• 제목/요약/키워드: Brownmillerite

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Structural and Magnetic Properties of the Brownmillerite $Ca_2Al_xFe_{2-x}O_5$ System

  • 김귀야;로권선;여철현
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제16권10호
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    • pp.934-938
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    • 1995
  • A series of solid solutions in the Ca2AlxFe2-xO5 (x=0.00, 0.50, 0.66, 1.00 and 1.34) system with brownmillerite structure has been synthesized at 1100 ℃ under an atmospheric air pressure. The solid solutions are analysed by powder x-ray diffraction analysis, Mohr salt titration, thermal analysis, and Mossbauer spectroscopic analysis. The x-ray diffraction analysis assigns the compositions of x=0.00 and 0.50 to the space group Pcmn and those of x=0.66, 1.00, and 1.34 to the Ibm2. Mo&ssbauer spectra have shown the coordination state and disordering of Al3+ and Fe3+ ions. The substituting preference of Al3+ ions for the tetrahedral site decreases with increasing x value. Magnetic susceptibility of the system has been measured in the temperature range of 5 K to 900 K. The solid solutions of the compositions of x=0.00, 0.50 and 0.66 have shown a thermal hysteresis and the thermoremanent magnetization gap decreases with increasing x value in the above systems. However the compositions of x=1.00 and 1.34 do not show the hysteresis. The exchange integral is calculated from Fe3+ ion occupancy ratio. The integral decreases with x value and thus the magnetic transition temperature decreases with the increasing x value.

Brownmillerite Ca1-xSrxFeO2.5(x=0, 0.3, 0.5, 0.7, 1.0)의 결정학적 및 자기적 성질에 관한 연구 (Crystallographic and Magnetic Properties of Brownmillerite Ca1-xSrxFeO2.5(x=0, 0.3, 0.5, 0.7, 1.0))

  • 윤성현;양주일;김철성
    • 한국자기학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.76-82
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    • 2004
  • Brownmillerite 산화물 $Ca_{1-x}$Sr$_{x}$FeO$_{2.5}$ (x = 0, 0.3, 0.5, 0.7, 1.0)의 결정학적 및 자기적 성질을 알아보기 위해 x-선회절 분석법과 Mossbauer 분광법을 이용하였다. 먼저 적정 조성의 전구체(precursor)를 합성한 후 산소가 결핍된 분위기에서 열처리함으로서 여분의 산소가 제거된 다결정 시료분말을 얻었다. Rietveld방법을 사용한 x-선 분석 결과, 시료의 결정구조는 공간군 Pcmn(x = 0, 0.3), Icmm(x = 0.5, 0.7, 1.0)인 orthorhombic 구조를 가지며, Sr의 함량이 증가함에 따라 격자상수가 모두 증가하였다. Neel 온도(T$_{N}$)이하에서의 Mossbauer 스펙트럼은 조성에 관계없이 면적비 1:1인 날카로운 12선이 관측되었다. 분석 결과 이들은 팔면체 자리와 사면체 자리의 Fe 이온에 기인하며 각각 -0.3 mm/s와 0.4 mm/s 정도의 전기4중극자 분열 값을 갖는 것으로 나타났다. T$_{N}$ 이상에서의 Mossbauer 스펙트럼은 조성에 관계없이 1.6 mm/s 정도의 전기4중극자 분열 값을 갖는 이중선으로 나타났다. T$_{N}$은 Sr의 함량이 증가함에 따라 760K에서 710K까지 단조 감소하였다. 두 공명흡수선의 면적 비는 조성에 관계없이 거의 1:1로 나타났다. Debye온도 분석결과 Fe이온이 사면체자리에서 더 견고하게 결합되어 있음을 알았다.어 있음을 알았다.

Analysis of Spin state of SrCoO2.5+x by DFT Calculation

  • 류지훈;임진영
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제3회(2014년)
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    • pp.430-433
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    • 2014
  • Perovskite 구조를 가진 코발트 산화물 $SrCoO_3$와 Brownmillerite 구조인 $SrCoO_{2.5}$의 electronic structure를 제1원리 계산을 통해 분석하였다. 이들의 magnetic structure를 계산하여 실험을 통해 알려진 값과 비교하였고, 각 구조에서 코발트 이온이 갖는 spin state를 확인할 수 있었다. 코발트 이온은 $SrCoO_3$에서 intermediate spin state(IS)를, $SrCoO_{2.5}$에서는 high spin state(HS)를 갖는데 이것이 lattice constant의 차이에 의한 것인지, 아니라면 차이의 원인은 무엇인지 density of state를 분석함으로써 알아보았다.

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$Eu_{1-x}Sr_xCoO_{3-y}$계의 비화학량론과 자기적 특성 (Nonstoichiometry and Magnetic Properties of the $Eu_{1-x}Sr_xCoO_{3-y}$ System)

  • 류광현;민지영;여철현
    • 대한화학회지
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    • 제39권7호
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    • pp.508-512
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    • 1995
  • $Eu_{1-x}Sr_xCoO_{3-y}$계에 대한 각 조성의 시료를 1150$^{\circ}C$ 대기압하에서 일정량의 반응혼합물을 가열하여 합성하였고 X-선 회절분석을 통하여 고용체가 합성되었음을 확인하였다. X-선 회절분석 결과 x=0.00과 0.25 조성의 화합물은 뒤틀린 orthoferrite형의 사방정계이고 x=0.50과 0.75는 단순 입방정계이고 x=1.00은 brownmillerite형의 사방정계이다. $Co^{4+}$ 이온의 양(${\tau}$값)은 x=0.50에서 최대가 되고 산소공위는 x값이 증가함에 따라 증가한다. 합성된 화합물에 대한$Co^{4+}$ 이온의 몰비와 산소 비화학량을 결정함으로서 합성된 각 조성의 화합물에 대한 비화학량론적 화학식을 결정하였다. 페롭스카이트 구조의 팔면체자리에 존재하는 $Co^{3+}$ 이온은 온도가 증가함에 따라 낮은 스핀상태에서 높은 스핀상태로의 전이가 일어난다. 이에 따라 자기측정 결과 각 시료는 온도가 상승함에 따라 유효자기모멘트가 증가한다. $EuCoO_{3.00}$의 경우 팔면체자리에 존재하는 $Co^{3+}$ 이온은 산소이온을 매개로 하여 이웃한 $Co^{3+}$ 이온과 반강자성 간접상호작용을 한다. ${\tau}$값이 증가하면 $Co^{3+}-O^2-Co^{4+}$의 강자성 상호작용에 의해 {\theta}_p$의 절대값이 감소하고, 결국 x=0.50에서는 양의 {\theta}_p$값을 갖는다.

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페롭스카이트 $CaGa_{1-x}Fe_xO_{3-y}$계의 비화학량론과 물리적 성질 (Nonstoichiometry and Physical Properties of the Perovskite $CaGa_{1-x}Fe_xO_{3-y}$ System)

  • 노권선;류광현;장순호;여철현
    • 대한화학회지
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    • 제40권5호
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    • pp.295-301
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    • 1996
  • $CaGa_1-xFexO_3-y$계의 x=0.25, 0.50, 0.75 및 1.00에 해당하는 고용체를 $1150^{\circ}C$, 대기압하에서 제조하였다. X-선 회절분석, Mohr염 정정, Mossbauer 분광분석을 수행하여 합성된 고용체들의 구조, 비화학량론적 화학식 및 양이온들의 분포를 결정한 후 전기전도도와 자기측정을 수행하여 물성에 관한 논의를 하였다. X-선 회절분석으로부터 얻은 모든 조성의 결정계는 브라운밀러릿 사방정계이다. 환산 격자부피는 단위세포의 차원이 다른 X=0.25의 조성을 제외하고 x값이 증가함에 따라 직선성을 가지고 증가한다. Mohr염분석 결과 고용체들은 $Fe^{4+}$ 이온을 포함하지 않고 산소공위의 몰수인 y값은 0.50으로 고정된 값을 가진다. Mossbauer 분광분석으로부터 Fe 이온의 산화상태, 배위상태, 브라운밀러릿 구조 및 $Ga^{3+}$$Fe^{3+}$ 이온의 분포를 논의하였다. 전기전도도와 활성화에너지는 x값이 증가함에 따라 각각 증가와 감소하고 이들로부터 전자 전기전도 메커니즘을 제안한다. x=0.50~1.00의 조성을 냉각하면서 자기측정을 수행할 때 열적 자기 히스테리시스가 나타나며 이러한 현상을 공간군과 Dzyaloshinsky-Moriya 상호작용을 기초로 논의하였다.

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합성 Calcium Alumino Ferrite(CAF) 치환량에 따른 시멘트 수화 특성 (Hydration properties of OPC with Synthesized Calcium Alumino Ferrite(CAF))

  • 이웅걸;송명신
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제11권1호
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    • pp.9-15
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    • 2023
  • 시멘트는 대표적인 이산화 탄소 배출 산업이다. 에너지 소비와 CO2 배출 저감을 위해 제조 공정 개선 및 대체 재료의 사용확대가 필요하다. 따라서 본 연구는 CO2 흡착형 재료인 CAF을 저온 소성하여 시멘트에 적용하여 시멘트 수화의 기본 특성을 확인하였다. 합성 CAF의 수화 생성물에 대한 결정상 분석과 공극 분포, 그리고 구조 이미지를 확인하고, 압축강도를 측정하였다. SCAF는 치환율은 10, 20, 100 %으로 하였으며, 치환율의 증가에 따라 압축강도는 저하되는 경향을 보인다. 또한, SCAF 치환율 100%인 경우, 초기 재령의 수화 생성물은 calcium aluminum oxide hydrate (Ca3Al2O6·xH2O)와 calcium iron hydroxide (Ca3Fe(OH)12)이며, 치환율 10, 20 %에서는 일반적인 시멘트 수화물 외에 CAF 화합물인 Brownmillerite가 관찰되었다. 또한, 공극율은 치환율의 증가에 따라 공극 크기가 크고 공극율이 높았다. 본 연구 결과 저온 소성으로 제조된 CAF는 CO2 흡착형 재료로 활용을 위해 단독 사용 및 일반 양생은 어려울 것으로 보인다.