• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.15 no.2
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• pp.79-84
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• 1978

$Zn_{0.105}Co_{0.025}Li_{0.435-1/2x}Ni_x Fe_{2.435-1/2x-y }Mn_y O_4$ 조성의 메모리코어 특성과 $Nb_2O_5$ 및 $V_2O_5$의 소량 첨가가 square-loop성질에 주는 영향을 연구하였다. 위의 조성에서 닉켈의 양 x는 0에서 0.15까지, 그리고 망간의 양 y는 0.05에서 0.25까지 변화시켰다. $Nb_2O_5$와 $V_2O_5$의 양은 각각 위의 화학식에 대하여 0.005에서 0.015까지 변화시켰다. 실험결과에 의하면 $Mn^{+3}$를 octahedral자리에 첨가하였을 때에는 잡음이 감소되었고 메모리코어 squareness와 보자련의 온도계수가 증가하였다. 닉켈을 첨가하였을 때에는 메모리코어의 squareness와 잡음이 증가하였다. $Nb_2O_5$를 소량 첨가하였을 때에는 square-loop성질이 개선되었음에 비하여 $V_2O_5$를 소량 첨가하였을 때에는 square-loop성질이 나빠졌다.

• Proceedings of the Korea Association of Crystal Growth Conference
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• 1996.06b
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• pp.219-222
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• 1996

수열법은 밀폐용기중에서 10$0^{\circ}C$이상의 가열, 가압된 수용액이 반응에 관여하는 것으로써, 수정, CaCO3, AlPO4, GaPO4 등과 같은 단결정의 육성 뿐만 아니라 균일분산계로부터 균일한 결정성의 미립자 합성에도 폭넓게 이용되고 있다. 세라믹분말의 합성에 있어서, 이 방법은 특히 형상, 입자크기의 제어가 용이할 뿐만 아니라 고상법, 졸-겔법, 공침법에서와 같은 열처리, 분쇄과정이 필요없기 때문에 고순도의 초미립자를 얻을 수 있는 장점이 있다. 근년 미국, 일본에서는 수열법을 이용한 유전, 압전체 등 세라믹분말의 일부가 공업적인 규모로 대량 생산되고 있다. 그러나 이에 대한 국내 기술은 아직 초기단계에 이르고 있는 실정이다. 따라서 본 연구실에서는 수열법에 의한 단결정 육성 (예; 자수정, CaCO3, AlPO4, GaPO4, KTP, Emerald 등), 박막제조 (예; GaP, PbTiO3, BaTiO3 등), 정제 (고령토, 장석, 도석 등), 원석처리 (진주, 인공 emerald, 비취 등) 그리고 각종 세라믹분말의 합성 등과 같은 다양한 기반기술의 축적과 동시에 공업화에 대응한 수열장치를 위하여 반응용기의 대형화, 엄밀한 밀폐방식, 실용적인 수열조건 등을 개발해 오고 있다. 본 발표에서는 현재까지의 연구개발 내용 중에서 결정성 미립자에 관련한 세라믹분말의 합성에 대한 일부의 결과들을 보고한다. 일반적으로 수열장치는 전기로, 반응용기, 온도 및 압력제어계 등을 기본으로 하고 있으며 시판용의 대부분이 교반기가 부착된 수직형 (vertical type)이다. 이와 같은 방식에 있어서는 엄밀한 밀폐가 곤란, 반응온도의 한계성 (25$0^{\circ}C$ 이하), 증진율의 한계성 (소량생산) 등과 같은 점이 있기 때문에 본 연구실에서는 개폐식 전기로내에 엄밀한 밀폐가 가능한 수평식(horizontal type)의 반응용기를 채택한 뒤 이를 회전 또는 시이소(seesaw)식으로 움직일 수 있도록 하여 연속공정화, 온도구배의 자율조절 그리고 보다 저온에서도 인위적인 이온의 확산을 효율적으로 유도할 수 있도록 하였다. 이와 같은 방식은 기존의 방식과 비교하여 반응용기 내에 응집현상과 미반응물이 존재하지 않으며 또한 단분산으로 결정성 미립자를 대량적으로 얻을 수 있는 장점이 있었다. 다음은 이상과 같이 본 연구실에서 자체 개발한 수열장치를 이용하여 PbTiO3, (Pb,La)TiO3Mn, BaTiO3, ZnSiO4:Mn, CaWO4 등과 같은 세라믹분말에 대한 합성 실험의 결과이다. 압전성, 초전성이 우수한 PbTiO3 및 (Pb,La)TiO3:Mn 분말의 수열합성은 PbO, TiO2, La2O3 등의 분말을 출발원료로 하여 합성도도 25$0^{\circ}C$부근의 알카리성 용액중에서 결정성 PbTiO3 및 (Pb,La)TiO3:Mn 미립자를 단상으로 얻었으며 입자의 형상 및 크기는 합성온도와 수열용매의 종류에 의존하였다. 유전체로서 폭넓게 응용되고 있는 BaTiO3 분말은 Ba(OH)2.8H2O, TiO2와 같은 최적의 출발원료를 선택함으로써 15$0^{\circ}C$ 부근의 저온영역에서도 용이하게 합성할 수 있었다. 특히 본 연구에서는 수용성인 Ba(OH)2.8H2O를 사용함으로써 host-guest적인 반응을 유도시키는데 있어 물의 가장 실용적이고 효과적인 수열용매임도 알았다. ZnSiO4:Mn, CaWO4, MgWO4와 같은 형광체 분말은 공업적으로 고상반응 또는 습식법에 의해 얻어지고 있으나 이들 방법에 있어서는 분쇄공정으로 인한 형광특성의 저하와 같은 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 수열법을 이용하여 이들 화합물의 합성을 시도하였으며 그 결과 합성온도 30$0^{\circ}C$ 부근의 알칼리성 용액중에서 수열적으로 얻어짐을 알았다. 여기서의 합성분말을 이용하여 실제 조명램프로 제조한 결과 녹색, 청색 발광용 형광체로서 우수한 형광특성을 나타내었다. 천연에서 소량 산출되고 있는 고가의 (Li,Al)MnO2(OH)2:Co 분말은 도자기의 전사지용 청색안료로써 이용되고 있다. 본 연구실에서는 LiOH.H2O, Al(OH)3, MnO2 등의 분말을 출발원료로 하고 24$0^{\circ}C$ 온도 부근 그리고 물을 수열용매로 하여 천연산에 필적하는 (Li,Al)MnO2(OH)2:Co 분말을 인공적으로 합성하였다.

• Journal of Powder Materials
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• v.17 no.5
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• pp.404-408
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• 2010

The effects of high energy ball-milling (HEBM) on the sintering behavior and piezoelectric properties of 0.1 wt% $Li_2CO_3$ doped 0.8Pb($Mg_{1/3}Nb_{2/3}$)$O_3$-0.2Pb($Zr_{0.475}Ti_{0.525}$)$O_3$ (PMN-PZT) ceramics were investigated. It was found that HEBM treatment was quite effective to reduce the average particle size down to 300 nm, leading to increased density as well as enhanced piezoelectric properties of a sintered specimen even though prolonged HEBM resulted in unwanted secondary phases that caused a degradation of piezoelectric properties. The dielectric constant ($\varepsilon_r$), piezoelectric coupling factor ($k_p$) and piezoelectric constant $d_{33}$ of 0.1 wt% $Li_2CO_3$ doped PMN-PZT ceramics prepared via HEBM for 10 h reached 2040, 0.68 and 554 pC/N, respectively.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• v.4 no.1
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• pp.27-33
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• 2013

The consequences of electrode density and thickness for electrochemical performance of lithium-ion cells are investigated using 2032-type coin half cells. While the cathode composition is maintained by 90:5:5 (wt.%) with $LiCoO_2$ active material, Super-P electric conductor and polyvinylidene fluoride polymeric binder, its density and thickness are independently controlled to 20, 35, 50 um and 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5 g $cm^{-3}$, respectively, which are based on commercial lithium-ion battery cathode system. As the cathode thickness is increased in all densities, the rate capability and cycle life of lithium-ion cells become significantly worse. On the other hand, even though the cathode density shows similar behavior, its effect is not as high as the thickness in our experimental range. This trend is also investigated by cross-sectional morphology, porosity and electric conductivity of cathodes with different densities and thicknesses. This work suggests that the electrode density and thickness should be chosen properly and mentioned in detail in any kinds of research works.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• v.9 no.4
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• pp.330-338
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• 2018

The adhesion strength as well as the electrochemical properties of $LiNi_{0.4}Mn_{0.4}Co_{0.2}O_2$ electrodes containing various conductive carbons (CC) such as fiber-like carbon, vapor-grown carbon fiber, carbon nanotubes, particle-like carbon, Super P, and Ketjen black is compared. The morphological properties is investigated using scanning electron microscope to reveal the interaction between the different CC and the active material. The surface and interfacial cutting analysis system is also used to measure the adhesion strength between the aluminum current collector and the composite film, and the adhesion strength between the active material and the CC of the electrodes. The results obtained from the measured adhesion strength points to the fact that the structure and the particle size of CC additives have tremendous influence on the binding property of the composite electrodes, and this in turn affects the electrochemical property of the configured electrodes.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.45 no.12
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• pp.760-765
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• 2008

In this study, the effects of small amounts (${\leq}3\;mol%$) of Li doping on the sintering characteristics and electrochemical performance of $(ZrO_2)_{0.89}(ScO_{1.5})_{0.1}(CeO_2)_{0.01}$ (ScSZ) were investigated. By adding 3 mol% lithium, the densification temperature of ScSZ was reduced from the conventional temperature of $1400^{\circ}C$ to $1200^{\circ}C$. It was found that Li doping also led to changes in the Zr:Sc ratio at the grain boundaries. Correspondingly, the dispersion of lithium zirconia at the grain boundaries accelerated the growth of ScSZ grains and increased the grain boundary resistance at temperatures below $450^{\circ}C$. At elevated temperatures of $450{\sim}750^{\circ}C$, the electrical conductivity of the ScSZ after doping remained almost unchanged under air and reducing atmospheres. These results suggest that the addition of lithium is promising for use in low temperature co-firing of ScSZ-based components for intermediate temperature solid oxide fuel cells.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.55 no.6
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• pp.861-867
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• 2017

In order to improve the capacity and cycling stability of Ni-rich NCA cathode materials for lithium ion batteries, the boron and cobalt were doped in commercial $Li_{1.06}Ni_{0.91}Co_{0.08}Al_{0.01}O_2$ (NCA) powders. Commercial NCA particles are mixed composites such as secondary particles of about $5{\mu}m$ and $12{\mu}m$, and the particle size was decreased by doping boron and cobalt. The initial discharge capacities of the boron and cobalt doped NCA-B and NCA-Co were found to be 214 mAh/g and 200 mAh/g, respectively, which are higher values than that of the raw NCA cathode material. In particular, NCA-Co exhibits the best discharge capacity of 157 mAh/g after 20 cycles, which is probably due to the enhanced diffusion of lithium ion by crystal growth along with the c-axis direction.

• Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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• v.24 no.5
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• pp.584-593
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• 2008

The surface $O_3,\;CO,\;NO_x,\;and\;SO_2$ were measured at Gosan in Jeju Island from May 2004 to April 2005. Over this period, the mean concentrations $({\pm}s.d.)$ of each gas was 40.06 $({\pm}16.01)$ ppbv for $O_3,\;264.92({\pm}115.73)ppbv\;for\;CO,\;1.98({\pm}2.73)ppbv\;for\;SO)_2,\;and\;4.64 ({\pm}3.24) ppbv\;for\;NO_x$. The monthly variations and the diurnal variations of these gases show that the Gosan site is situated in a relatively clean region. However, there were episodic simultaneous peaks in CO and $SO_2$, especially in winter and early spring. Using cluster analysis with air mass back- ward trajectory analysis, we suggest that these episodes are due to the influence of transportation of polluted air mass from polluted regions. In the cluster, which was under the dominant influence of clean maritime air mass, low levels of $O_3,\;CO,\;and\;SO_2$ were observed. The levels of these species were elevated in the other two clusters which had the air mass influenced by polluted continental regions. In addition, ratios of the chemical species such as $CO/NO_x,\;SO_2/NO_x,\;and\;CO/SO_2$ revealed the somewhat different characteristics of emission sources influencing each cluster. The differences in concentration of trace gases among clusters with different origin and transport pathways imply that Gosan is under the effect of pollution transported from other regions.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.28 no.9
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• pp.577-580
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• 2015

In this paper, in order to develop the composition ceramics with the outstanding piezoelectric properties, $Pb(Mg_{1/2}W_{1/2})_{0.03}(Ni_{1/3}Nb_{2/3})_{0.09}(Zr_{0.5}Ti_{0.5})_{0.88}O_3$ ceramics substituted with $BiFeO_3$ were prepared by the conventional solid-state reaction method. The addition of small amount of $Li_2CO_3$ and $CaCO_3$ as sintering aids decreased the sintering temperature of the ceramics. The effects of $BiFeO_3$ substitution on their piezoelectric and dielectric properties were investigated. when 0.015 mol $BiFeO_3$ was substituted, the optimal physical properties of $d_{33}=590pC/N$, $E_c=8.78kV/mm$ were obtained.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.05a
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• pp.113-116
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• 2006

자발착화 연소반응법 (Glycine Nitrate Process)을 응용한 초음파분무열분해장치를 이용하여 이차전지의 양극재료인 Ni치환형 $LiMn_2O-4$ 분말을 합성하였고, 각각의 하소온도에 따른 분말의 특성을 평가하였다. 전구용액은 산화제로 $Mn(NO_3)_2{\cdot}6H_20$EX>, $LiNO_3$, $Ni(NO_3)_2{\cdot}6H_20$를 사용하였고, 자발착화 에너지를 공급하기 위한 연료로는 glycine를 사용하였다. 분말의 결정상을 확인하기 위해 X-선 회절 시험을 시행하였으며, 각각의 조성별로 ICP측정결과 여러 조성들($LiNi_xNm_{2-x}O_4\;0{\leq}x{\leq]0.5$) 중 $LiNi_{0.3}Nm_{1.7}O_4$의 분말이 비교적 우수한 특성을 나타내었지만, 전기화학적 특성 평가 결과 이론용량값에 미치지 못하는 용량값을 나타내었다. 이것은 분말 합성 시 미량의 미 반응된 유기물들이 분말 표면에 피복되어 전기적 성질을 변화시키고 있기 때문임을 확인하였다. 이러한 특성을 개선하고자 추가적으로 하소 공정을 실시하여 전지의 성능를 평가 하였다. 분말의 미세구조와 형태, 크기, 전기 화학적 특성을 관찰하여 하소 전 후의 분말을 비교하였다.