Lithium-ion batteries have been considered the most important devices to power mobile or small-sized devices due to their high energy density. $LixCoO_2$ has been studied as a cathode material for the Li-ion battery. However, the limitation of its capacity impedes the development of high capacity cathode materials with Ni, Mn, etc. in them. The substitution of Mn and Ni for Co leads to the formation of solid solution phase $LiNi_xMn_yCo_{1-x-y}O_2$ (NMC, both x and y < 1), which shows better battery performance than unsubstituted $LiCoO_2$. However, despite a high discharge capacity in the Ni-rich compound (Ni > 0.8 in the metal site), poor cycle retention capability still remains to be overcome. In this study, aiming to improve the stability of the physical and chemical bonding, we investigate the stabilization effect of Ca in the Ni-rich layered compound $Li(Ni_{0.83}Co_{0.12}Mn_{0.05})O_2$, and then Ca is added to the modified secondary particles to lower the degree of cationic mixing of the final particles. For the optimization of the final grains added with Ca, the Ca content (x = 0, 2.5, 5.0, 10.0 at.%) versus Li is analyzed.
상용의 Mn-Zn 훼라이트에 $GeO_{2}$와 $SnO_{2}$를 0.05, 0.3, 1.0 wt% 첨가하여 투자율의 온도특성, 손실인자 및 미세구조변화를 X-선 회절분석기, 주사전자현미경 및 LCR meter를 이용하여 관찰 하였다. $SnO_{2}$, $GeO_{2}$의 첨가량이 증가함에 따라, 투자율의 SPM(Secondary Peak Maximum)는 약 $80^{\circ}C$로부터 상온이하로 이동하였다. 미세구조의 현격한 변화없이 수반된 이러한 SPM의 이동은 이온 반경이 다른 Sn과 Ge이 주격자에 고용되었기 때문으로 판단된다. 투자율 및 손실인자의 주파수 의존성은 투자율이 100 kHz까지 모든조성에서 큰 변화가 없음을 알수있었고 손실인자는 10 kHz에서 최대값을 얻을 수 있었다.
In this work, we pointed out that Sr substitution for Ca leads to modify the magnetic and magnetocaloric properties of $Pr_{0.7}Ca_{0.3-x}Sr_xMnO_3$ compounds. Analyzing temperature dependence of magnetization, M(T), proves that the Curie temperature ($T_C$) increased with increasing Sr content (x); $T_C$ value is found to be 130-260 K for x = 0.0-0.3, respectively. Using the phenomenological model and M(T,H) data measured at several applied magnetic field, the magnetocaloric effect of $Pr_{0.7}Ca_{0.3-x}Sr_xMnO_3$ compounds has been investigated through their temperature and magnetic field dependences of magnetic entropy change ${\Delta}S_m$(T,H) and the change of the specific heat change ${\Delta}C_P$(T,H). Under an applied magnetic field change of 10 kOe, the maximum value of $-{\Delta}S_m$ is found to be about $3J/kg{\cdot}K$, and the maximum and minimum values of ${\Delta}C_P$(T) calculated to be about ${\pm}60J/kg{\cdot}K$ for x = 0.3 sample. Additionally, the critical behaviors of $Pr_{0.7}Ca_{0.3-x}Sr_xMnO_3$ compounds around their $T_C$ have been also analyzed. Results suggested a coexistence of the ferromagnetic short- and long-range interactions in samples. Moreover, Sr-doping favors establishing the short-range interactions.
Alumina powder was added in a general porcelain (Backja) with clay, feldspar and quartz contents to promote the mullite ($3Al_2O_3{\cdot}2SiO_2$) generation in the porcelain. Low melting materials ($B_2O_3(450^{\circ}C)$, $MnO_3(940^{\circ}C)$, CuO($1080^{\circ}C$)) were doped at ~3 wt% to modify the sinterability of porcelain with a high alumina contents and promote the mullite generation. Green body was made by slip casting method with blended slurry and then, they were fired at $1280^{\circ}C$ for 1hr by a $2^{\circ}C/min$. Densifications of samples with high alumina contents (20~30 wt%) were impeded. As the doping contents of low melting materilas increased, the sinterability of samples was improved. The shrinkage rate and bulk density of samples were improved by doping with low melting materials. Mullite phase increased with increasing the low melting contents in the phase analyses. This means lots of alumina and quartz were transformed into mullite phase by low melting contents doping. In the results, high bending strength of samples with high alumina contents was accomplished by improving the densification and mullite generation in the porcelain.
생산성이 우수한 스컬용융법(Skull melting method)에 의해 다양한 색의 보석용 큐빅지르코니아(Cubic Zirconia) 단결정을 성장시켰다. 큐빅지르코니아 단결정은 굴절률, 분산, 경도가 다이아몬드와 유사하고 3d 전이원소, 4f 희토류원소를 첨가하여 다양한 색개발이 가능하므로 합성보석으로 대표적이다. 첨가제로는 $Pr_6O_{11},\;TiO_2,\;MnO_2,\;Er_2O_3$를 2가지 이상적정 혼합하여 성장시켰고, 색향상과 균일성을 위해 열처리를 병행하였다. 본 연구는 천연 유색보석인 페리도트, 연수정, 적색 투어멀린의 색재현에 그 목적이 있다.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제4권2호
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pp.24-28
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2003
(Ba,Sr,Ca)TiO$_3$ powders, prepared by the sol-gel method, were mixed with organic binder and the BSCT thick films were fabricated by the screen printing techniques on alumina substrates. All the BSCT thick films, sintered at 1420$^{\circ}C$, showed the typical XRD patterns of a perovskite polycrystalline structure. The average grain sizes decreased with increasing amounts of ZrO$_2$, and the BSCT(40/40/20) thick films doped with 2wt% MnO$_2$ showed a value of 8$\mu\textrm{m}$. The thickness of thick films by four-cycle on printing/drying was approximately 951$\mu\textrm{m}$. The relative dielectric constant decreased with increasing Ca content and MnO$_2$ doping amount. The relative dielectric constant, dielectric loss and tunability of the BSCT(50/40/10) thick films doped with 2.0wt% ZrO$_2$ were 772, 0.184% and 15.62%, respectively.
Perovskite Manganese Oxide has been intensively investigated since the discovery of the colossal magnetoresistive(CMR) effect. In this paper, we studied the effect of temperature dependence and various doping dependence of rare earth site ions of La0.7-xPrxCa0.3MnO3 series using Ultraviolet Photoelectron spectroscopy(UPS). They show unusual temperature dependent features and the doped rare earth ions seem to affect the electron-phonon coupling strongly. We found clear evidence of metal-insulator transition from the spectral density at the Fermi level. but the transition temperature is lower than that deduced from transport measurements. Also we found that the spectral features change as time goes on implying that the surface of these materials is somewhat unstable in the vacuum. We can conclude from these results that the surface oxygen atoms correlated to the hopping electrons can escape from the material into the vacuum and that the surface state of these material is different from the bulk state.
ZnS nanoparticles were synthesized and doped with $Pr^{3+}\;and\;Mn^{2+}$. Photoluminescence(PL) peaks were observed at 430 nm for pure ZnS, 585 nm for $Mn^{2+}-doped$ ZnS, and at around 430, 460, 480, 495 nm for ZnS nanoparticles doped with $Pr^{3+}$, respectively. For co-doped sample, both characteristics of doping with each element were exhibited. Optical annealing through UV irradiation was carried out in the two atmospheres; air and vacuum. The increases of the luminescence intensity was more considerable in the air, which is attributed to the photo-induced oxidation. In the case of co-doped sample the change of the emission color was observed by UV annealing.
본 연구에서는 습식분쇄, 구형화 분무건조 및 열처리 공정을 통해 구형의 $LiMn_{2-x}M_xO_4$(M = Al, Mg, B) 스피넬계 양극소재를 합성하고, 이의 전기화학적 성능을 평가하였다. $MnO_2$ (Tosoh, 91.94%), $Li_2CO_3$ (SQM, 97%), $MgCO_3$ (Aldrich, 99%), $Al(OH)_3$ (Aldrich, 99%) 및 $B_2O_3$ (Aldrich, 99%)를 원료로 사용하였으며, 분무건조공정에서 전구체의 구형화도 증가를 위해 PAAH 바인더를 첨가하였다. 200~500 nm 크기로 분쇄된 혼합 슬러리 용액으로부터 분무건조법을 통해 구형의 전구체를 제조하고, 이를 다양한 조건에서 열처리하여 최종 스피넬계 $LiMn_{2-x}M_xO_4$ (M = Al, Mg, B) 양극소재를 제조하였다. 제조된 구형의 $LiMn_{2-x}M_xO_4$ (M = Al, Mg, B) 양극재료는 이종원소 치환량, 특히 Boron 치환량에 따라 입자 표면 및 내부의 치밀도가 변화하는 것을 확인할 수 있었으며, 치밀도가 증가함에 따라 소재의 출력특성이 향상되었으며, 최적 조성의 양극소재는 상온 5 C 용량이 0.2 C 용량 대비 90% 이상이 됨을 확인하였다. 또한 표면의 치밀도도 증가함에 따라 $60^{\circ}C$ 고온 충방전 조건에서 수명특성이 향상되어 500회 사이클 이후에도 초기용량의 80% 이상을 유지하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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