• 한국세라믹학회지
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• 제43권4호
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• pp.242-246
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• 2006

[ ${\alpha}-Al_2O_3$ ] nanopowders were fabricated by the thermal decomposition and synthetic of Ammonium Aluminum Carbonate Hydroxide (AACH). Crystallite size of 5 to 8 nm were fabricated when reaction temperature of AACH was low, $8^{\circ}C$, and the highest $[NH_4{^+}][AlO(OH)_n{(SO_4){^-}}_{3-n/2}][HCO_3]$ ionic concentration to pH of the Ammonium Hydrogen Carbonate (AHC) aqueous solution was 10. The phase transformation fem $NH_4Al(SO_4)_2$, rhombohedral $(Al_2(SO_4)_3)$, amorphous-, ${\theta}-,\;{\alpha}-Al_2O_3$ was examined at each temperature according to the AACH. A Time-Temperature-Transformation (TTT) diagram for thermal decomposition in air was determined. Homogeneous, spherical nanopowders with a particle size of 70 nm were obtained by firing the 5 to 8 m crystallites, which had been synthesized from AACH at pH 10 and $8^{\circ}C,\;at\;1150^{\circ}C$ for 3 h in air.

• Journal of Industrial and Engineering Chemistry
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• 제68권
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• pp.173-179
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• 2018

Electrochemical characterization was conducted on poly(vinyl alcohol) (PVA)-ceramic composite (PVA-CC) separators for supercapacitor applications. The PVA-CC separators were fabricated by mixing various ceramic particles including aluminum oxide ($Al_2O_3$), silicon dioxide ($SiO_2$), and titanium dioxide ($TiO_2$) into a PVA aqueous solution. These ceramic particles help to create amorphous regions in the crystalline structure of the polymer matrix to increase the ionic conductivity of PVA. Supercapacitors were assembled using PVA-CC separators with symmetric activated carbon electrodes and electrochemical characterization showed enhanced specific capacitance, rate capability, cycle life, and ionic conductivity. Supercapacitors using the $PVA-TiO_2$ composite separator showed particularly good electrochemical performance with a 14.4% specific capacitance increase over supercapacitors using the bare PVA separator after 1000 cycles. With regards to safety, PVA becomes plasticized when immersed in 6 M KOH aqueous solution, thus there was no appreciable loss in tear resistance when the ceramic particles were added to PVA. Thus, the enhanced electrochemical properties can be attained without reduction in safety making the addition of ceramic nanoparticles to PVA separators a cost-effective strategy for increasing the ionic conductivity of separator materials for supercapacitor applications.

• 한국광물학회지
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• 제25권4호
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• pp.283-293
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• 2012

지구가 마그마 바다 상태에서 현재의 층상화된 내부 구조로 분화되는 진화과정의 체계적인 이해를 위하여 규산염 용융체와 같은 비정질 산화물의 결정화과정 메커니즘 규명이 필요하다. 이를 위하여 결정화 과정에서 수반하는 용융체의 원자구조 변화를 실험적으로 측정하여 결정화 과정을 정량적으로 정립할 수 있다. 본 연구에서는 고상 핵자기 공명 분광분석(NMR)을 이용하여 졸겔법으로 합성한 비정질 알루미나($Al_2O_3$)의 온도-가열 시간 변화에 따른 원자구조 변화로부터, 비정질-결정질 상전이 과정을 원자 단위에서 규명하였다. 비정질 $Al_2O_3$의 $^{27}Al$ 3QMAS NMR 실험 결과 다량의 배위수 4, 5의 알루미늄($^{[4,5]}Al$)과 소량의 배위수 6인 알루미늄($^{[6]}Al$)이 명확히 구분되어 관찰되었고, 973 K와 1,073 K에서 각각 가열시간을 증가시킬수록 배위수 5인 알루미늄($^{[5]}Al$)이 감소하였다. 본 연구에서는 $^{[5]}Al$의 분율을 결정화의 지표로 이용하여 $^{27}Al$ 3QMAS NMR 결과를 정량 분석하였다. 분석을 통해 점진적인 원자구조의 변화로 관찰되는 비정질 산화물의 상전이 과정이 결정화 혹은 비정질 내 구조적 무질서도의 변화와 같은 복합적인 단계로 구성될 수 있음을 확인하였다. 이러한 연구 결과는 다양한 자연계의 다성분계 규산염 용융체 결정화 과정 및 마그마 바다의 분화와 지구의 화학적 진화에 대한 원자 단위의 이해증진에 도움을 줄 것이다.

• 자원리싸이클링
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• 제16권2호
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• pp.48-55
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• 2007

석탄화력발전소에서 부산물로 발생하는 비산재를 이용하여 저밀도 폴리에틸렌 열분해용 저가 크래킹 촉매를 합성하였다. 석탄비산재에 포함되어 있는 실리카와 알루미나를 NaOH와의 융합을 통해 용출시키고 이를 공침시킴으로써 비정질 실리카알루미나 촉매로 합성하였다. NaOH/석탄비산재 중량비와 활성화 시간 등의 합성조건이 촉매 합성에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 열중량분석기를 사용하여 저밀도 폴리에틸렌 촉매 열분해를 수행하였다. 열분해 온도 변화와 열분해 생성물의 비점분포를 분석하여 합성 촉매의 성능을 평가하였으며 합성된 촉매의 물리적 특성과 촉매 활성간의 관계를 고찰하였다. NaOH/석탄비산재의 중량비가 1.2이고 활성화 시간이 8시간일 때 합성된 촉매가 가장 우수한 성능을 나타내었다. 최적 조건에서 합성된 촉매는 상용촉매와 유사한 활성을 나타내어 우수한 효과를 나타내었으며 폐플라스틱 재활용에 효과적으로 사용할 수 있으리라 예측된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제31권3호
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• pp.116-126
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• 2021

코디어라이트(Mg₂Al₄Si₅O₁₈) 하니컴 세라믹스의 대표적 응용분야는 자동차 배기가스 정화용 필터(diesel particulate filter(DPF))이다. 천연광물, 조공제, 유기바인더를 혼합한 슬러리를 압출하여 DPF용 하니컴 코디어라이트를 성형한 후 980~1450℃ 범위에서 소결하였다. 소결온도에 따른 결정상(indialite, cordierite, cristobalite, alumina, spinel, mullite, pro-enstatite)의 형성과정을 XRD Rietveld 정밀화법을 이용하여 정량분석 하였다. 동시에, 세라믹 에칭(etching) 방법으로 소결 시료 표면의 비정질상을 제거한 후 SEM/EDS법을 사용하여 결정상들의 형상과 조성을 확인하였다. 이들 결과로부터 DPF 하니컴에서 결정상 형성 과정을 명확히 밝힐 수 있었다. 또한, DPF 하니컴의 소결온도에 따른 열팽창계수(linear coefficient of thermal expansion, CTE) 변화를 분석하였고, 결정상의 정량분석결과를 바탕으로 계산된 CTE와 비교하였다. 소결된 DPF 하니컴 내의 결정상들이 CTE 특성에 미치는 영향을 고찰하였다.

• 한국광물학회지
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• 제24권3호
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• pp.151-164
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• 2011

울릉도에서 산출되는 치밀한 회색부석, 회색부석, 갈색 및 검은색부석의 기질에 대한 광물 암석학적 특성을 연구하기 위하여 X-선 회절분석, FT-IR, 열분석, XRF, SEM 분석을 실시하였다. 그 결과, 울릉도 부석의 기질은 전반적으로 비정질이며 미량의 새니딘과 아노르도클레이스의 결정구조적 특성을 보였다. FT-IR 흡수스펙트럼에서 흡착수분을 지시하는 O-H 피크가 관찰되었으나 열분석에서 나타나지 않는 것으로 보아 수분 함량은 미미한 수준인 것으로 판단된다. 이러한 낮은 수분 함량은 기질이 넓은 비표면적을 가지며 형성 이후 상당한 시간이 지났음에도 불구하고 수화변질 정도를 매우 낮게 만든 것으로 생각된다. SEM 이미지상에서 기질의 기공은 $2\sim2000{\mu}m$ 크기를 가지며 구형, 타원형, 실타래형 및 각상의 형태학적 특성을 보인다. 또한, 기공들은 융합하고 성장하면서 변형되는 연성특성을 보여준다. 다양한 크기와 형태를 보이는 기공의 특성은 마그마의 급격한 압력감소와 빠른 냉각에 기인하며 형성과정에서 마그마가 상당한 연성을 유지하였음을 시사한다. 초기에 형성된 치밀한 회색부석은 기공의 성장이 제한되고 구형 기공의 결핍과 각상의 매우 작은 기공($15{\mu}m$ 이하)을 포함하는 것으로 보아 수화프리니언 분출에 근접하였음을 시사한다. 기질표변에서 관찰되는 비정질 알루미나 규산염 덩어리인 극미립질 입자는 알칼리계열의 포놀라이트질 마그마가 급격히 상승하는 과정에서 미립자화된 마그마가 기질표면에 부착된 것으로 판단되며 부분적으로 결정화된 알칼리 장석입자와 공존할 가능성이 높은 것으로 추정된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권11호
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• pp.864-871
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• 2004

폐 염화알루미늄(AlCl$_3$) 수용액과 수산화나트륨(NaOH) 용액의 가수분해 반응에 의해 무정형의 수산화알루미늄 겔을 석출시키고, 이를 숙성하여 다공성 유사베마이트(pseudo-boehmite) 겔을 제조하였다 pH를 7.6～11.6 범위로 조절하고 반응온도를 60～10$0^{\circ}C$로 변화시켜 2～24시간 숙성시켰을 때, 겔 침전물의 결정변화, 적외선흡수스펙트럼의 변화, 비표면적 및 기공구조의 변화를 조사하여 최대 기공부피를 갖는 유사베마이트 겔의 제조조건을 확립하였다. pH 7.6～9.6 범위에서 석출된 겔 침전물로부터 250～357 $m^2$/g 정도의 비표면적과 0.4～0.74 cc/g의 기공부피 그리고 58～l14$\AA$의 평균기공크기를 갖는 다공성 유사베마이트가 제조되었으며, pH 10.6～11.6 범위에서 석출된 겔 침전물로부터는 기공이 거의 없는 베이어라이트(bayerite)가 제조되었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.38.1-38.1
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• 2009

Plasma etching is an essential process for electronic device industries and the particulate contamination during plasma etching has been interested as a big issue for the yield of productivity. The oxynitride glasses have a merit to prevent particulate contamination due to their amorphous structure and plasma etching resistance. The YSiAlON oxynitride glasses with increasing nitrogen content were manufactured. Each oxynitride glasses were fluorine-plasma etched and their plasma etching rate and surface roughness were compared with reference materials such as sapphire, alumina and quartz. The reinforcement mechanism of plasma etching resistance of the YSiAlON glasses studied by depth profiling at plasma etched surface using electron spectroscopy for chemical analysis. The plasma etching rate decreased with nitrogen content and there was no selective etching at the plasma etched surface of the oxynitride glasses. The concentration of silicon was very low due to the generation of SiF4 very volatile byproduct and the concentration of aluminum and yttrium was relatively constant. The elimination of silicon atoms during plasma etching was reduced with increasing nitrogen content because the content of the nitrogen was constant. And besides, the concentration of oxygen was very low on the plasma etched surface. From the study, the plasma etching resistance of the glasses may be improved by the generation of nitrogen related structural groups and those are proved by chemical composition analysis at plasma etched surface of the YSiAlON oxynitride glasses.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.315-322
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• 2012

알칼리활성고로슬래그(AAS)는 이산화탄소 배출 부하가 큰 OPC의 가장 확실한 대체 재료로써 구조재로 이용하기 위해서는 내구성 평가 및 검증이 필요하다. 내구성 평가지표의 큰 비중을 차지하고 있는 것이 탄산화 저항성인데, AAS는 OPC에 비해 탄산화 저항성이 약한 것으로 알려져 있다. 이 연구에서는 AAS의 빠른 탄산화 특성과 그 원인을 알아보기 위해 탄산화 전후 물리적 특성 변화와 탄산화에 의해 수화생성물들이 어떤 변화를 보이는지 살펴보았다. 그 결과 AAS는 OPC와 달리 수화생성물의 대부분이 CSH이며, 수산화칼슘이 거의 생성되지 않았고, AAS의 CSH는 OPC의 CSH와 다른 구조임을 알 수 있었다. AAS는 탄산화 후 CSH가 비정질의 실리카겔로 변하고, 일부 알루미나화합물은 구조가 완전 붕괴되어 탄산화 후 식별되지 않는데, 이 때문에 AAS는 탄산화 후 압축강도가 약해진 것으로 판단된다. AAS의 활성화제의 첨가량을 높이면, 빠른 반응속도로 CSH의 생성량이 많아지고 조직이 치밀해져서 압축강도와 탄산화저항성이 향상된다.

• 한국진공학회지
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• 제19권4호
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• pp.307-313
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• 2010

본 연구에서는 열 화학기상증착법(thermal chemical vapor deposition)을 이용하여 분말 형태의 규소(Si)와 염화니켈 수화물 $(NiCl_2{\cdot}6H_2O)$을 혼합한 후 탄소공급원인 $CH_4$ 가스를 주입하여 탄화규소 나노선(SiC nanowire)을 합성하였다. 합성 온도와 $CH_4$ 가스 유량 변화에 따른 탄화규소 나노선의 구조적 특성을 분석한 결과, 합성온도가 $1,400^{\circ}C$, $CH_4$ 가스의 유량이 300 sccm인 경우가 탄화규소 나노선의 합성에 최적화된 조건임을 라만 분광법(Raman spectroscopy)과 X-선 회절(X-ray diffraction), 주사전자현미경(scanning electron microscopy), 그리고 투과전자현미경(transmission electron microscopy) 분석을 통해 확인하였다. 합성된 탄화규소 나노선의 직경은 약 50~150 nm이며, 곧은 방향성과 높은 결정성을 가지는 입방구조(cubic structure)를 지니고 있었다.