• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.173-173
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• 2013

최근에 고효율의 형광체를 개발하고자 무기물 모체에 주입된 희토류 이온의 발광에 대한 연구가 급부상하고 있다. 형광체는 고휘도, 넓은 시청 각도와 저 비용으로 인하여 대형 평판 디스플레이 분야로 그 응용성을 확장하는 플라즈마 디스플레이 패널 제작에 있어서 매우 중요한 물질이다. 현재 적색 형광체로 널리 사용되고 있는 발광 물질은 YBO3:Eu3+ 혹은 (Y,Gd)BO3:Eu3+ 형광체이지만, Eu3+ 이온이 중심대칭의 자리에 위치하기 때문에, Eu3+ 이온의 5D07F1 전이에 의한 주황색의 발광 세기가 5D07F2 전이에 의한 적색의 세기보다 강하여 고품질의 색상을 구현하는데 상당한 어려움이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 새로운 모체 격자를 갖는 적색, 녹색, 청색 형광체 개발에 많은 노력이 집중되고 있다. 본 연구에서는 형광체 합성시 중요한 변수의 하나인 소결 온도가 새로운 다양한 색을 방출하는 형광체 분말 CaSiO4:RE3+ (RE=Eu, Sm, Tb, Dy, Ce)의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. CaSiO4:RE3+ (RE=Eu, Sm, Tb, Dy, Ce) 형광체 분말 시료는 초기 물질 CaO (99.99%), SiO2 (99.99%), Eu2O3 (99.99%), Sm2O3 (99.9%), Tb4O7 (99.9%), Dy2O3 (99.9%), CeO2 (99.9%)을 화학적량으로 준비하였다. 볼밀, 건조 작업을 한 후에, 시료를 막자사발에 넣고 분쇄하여 3시간의 하소 공정과 5시간의 소결 공정을 수행하였다. 이때 소결 온도를 변수로 선택하여 각각 $800^{\circ}C$, $900^{\circ}C$, $1,000^{\circ}C$, $1,100^{\circ}C$에서 소결 작업을 수행하여 합성 분말의 구조, 표면, 광학적 특성을 측정하여 소결 온도가 미치는 영향을 조사하였다. Eu3+가 도핑된 CaSiO4 형광체 분말의 경우에, 발광 스펙트럼은 597, 618, 655, 707 nm에서 관측되었으며, 소결 온도가 $800^{\circ}C$에서 $1,100^{\circ}C$로 증가함에 따라 모든 발광 스펙트럼의 세기는 순차적으로 증가함을 나타내었다. Tb3+가 도핑된 CaSiO4 형광체 분말의 경우에 관측된 발광 스펙트럼은 주 피크인 549 nm를 중심으로 하여 세기가 상대적으로 작은 493, 592, 626 nm의 피크들이 관측되었으며, 소결 온도가 증가함에 따라 전반적으로 발광 세기들이 증가하는 경향을 나타내었다. Sm3+가 도핑된 CaSiO4 형광체의 경우에, 발광 스펙트럼은 전형적인 Sm3+이온에 의한 전이 신호들이 605, 570, 653 nm에서 나타났다. 발광 스펙트럼의 세기는 소결 온도에 비례하여 증가하였다. Ce3+가 도핑된 경우에 발광 스펙트럼은 소결 온도에 관계없이 401 nm에서 관측되었으며, 소결 온도에 따라 발광 세기의 변화가 나타났다. 이 실험 결과로 부터, 합성시 적절한 소결 온도의 선택이 고발광 효율의 형광체를 제작하는데 있어서 매우 중요한 요소가 됨을 확인할 수 있었다.

• 한국세라믹학회:학술대회논문집
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• 한국세라믹학회 2003년도 추계총회 및 연구발표회 초록집
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• pp.167.2-167
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• 2003

• 대한화학회지
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• 제40권6호
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• pp.427-435
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• 1996

$Ca^{2+}$ 이온과 $Cs^+$ 이온으로 치환되고 완전히 탈수된 제올라이트 X, $Ca_{35}Cs_{22}Si_{100}Al_{92}O_{384}$($Ca_{35}Cs_{22}$-X; a=25.071(1) $\AA)와Ca_{29}Cs_{34}Si_{100}Al_{92}O_{384}$($Ca_{29}Cs_{34}$-X; a=24.949(1) $\AA)$의 두 개의 결정 구조를 $21^{\circ}C$에서 입방공간군 Fd3을 사용하여 단결정 X-선 회절법으로 해석하고 구조를 정밀화하였다. 탈수한 $Ca_{35}Cs_{22}$-X의 구조를 Full-matrix 최소자승법 정밀화 계산에서 $I>3\sigma(I)$인 322개의 독립 반사를 사용하여 최종 오차 인자를 $R_1$=0.051, $R_2$=0.044까지 정밀화 계산하였고, 탈수한 $Ca_{35}Cs_{22}$-X의 구조는 260개의 독립 반사를 사용하여 $R_1$=0.058, $R_2$=0.055까지 정밀화시켰다. 이들 구조에서 $Ca^{2+}$ 이온과 $Cs^+$ 이온은 서로 다른 5개의 결정학적 자리에 위치하고 있다. 탈수한 $Ca_{35}Cs_{22}$-X 구조에서는 16개의 $Ca^{2+}$ 이온은 D6R의 중심, 자리 I에 모두 채워져 있다(Ca-O=2.41(1) $\AA$, $O-Ca-O=93.4(3)^{\circ}).$ 다른 19개의 $Ca^{2+}$ 이온은 자리 II에 (Ca-O=2.29(1) $\AA$, $O-Ca-O=118.7(4)^{\circ})$, 10개의 $Cs^+$ 이온은 큰 공동에서 6-링 맞은편 II에 채워져 있고, 각각 3개의 산소로 만들어지는 산소 평면으로부터 $1.95\AA$ 들어가 위치하고 $있다(Cs-O=2.99(1)\AA$, $O-Cs-O=82.3(3)^{\circ}).$ 3개의 $Cs^+$ 이온은 산소 평면에서 소다라이트 공동쪽으로 $2.27\AA$ 들어간 자리 II'에서 위치하고 $있다(Cs-O=3.23\AA$, $O-Cs-O=75.2(3)^{\circ}).$ 나머지 9개의 $Cs^+$ 이온은 각각 큰 공동내 2회 회전축을 가지고 있는 48(f) 위치인 자리 III에 통계학적으로 분포하고 $있다(Cs-O=3.25(1)\AA$, Cs-O=3.49(1) $\AA).$ 탈수한 $Ca_{29}Cs_{34}$-X에서 16개의 $Ca^{2+}$ 이온은 자리 I에 채워지고 (Ca-O=2.38(1) $\AA$, $O-Ca-O=94.1(4)^{\circ})$ 13개의 $Ca^{2+}$ 이온은 자리 II에 채워져 있다(Ca-O=2.32(2) $\AA$, $O-Ca-O=119.7(6)^{\circ}).$ 다른 12개의 $Cs^+$ 이온은 자리 II에 채워져 있고, 이들은 산소 평면으로부터 각각 $1.93\AA$ 들어가 위치하고 $있다(Cs-O=3.02(1)\AA$, $O-Cs-O=83.1(4)^{\circ}).$ 7개의 $Cs^+$ 이온은 각각 자리 II'에 위치하고 있고, 산소 평면으로부터 소다라이트 공동으로 $2.22\AA$ 들어가 위치하고 있다(Cs-O=3.21(2) $\AA$, $O-Cs-O=77.2(4)^{\circ}).$ 나머지 16개의 $Cs^+$ 이온은 큰 공동내의 자리 III에 있다(Cs-O=3.11(1) $\AA$, Cs-O=3.46(2) $\AA).Ca^{2+}$ 이온은 자리 I과 자리 II에 우선적으로 위치하고 $Cs^+$ 이온은 너무 커서 자리 I에 채워질 수 없으며 나머지 자리에 채워진다.

• 한국세라믹학회지
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• 제42권3호
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• pp.145-149
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• 2005

[ $Eu^{2+}$ ]-activated barium magnesium silicate phosphor, $(Ba,Ca)_{3}MgSi_{2}O_{8}:Eu_{x}$, has been known to emit blue-green light. In this study we report the manufacturing processes for producing either pure green or pure blue light-emitting phosphor from the same composition of $Ba_{2-x}Ca_{2}CaMgSi_{2}O_{8}:Eu_{x}$ (0 < x < 1) by controlling heat treatment conditions. Green light emitting phosphor of $Ba_{1.9}CaMgSi_{2}O_{8}:Eu_{0.1}$ can be produced under the sample preparation condition of highly reducing atmosphere of $23\%\;H_2/77\%\;N_2$, while blue or blue-green light emitting phosphor under reducing atmosphere of $5\~20\%\;H_2\;/\;95\~80\%$ N_2. The green light-emitting phosphors are prepared in two steps: firing at $800\~1000^{\circ}C$ for $2\~5$ h in air then at $1100\~1350^{\circ}C$ for 2-5 h under reducing atmo­sphere $23\%$ $H_2/77\%\;N_2$. The excitation spectrum of the green light-emitting phosphor shows a broadband of $300\~410$ nm. The emission spectrum has a maximum intensity at the wavelength of about 501 nm. The CIE value of green light emission is (0.162, 0.528). The pure blue light-emitting phosphors can be produced using the $Ba{2_x}CaMgSi_{2}O_{8}:Eu_{x}$ by introducing additional firing step at $1150\~1300^{\circ}C$ in air before the final reducing treatment. The XRD analysis shows that the green light-emitting phosphor mainly consisted of $Ba_{1.31}Ca_{0.69}SiO_{4}$ (JCPDS $\#$ 36-1449) and other minor phases i.e., $MgSiO_3$ (JCPDS $\#$ 22-0714) and $Ca_{2}BaMgSi_{2}O_{8}$ (JCPDS $\#$ 31-0128). The blue light-emitting phosphor mainly consisted of $Ca_{2}BaMgSi_{2}O_{8}$ phase.

• 한국세라믹학회:학술대회논문집
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• 한국세라믹학회 2003년도 춘계총회 및 연구발표회 초록집
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• pp.83.1-83
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• 2003

• 한국세라믹학회지
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• 제23권5호
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• pp.25-34
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• 1986

This study was to refined the crystal structure of solid solution to determine the position and amount of Al in diopside and to relate crystal structure changes and properties of solid solution. Single crystals of the solid solution in the system CaO.MgO.$2 SiO_2-Al_2O_3$ were made from the melt with slow cooling and used to refine the structure. The following were obtained. 1. Tetrahedra rotated around axis parallel to the direction which the angle 03-03-03 became small. 2. Tetrahedron became large and regular. Average T-O bond distance increased 0.53 percent. 3. M1 octahedron became small and average M1-O bond distance decreased 1.1 percent. 4, M2 polyhedron became small and average M2-O bond distance decreased 0.37 percent Polythedron was affected not so much compared with any cation site. 5. Distance between metal ions distances between T and oxygens which were coordinated with M2 and meighboring tetrahedron distances between M2 and oxygens which coordinated with M1 and M2 were not changed almost. 6. $Al^{3+}$ substituted 4Mg^{2+}$ and $Si^{4+}$

• 한국방사선학회논문지
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• 제4권4호
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• pp.5-10
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• 2010

$Ca_2SiO_4$를 모체로 한 열형광체에도 활성제로 La를 0.1 wt.%, 0.3 wt.%, 0.5 wt.%, 1.0 wt.%의 농도로 첨가하여 $1000^{\circ}C$의 질소 분위기의 전기로에서 90분 동안 소결한 후 입자의 크기를 $100{\mu}m$로 일정하게 선별한 후 측정에 사용하였다. 저에너지 X-선을 조사한 후 측정한 경우 0.1 wt.%에서 상대적으로 열형광 강도가 크게 나타났다. peak shape 법으로 구한 활성화 에너지는 0.434 ~ 0.516 eV이며, 주파수 인자는 0.5 ~ 0.56으로 2차 발광이었다. 자외선을 조사한 후 측정한 경우 0.3 wt.%에서 상대적인 열형광 강도가 크게 나타났고, 활성화 에너지는 0.415 ~ 0.477 eV이며, 주파수 인자는 0.5 ~ 0.53 으로 2차 발광이었다. 저에너지 방사선에 대한 방사선량과 열형광 강도는 선형적임을 나타내어 열형광선량계로서 좋은 특성을 나타내고 있다. 본 연구에서 제작한 $CaB_4O_7$, $Ca_2SiO_4 열형광체는 저에너지 영역의 방사선에 대하여 우수한 열형광 특성을 가짐을 알 수 있었고, 향후 선량계의 제작에 좋은 물질이 될 것으로 생각한다.

• 한국결정성장학회지
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• 제10권3호
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• pp.264-270
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• 2000

소결광을 구성하는 광물상(hematite, magnetite, calcium ferrite, slag)들을 X선 내부표준법을 이용하여 정량분석을 하였다. 분석에는 표준물질로 NaF와 SiO$_2$를 선택하여 교정곡선을 작성하여 내부표준법에 적용하였다. 소결광내에 존재하는 calcium ferrite는 순수 CF(CaO.$Fe_2$$O_3$에 X선 회절피크는 나타나지 않았으며, 순수 $CF_2(CaO.$2Fe_2$$O_3$)에 근접하였으나 CF2에 소량의 $Al_2$$O_3$와 $SiO_2$가 고용된 4원계($Fe_2$$O_3$-CaO-$AI_2$$O_3$-$SiO_2$)에 보다 더 근접한 것으로 나타났다. 합성소결광의 정량분석은 두 표준물질 모두 상대오차가 $\pm$5 wt% 내에서 일치하였다. 실제 소결광의 정량분석결과 hematite는 27~40 wt%, magnetite는 20~30 wt%, calcium ferrite 22~33 wt%, slag 10~20 wt% 범위에서 분포하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제30권6호
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• pp.1274-1284
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• 2009

Single crystals of fully dehydrated and fully $Ca^{2+}$-exchanged zeolites A (|$Ca_6$|[$Si_{12}Al_{12}O_{48}$]-LTA) and X (|$Ca_{46}$| [$Si_{100}Al_{92}O_{384}$]-FAU) were brought into contact with Te in fine pyrex capillaries at 623 K and 673 K, respectively, for 5 days. Crystal structures of Te-sorbed $Ca^{2+}$-exchanged zeolites A and X have been determined by single-crystal X-ray diffraction techniques at 294 K in the cubic space group Pm$\overline{3}$ m (a = 12.288(2) $\AA$) and Fd $\overline{3}$ (a = 25.012(1) $\AA$), respectively. The crystal structures of pale red-brown |$Ca_6Te_3$|[$Si_{12}Al_{12}O_{48}$]-LTA and black coloured |$Ca_{46}Te_8$| [$Si_{100}Al_{92}O_{384}$]-FAU have been refined to the final error indices of $R_1/wR_2\;=\;0.1096/0.2768\;and\;R_1/wR_2$ = 0.1054/ 0.2979 with 204 and 282 reflections for which $F_o\;>\;4{\sigma}(F_o)$, respectively. In the structure of |Ca6Te3|[$Si_{12}Al_{12}O_{48}$]- LTA, 6 $Ca^{2+}$ ions per unit cell were found at one crystallographic positions, on 3-fold axes equipoints of opposite 6-rings. In |$Ca_{46}Te_8$|[$Si_{100}Al_{92}O_{384}$]-FAU, 46 $Ca^{2+}$ ions per unit cell were found at four crystallographically distinct positions: 3 $Ca^{2+}$ ions at Ca(1) fill the 16 equivalent positions of site I, 21 $Ca^{2+}$ ions at Ca(2) fill the 32 equivalent positions of site I’, 10 and 12 $Ca^{2+}$ ions at Ca(3) and Ca(4), respectively, fill the 32 equivalent positions of site II. The Te clusters are stabilized by interaction with cations and framework oxygen. In sodalite units, Te-Te distances of 2.86(10) and 2.69(4) $\AA$ in zeolites A and X, respectively exhibited strong covalent properties due to their interaction with $Ca^{2+}$ ions. On the other hand, in large cavity and supercage, those of 2.99(3) and 2.76(11) $\AA$ in zeolites A and X, respectively, showed ionic properties because alternative ionic interaction was formed through framework oxygen at one end and $Ca^{2+}$ cations at the other end.

• 한국세라믹학회지
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• 제46권4호
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• pp.405-412
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• 2009

In high temperature ceramic glazes, a stable range of pink-red colors that produced $Cr_2O_3-SnO_2-CaO-SiO_2$ pigments were factored by Cassiterite($SnO_2$) and Malayaite($CaSnSiO_5$) by $Cr_2O_3$. The experiment examined the influence of $CrCl_3$, a Sn-Cr substitution added with a mineralizer ($H_3BO_3$), as a chromophore in pigments. The experiment also studied the effect of $H_3BO_3$ (2 wt%) when added to malayaite($CaSnSiO_5$) to see if the crystalline reaction will increase. $Cr_2O_3$ was also substituted with $CrCl_3$ in order to prove how much influence $CrCl_3$ had on the $H_3BO_3$. Malayaite and cassiterite were the basic compound materials and the experiment was conducted both with and without mineralizers (2 wt% of $H_3BO_3$). Each compound was synthesized at 800, 1000, 1200, 1300, 1400, $1500^{\circ}C$ for 2 h. Synthesized pigments were analyzed by XRD, FT-IR and UV-Vis. The temperature variation produced two crystal phases that showed the different engaging effects of Cr oxidation. $CrCl_3$ produced a better effect on the malayaite crystal phase, resulting in a more defined pigmentation of the pink-red coloration compared to $Cr_2O_3$.