• 세라미스트
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• 제23권2호
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• pp.211-230
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• 2020

Perovskite-type oxides with the nominal composition of ABO₃ can exsolve the B-site transition metal upon the controlled reduction. In this exsolution process, the transition metal emerges from the oxide lattice and migrates to the surface at which it forms catalytically active nanoparticles. The exsolved nanoparticles can recover back to the bulk lattice under oxidation treatment. This unique regeneration character by the redox treatment provides uniformly dispersed noble metal nanoparticles. Therefore, the conventional problem of traditional impregnated metal/support, i.e., sintering during reaction, can be effectively avoided by using the exsolution phenomenon. In this regard, the catalysts using the exsolution strategy have been well studied for a wide range of applications in energy conversion and storage devices such as solid oxide fuel cells and electrolysis cells (SOFCs and SOECs) because of its high thermal and chemical stability. On the other hand, although this exsolution strategy can also be applied to gas phase reaction catalysts, it has seldomly been reviewed. Here, we thus review recent applications of the exsolution catalysts to the gas phase reactions from the aspects of experimental measurements, where various functions of the exsolved particles were utilized. We also review non-perovskite type metal oxides that might have exolution phenomenon to provide more possibilities to develop higher efficient catalysts.

• 한국세라믹학회지
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• 제53권5호
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• pp.469-477
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• 2016

The application of nanomaterials for electrodes of intermediate temperature solid oxide fuel cells (SOFC) is introduced. In conventional SOFCs, the operating temperature is higher than 1073 K, and so application of nanomaterials is not suitable because of the high degradation rate that results from sintering, aggregation, or reactions. However, by allowing a decrease of the operating temperature, nanomaterials are attracting much interest. In this review, nanocomposite films with columnar morphology, called double columnar or vertically aligned nanocomposites and prepared by pulsed laser ablation method, are introduced. For anodes, metal nano particles prepared by exsolution from perovskite lattice are also applied. By using dissolution and exsolution into and from the perovskite matrix, performed by changing $P_{O2}$ in the gas phase at each interval, recovery of the power density can be achieved by keeping the metal particle size small. Therefore, it is expected that the application of nanomaterials will become more popular in future SOFC development.

• 한국암석학회:학술대회논문집
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• 한국암석회.한국광물학회 2009년도 공동학술발표회 논문집
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• pp.104-107
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• 2009

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.402.1-402.1
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• 2016

The performance of solid oxide fuel cells (SOFCs) is directly related to the electrocatalytic activity of composite electrodes in which triple phase boundaries (TPBs) of metallic catalyst, oxygen ion conducting support, and gas should be three-dimensionally maximized. The distribution morphology of catalytic nanoparticle dispersed on external surfaces is of key importance for maximized TPBs. Herein in situ grown nickel nanoparticle onto the surface of fluorite oxide is demonstrated employing gadolium-nickel co-doped ceria ($Gd0.2-xNixCe0.8O2-{\delta}$, GNDC) by reductive annealing. GNDC powders were synthesized via a Pechini-type sol-gel process while maximum doping ratio of Ni into the cerium oxide was defined by X-ray diffraction. Subsequently, NiO-GNDC composite were screen printed on the both sides of yttrium-stabilized zirconia (YSZ) pellet to fabricate the symmetrical half cells. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) showed that the polarization resistance was decreased when it was compared to conventional Ni-GDC anode and this effect became greater at lower temperature. Ex situ microstructural analysis using scanning electron microscopy after the reductive annealing exhibited the exsolution of Ni nanoparticles on the fluorite phases. The influence of Ni contents in GNDC on polarization characteristics of anodes were examined by EIS under H2/H2O atmosphere. Finally, the addition of optimized GNDC into the anode functional layer (AFL) dramatically enhanced cell performance of anode-supported coin cells.

• 한국광물학회지
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• 제27권4호
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• pp.197-205
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• 2014

하동군 북천면 직전리 지역은 하동 회장암체의 최남단부에 위치하고 있으며, 이 회장암체의 남서쪽에서 섬록암이 관입하여 나타난다. 이 지역의 회장암 및 섬록암 내에는 티탄철석 광체가 발달하고 있는데 이 중 섬록암 내의 산상은 기존의 연구에서 보고된 바 없다. 회장암 내 광체에서 산출되는 티탄철석은 단일광물로 산출되는 반면, 섬록암 내 광체에서 산출되는 티탄철석 내에는 티탄철석-산화철, 금홍석-산화철 간의 용리조직이 관찰된다. 티탄철석 내 MnO의 함량은 섬록암체 내 광체에서 2.14~3.74 wt%로 회장암 내 광체에서의 함량보다 높게 나타나며, 사장석은 섬록암체에서 안데신($An_{28.7-42.9}$)의 조성을 보여주고, 회장암에서 라브라도라이트($An_{57.1-72.8}$)의 조성을 보여준다. 섬록암 내 광체에서 산출되는 티탄철석에서 관찰되는 용리조직은 섬록암의 관입으로 공급된 열에 의해 부분 재용융이 일어나고 냉각과정에 티탄철석이 산화철과 금홍석으로 용리된 것으로 사료된다.

• 한국광물학회지
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• 제24권3호
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• pp.195-204
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• 2011

용출구조를 보이는 티탄철석-적철석 광석시료에 대한 구조분석을 리트벨트법을 이용하여 시행하였다. 구조유사체인 두 광물의 분석결과, 기본구조인 팔면체의 형태는 티탄철석의 Ti를 중심으로 한 팔면체(M2)가 정팔면체에 가장 가까운 형태를 보여주며, 다음은 티탄철석의 Fe를 중심으로 한 팔면체(M1)이다. 적철석 팔면체의 경우 M1과 M2 중간정도이다. 고압실험은 두 광물의 회절선이 중첩되는 5.8 GPa까지 시행하였다. 이 압력구간에서 티탄철석은 정상적인 압축성을 보이나, 적철석의 압축은 미미하게 발생하는 비정상적인 거동을 보인다. 이러한 이상거동은 두 광물의 압축성 차이에 의한 차등대응에 의한 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제20권4호
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• pp.213-221
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• 1987

The Donghae mine locates at Jangjoari, Koseongun, Kyongsang-nam-do. The geology of the mine consists of the upper part of Chin dong Formation conformably overlain by tuffaceous Koseong Formation. These formations are intruded by the granodiorite and the basic dikes. The ore mineralization occurs in the fault breccia pipe at the center of a granodiorite stock. The estimated dimension of the breccia pipe is $7m{\times}70m{\times}200m$. The host rock has distinctive hydrothermal alteration halos consisting hematite zone, chlorite zone, epidote zone and sericite zone from outer zone to the ore vein. The ore mineralization occurred in the three distinctive stages. The ore minerals formed in the first stage are pyrite, sphalerite, chalcopyrite, stannite and tetrahedrite. Galena and arsenopyrite are formed in the second stage. Some sphalerite grains include exsolution dots of the chalcopyrite. It is suggested that the ore mineralization occurred by a boiling of a hydrothermal fluid during its initial stage and subsequent cooling and $CO_2$ fugacity drop of remaining hydrothermal fluid by a ground water mixing aided vertical zoning of the ore minerals.

• 한국세라믹학회지
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• 제28권12호
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• pp.981-988
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• 1991

Various crystal defects such as voids, inclusions dislocations, stacking faults and precipitates were observed in the Czochralski-grown Bi12GeO20 crystals. Particularly, precipitates were found in the whole crystals. The phase of these precipitates was identified as Bi4Ge3O12 by EPMA and transmission electron microscopy. The precipitates were produced by pulling rapidly from a non-stoichiometric charge. During the pulling of Bi12GeO20 crystals, the melt composition of stoichiometric charge was changed Bi-deficent with gradual volatilization of Bi2O3. Precipition of the second phase may have been affected by an abrube thermal stress. By adding excess Bi2O3 into the stoichiometric batch, the precipitation of Bi4Ge3O12 was suppressed. At a pulling speed of 2 mm/hr, clear and precipitate from crystals of Bi12GeO20 were grown from the melt of the Bi2O3 excess charge.

• 암석학회지
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• 제18권3호
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• pp.223-236
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• 2009

제주도 동남부에 산출되는 초염기성 포획암은 두 그룹, Type I과 Type II로 분류되어진다. Type I 포획암은 Mg 성분이 높은 광물(mg#=89-91)로 구성된 페리도타이트로서 노두에서 비교적 흔하게 발견된다. 제주도 초염기성 포획암에 대한 대부분의 연구는 Type I 맨틀포획암에 관한 것이다. 반면에 Type II 포획암은 상대적으로 Mg, Ni, Cr성분은 낮고 Fe, Ti 성분이 높은 감람석, 사방휘석, 단사휘석(mg#=77-83)으로 이루어져 있다. Type II 포획암의 성분은 월라이트-감람석 단사휘석암-감람석 웹스터라이트-웹스터라이트이며, Ti이 풍부한 단사휘석을 가지는 것이 특징이다. Type II 포획암은 노두에서 포이킬리틱한 조직을 나타내어 규뮬레이트의 특성을 보인다. Type II 포획암에 나타나는 삼중점과 킹크밴딩, 직선적인 입자경계 조직은 Type II 포획암이 열에 의해 야기되는 정적재결정작용과 어닐링을 경험하였음을 지시한다. 조립질의 사방휘석과 단사휘석은 용리엽리를 보이며(고온형 휘석), 세립질의 휘석은 용리엽리를 보이지 않는(저온형 휘석) 특성을 보이지만 이들의 주성분조성은 거의 유사하여 저온에서 화학적 재평형이 완전히 이루어졌음을 지시한다. 단사휘석과 감람석의 가장자리를 사방휘석이 교대치환하고 있어 사방휘석의 부화작용(enrichment)이 일어났음을 지시한다. 같은 노두에서 발견되는 Type I 맨틀포획암, 반려암질포획암, 모암인 현무암내의 결정들과 비교해보면 Type II 포획암의 주성분원소 조성은 Type I 맨틀포획암과는 뚜렷하게 단절되는 불연속을 형성하지만 반려암 질포획암과 모암인 현무암과는 연속적인 경향을 보인다. 이러한 조직적 특성과 주성분원소 성분조성은 Type II 포획암이 현재의 모암인 현무암과는 직접적인 관련성이 없다할지라도 제주도를 형성한 마그마계의 일부분으로 분별결정작용에 의한 집적암(cumulates) 기원임을 제시한다.

• 한국광물학회지
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• 제19권3호
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• pp.153-162
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• 2006

삼천포 자수정광상은 경상남도 사천시 와룡산에 위치하고 있으며, 자수정에는 4종류(I, II, III 그리고 IV형)의 다양한 유체포유물이 포획되어 있다. I형은 균질화온도 $289{\sim}359^{\circ}C$, 염도 $10{\sim}23wt%;$ II형은 염도 $2{\sim}10wt%$, 균질화온도 $304{\sim}365^{\circ}C;$ III형은 암염을 포함하는 포유물로서 염도 $31{\sim}54wt%$, 균질화온도 $259{\sim}510^{\circ}C;$ IV형은 $CO_{2}$ 성분을 함유하는 포유물로서 균질화온도 $126{\sim}277^{\circ}C$, 염도 $9{\sim}13wt%$을 나타내고 있다. 삼천포 자수정은 뿌리부분에 I, II, III형의 유체포유물이, 상부에는 IV형만이 포획되어 있다. 고상선환경에서 최초로 용리된 IIIa형의 유체포유물은 규산염 용융포유물(melt inclusion)과 공간적으로 연관되어 산출되며, 균질화 과정에서 기포가 암염보다 먼저 사라진다. 이것은 열수가 용리될 때 비교적 고압의 상태에서 포획되었음을 의미한다. 그 후 점차 염도가 낮은 IIIb형, I형, II형이 마그마로부터 용리되고 마지막으로 $CO_{2}$ 성분을 가진 IV형의 유체가 자수정 성장에 관여했음을 알 수 있다. IV형의 열수는 화강암류를 중심으로 순환하고 있던 열수가 퇴적암과의 반응하여 형성된 $CO_{2}$성분을 포획한 것으로 여겨진다. 삼천포 자수정을 배태하는 화강암류는 물에 포화된 서브솔부스(sub-solvus)조건에서 결정화작용이 진행되었으며, 고상선 환경에서 휘발성성분을 다량으로 용리하였다. 그 결과 고상선 온도를 상승시켜, 잔류마그마는 비교적 급냉되어 세립질의 화강암류를 만들었다. 마그마에서 용리된 열수는 정동을 만들었으며, 확보된 공간속에서 자수정 정동을 형성하였다.