• 한국광물학회지
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• 제14권2호
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• pp.99-110
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• 2001

보석용으로 적합한 무색 투명한 큐빅 저코니아를 스컬용융법으로 합성하였다. 사용한 합성 고온로는 고주파 전기로이고, 수냉식 도가니를 제작하여 실험하였다. 원료물질은 $ZrO_2$를 주원료 물질로 하였으며 25 wt.%의 $Y_2O_3$를 안정제로, 0.03~0.05 wt.%의 $Nd_2O_3$를 소색제로 첨가하였다. 육성된 단결정의 크기는 약 20$\times$63 mm이며, 화학성분은 $Zr_{0.73}$ $Y_{0.27}$ $O_{1.87}$ 이었다. 등방성을 띠며 굴절율이 2.15~2.18이고 비중은 5.85, 모스 경도는 8~8.5, 반사도는 13.47%이다. 큐빅 저코니아 결정은 등축정계의 면심격자(Z=4)를 하고 있으며 공간군 Fm3 m에 속한다. 단위포 상수는 a=5.157 $\AA$이며, $CaF_2$구조를 하고 있다. 합성공정의 최적 조건은 고주파 출력이 50 kW, 2.94 MHz이고 도가니의 직경과 높이는 각각 105 mm, 135mm일 때, 또 도가니의 하강 속도가 16 mm/hr일 때 최대인 42% 회수율을 나타내었다. 큐빅 저코니아의 굴절율(2.15~2.18)은 다이아몬드보다 작기 때문에 크라운과 퍼빌리언의 각도를 다이아몬드의 경우($40.5^{\circ}$)보다 작게 가공 처리하여야만 최대의 광채 및 화이어를 얻을 수 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제23권1호
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• pp.52-58
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• 2002

A colorless and transparent zirconium oxide ($Zr_{0.73}Y_{0.27}O_{1.87}$) crystal has been synthesized by the Bridgman-Stockbager method. The gem-quality material is produced by adding 20${\sim}$25 wt.% $Y_2O_3$ (stabilizer) and 0.04 wt.% $Nd_2O_3$ (decolorising agent) to the $ZrO_2$ powder. It shows a vitreous luster with a slight oily appearance. Under a polarizing microscope, it shows isotropic nature with no appreciable anisotropism. Mohs hardness value and specific gravity is measured to be 8${\sim}$$8{\frac{1}{2}}$ and 5.85, respectively. Under ultraviolet light it shows a faint white glow. The crystal structure of yttria-stabilized zirconia with 0.27 at.% Y has been re-investigated, using single crystal X-ray diffraction, and confirmed to be a cubic symmetry, space group $Fm{\overline{3}}m$ ($O^5_h$) with a=5.1552(5) ${{\AA}}$, V=136.99(5) ${{\AA}}^3$, Z=4. The stabilizer atoms randomly occupy the zirconium sites and there are displacements of oxygen atoms with amplitudes of ${\Delta}/a{\sim}$0.033 and 0.11 along <110> and <111> from the ideal positions of the fluorite structure, respectively.

• 한국지구과학회지
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• 제18권6호
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• pp.553-558
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• 1997

등축정계의 결정구조를 지니는 무색 투명한 저코니아($Zr_{0.73}Y_{0.27}O_{1.87}$) 결정을 $Y_2O_3$를 안정제로 사용하여 Bridgman-Stockbager법(또는 Skull 용융법)으로 합성하였다. 육성된 결정은 유리광택을 나타내며 동시에 약간의 지방 광택도 띤다. 저코니아 결정은 편광현미경하에서 등방성을 나타내며 이방성의 징후는 발견되지 않는다. 모스 경도는 $8{\sim}8\frac{1}{2}$이고 비중은 5.85이다. 자외선하에서는 약한 백색 형광을 낸다. 단결정법으로 결정한 저코니아의 결정구조는 등축정계이며, 공간군은 $Fm3m({O^5}_h)$이다. 단위포 상수(a)는 $5.1552(5){\AA}$이며, $V=136.99(5){\AA}$, Z=4, R=0.0488이다. 저코니움 원자는 각 모서리에 산소 원자가 자리잡고 있는 육면체의 중심에 위치하고 있으며, 각 산소 원자는 저코니움 원자로 되어 있는 사면체의 중심에 위치하고 있다. 결국 8:4의 배위수가 성립하는 구조를 하고 있다.

• 한국결정성장학회지
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• 제20권4호
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• pp.159-163
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• 2010

스컬용융법으로 큐빅지르코니아(YSZ) 단결정들($ZrO_2:Y_2O_3:Co_3O_4:CeO_2$=64:36:0.5:0~0.3mol%)을 성장시켜 $N_2$ 분위기 $1200^{\circ}C$에서 3시간 동안 열처리 하였다. 갈색의 단결정들은 각각 녹색 또는 청색으로 변화되었다. 열처리 전 후의 YSZ 단결정들은 직경 7, 두께 2 mm의 웨이퍼 또는 직경 12 mm의 라운드브릴리언트 컷으로 연마 하였다. 각 시편의 광학적 또는 구조적 특성은 UV-VIS 분광광도계와 XRD(X-ray diffraction)로 분석하였으며, $Ce^{3+}(^2F_{5/2},\;_{7/2}(4f){\rightarrow}^2T_g(5d^1))$, $Co^{2+}(^4A_2(^4F){\rightarrow}^4T_1(^4F)$ 또는 $^4T_1(^4P)$) 및 $Co^{3+}$에 의한 흡수, 이온화에너지 및 격자상수 변화를 확인하였다.

• 한국광물학회지
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• 제13권3호
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• pp.164-170
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• 2000

중성자 단결정 및 분말회절실험을 이용하여 이트리아를 첨가한 저코니아 (yttria-stabilized airconia, Zr0.73Y0.27O1.87) 결정의 구조 분석을 수행하였다 시료는 입방정계로써, 공간군 Fm/equation omitted/ a=5.155(2)$\AA$, V=136.99(5), Z=4로 결정화되었고, 중성자 단결정 회절실험의 결과로 얻어진 70개의 브라그 회절반점을 이용한 최종신뢰도 R(F) 및 $\omega$R(I) 값은 각각 0.0576, 0.1057 이었다. Zr과 Y 원자 들은 이상적인 형석 (CaF2) 구조의 cation 위치에 불규칙하게 배열되어 있었으며, 산소 원자들의 대부분 (95%)은 (1/4,1/4,1/4) 위치에서 <110> 방향으로 $\Delta$/a~0.033의 크기만큼 이동하였고, 나머지 산소 원자들은 <100> 방향으로 $\Delta$/a~0.033의 변위가 존재하였다. Rietveld 분석법을 이용한 중성자 분말회절실험의 결과는 단결정 회절실험에서 보여주었던 결정학적 정보와 모든 면에서 잘 일치하고 있었으며, 정방정계의 구조에서 기인되는 몇 개의 불순상의 존재가 최종 분석된 분말 회절상에서 확인되었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제22권2호
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• pp.73-77
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• 2012

스컬용융법으로 큐빅지르코니아(YSZ) 단결정들($ZrO_2$: $Y_2O_3$= 80 : 20, 70 : 30, 60 : 40, 50 : 50 wt%, $Co_3O_4$: 0.8wt%, $CeO_2$: 0.4wt%)을 성장시켜 $N_2$ 분위기 $1000^{\circ}C$에서 5시간 동안 열처리 하였다. 오랜지색, 황갈색 또는 갈색의 단결정들은 각각 갈적색, 황색 또는 녹색으로 변화되었다. 열처리 전 후의 YSZ 단결정들은 직경 6.5, 두께 2 mm의 웨이퍼로 연마 하였다. 각 시편의 광학적 또는 구조적 특성은 UV-VIS 분광광도계와 XRD(X-ray diffraction)로 분석하였으며, $Ce^{3+}(^2F_{5/2,7/2}(4f){\rightarrow}^2T_g(5d^1))$, $Co^{2+}(^4A_2(^4F){\rightarrow}^4T_1(^4F)$ 또는 $^4T_1(^4P))$ 및 $Co^{3+}$에 의한 흡수, 이온화에너지 및 격자상수 변화를 확인하였다.