIEC. This study primarily focused on expanding the electrochemically active site by La_0.6Sr_0.4Co_0.2Fe_0.8O_3-δ(LSCF6428)-BaZr_0.4Ce_0.4Y_0.1Yb_0.1O_3-δ (BZCYYb4411) composite cathode. The electrochemical properties of the composite cathode were evaluated using anode-supported PCFC single cells. In comparison to the LSCF6428 cathode, the peak power density of the LSCF6428-BZCYYb4411 composite cathode is much enhanced by the reduction in both ohmic and non-ohmic resistance, possibly due to the increased electrochemically active site.

• 한국세라믹학회지
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• 제36권4호
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• pp.391-402
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• 1999

Characteristics of composite electrolytes which were prepared by coating a thin film of YSZ (yttria sta-bilized zirconia : (ZrO2)0.92 (Y2O3)0.08) on YDC (yttria doped ceria : Ce0.8Y0.2O1.9) with mixed conductivity have been investigated in order to develop the low-temperature solid oxide fuel cell. The thickness (t) of spin-coated YSZ thin films after the heat-treatment at 600$^{\circ}C$ was increased proportionally to the sol con-centrations (C) while the decrease in its thickness with the spin rate ($\omega$) could be expressed in the e-quation of ln t=9.49-0.53 ln $\omega$(0.99mol//s sol conc.) When the sol concentration and the spin rate being less than 0.99 mol/l and higher than 1000 rpm respectively reliable YSZ/YDC composite electrolytes could be obtained by multi-coating although several micro-cracks were observed in singly coated YSZ film surfaces. The dense YSZ film with a 1$\mu\textrm{m}$ thickness was prepared by coating of 0.99 mol/l YSZ sol five-times at 2000 rpm followed by heat-treatment at 1400$^{\circ}C$ for 2h, The adhesion between YSZ film and YDC substrate was found to be very good. The open circuit voltages of H2/O2 single cell with YSZ/YDC composite electrolytes were 0.79∼0.82 V at 800$^{\circ}C$ and 0.75∼0.77V at 900$^{\circ}C$ The open circuit voltage was inversely proportioned to the thickness ratio of YSZ thin film (1$\mu\textrm{m}$) to YDC substrate(0.28-2.22 mm)

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권1호
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• pp.109-114
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• 2020

This work presents the results of laboratory scale tests of the CARBOFLUOREX (CARBOnate FLUORide EXtraction) process - a novel technology for the recovery of U and Pu from the solid fluorides residue (fluorination ash) of Fluoride Volatility Method (FVM) reprocessing of spent nuclear fuel (SNF). To study the oxidative leaching of U from the fluorination ash (FA) by Na₂CO₃ or Na₂CO₃-H₂O₂ solutions followed by solvent extraction by methyltrioctylammonium carbonate in toluene and purification of U from the fission products (FPs) impurities we used a surrogate of FA consisting of UF₄ or UO₂F₂, and FPs fluorides with stable isotopes of Ce, Zr, Sr, Ba, Cs, Fe, Cr, Ni, La, Nd, Pr, Sm. Purification factors of U from impurities at the solvent extraction refining stage reached the values of 10⁴-10⁵, and up to 10⁶ upon the completion of the processing cycle. Obtained results showed a high efficiency of the CARBOFLUOREX process for recovery and separating of U from FPs contained in FA, which allows completing of the FVM cycle with recovery of U and Pu from hardly processed FA.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권4호
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• pp.503-510
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• 2005

본 연구는 졸-겔법을 이용하여 복합 알루미나를 제조하였고, 다양한 첨가제의 첨가에 의한 복합 알루미나의 열적 안정성을 고찰하였다. $1,200^{\circ}C$에서 소성시킨 복합 알루미나의 열적 안정성은 사용된 첨가제에 따라서 $Si{\fallingdotseq}La$ > Ti > $Ba{\fallingdotseq}Ce$ > Y > $Zr{\fallingdotseq}Mg$ 순으로 나타났다. 특히 실리카 첨가시 ${\alpha}$-알루미나로의 상전이 온도를 $150^{\circ}C$이상 높여 $1,200^{\circ}C$에서 소성 후에도 ${\gamma}$-형에서 ${\delta}$-형의 알루미나 상을 유지함을 알 수 있었고, 비표면적이 $3m^2/g$인 ${\alpha}$-알루미나에 비해 $71m^2/g$(비표면적) 범위까지 증가됨을 보였다. 이러한 알루미나 입자의 특성변화는 실리카 첨가 알루미나의 경우 고온으로 소성시 Si-O-Al의 결합의 증가로 인하여 알루미나의 상전이를 지연시키는 결과로 나타나고, 란타늄 첨가 알루미나의 경우 $LaAlO_3$ 구조의 존재로 인해 알루미나의 입자간 소결을 지연시킴을 알 수 있었다. 또한 란타늄 첨가시 $1,000^{\circ}C$ 이하에서 소성시킨 경우 란타늄이 알루미나 표면에 $La_2O_3$ 구조로 존재하나 $1,000^{\circ}C$ 이상에서는 $LaAlO_3$의 perovskite 구조로 존재하고, $1,300^{\circ}C$ 이상에서는 $LaAl_{11}O_{18}$의 magneto-plumbite 구조로 존재함을 XRD와 XPS 분석 결과에 의해 확인할 수 있었다.