고체 산화물 전해질로 사용되고 있는 초 이온 전도체인 $K^+-{\beta}/{\beta}"-Al_2O_3$의 고온 상관계와 소결성 분석을 위하여 $K_2O-LiO_2-Al_2O_3$ 삼성분계로부터 고상반응을 통하여 순수한 $K^+-{\beta}/{\beta}"-Al_2O_3$ 분말을 합성한 후 slip casting방법과 냉간정수압성형에 의하여 tube와 disk형을 각각 제작하였다. Slip casting은 40 wt%의 고체함량을 가지는 슬러리를 사용해 알루미나 몰드에서 이루어졌고 냉간정수압성형은 20 MPa의 압력하에서 수행되었다. 성형체들은 $1600^{\circ}C$, $1700^{\circ}C$, $1750^{\circ}C$에서 각각 소결하여 성형방법에 따른 상관계와 소결밀도를 조사하였다. 냉간정수압성형에 의한 시편이 $1700^{\circ}C$까지 ${\beta}"-Al_2O_3$의 상분율이 월등히 높은 반면, 소결밀도에 있어서는 slip casting방법의 경우가 다소 높았다. 소결 시 상대밀도는 $1750^{\circ}C$에서 1 h 경과 후, 두 경우 모두 약 83%를 나타내었다. 90 min 이상 소결하였을 때는 입자의 과대성장과 기공으로 인해 오히려 밀도가 낮아졌다.
Self-powered neutron detector (SPND) is being widely used to monitor the reactor core of the nuclear power plants. The SPND contains a neutron-sensitive metallic emitter surrounded by a ceramic insulator. Currently, the vanadium (V) SPND has been being developed to be used in OPR1000 nuclear power plants. Some Monte Carlo simulations were accomplished to calculate the initial sensitivity of vanadium emitter material and alumina insulator with a cylindrical geometry. An MCNP code was used to simulate some factors (neutron self-shielding factor and beta escape probability from the emitter) and space charge effect of an insulator necessary to calculate the sensitivity of vanadium detector. The simulation results were compared with some theoretical and experimental values. The method presented here can be used to analyze the optimum design of the vanadium SPND and contribute to the development of TMI (Top-mount In-core Instrumentation) which might be used in the SMART and SMR.
본 연구에서는 진공 증착법을 이용하여 철프탈로시아닌(FePc) 박막을 실리콘 웨이퍼와 알루미나 기판 위에 합성하였으며, 박막의 증착 온도와 두께를 변화시켜 실험한 후 일부의 박막을 열처리하였다. 박막의 두께 변화에 따른 표면 구조 변화, 상전이와 전기 저항 감도 변화를 SEM, XRD, 그리고 전기저항의 측정으로 관찰하였다. 증착 온도가 $370^{\circ}C$에서 $350^{\circ}C$로 감소함에 따라 $\alpha$상의 (200)면, (011)면, (211)면, 그리고 (114)면이 사라지며 $\beta$상의 (100)면의 피크가 나타났다. 전구물질의 양을 달리하며 고속 증착시켜 박막 두께를 조절한 결과, 두께 증가에 따라 결정 크기가 증가하고 또한 $\alpha$상에서 $\beta$상으로의 상 전이가 일어남을 알 수 있었다. 열처리한 박막의 결정성을 측정한 결과 열처리 온도가 증가함에 따라 $150^{\circ}C$으로부터 $\alpha$상에서 $\beta$상으로의 상 전이가 일어나기 시작하여 $350^{\circ}C$에서 완전히 $\beta$상으로 전이되었다. $NO_x$에 대한 철프탈로시아닌 박막의 온도에 따른 전기저항감도를 측정한 결과 박막의 두께가 얇을수록 더 좋고 안정된 전기 저항 감도를 보여주었다. 즉 박막의 표면구조가 조밀하게 성장할수록 전기 저항 감도가 더욱 좋아짐을 확인하였다.
Crystalline carbon nitride films have been deposited by RF reactive magnetron sputtering system with negative DC bias. The carbon nitride films deposited on various substrates showed ${\alpha}$- C$_3$N$_4$,${\beta}$-C$_3$N$_4$ and lonsdaleite structures through XRD and FTIR We can find the grain growth of hexagonal structure from SEMI photographs, which is coincident with the theoretical carbon nitride unit cell. When nitrogen gas ratio is 70 % and RF power is 200 W, the growth rate of carbon nitride film on quartz substrate is about 2.1 $\mu\textrm{m}$/hr.
$^{188}Re$ (${\beta}^-=2.2$ MeV; ${\gamma}^-$=155 keV; $T_{1/2}$=16.9 hours) is an attractive therapeutic radioisotope which is produced from decay of reactor-produced tungsten-188 parent ($T_{1/2}$=69 days). $^{188}W$ has been produced from the double neutron capture reaction of $^{186}W.\;^{188}Re$ can be easily obtained by elution of saline on alumina based $^{188}W/^{188}Re$ generator, which is commercially available. Complexes labelled with $^{188}Re$ have been developed for the radiotherapy treatment of diseases because of the desirable nuclear properties of the radioisotope and it's chemical properties similar to those of technetium, a well established diagnostic agent.
This paper describes the design of a small size Alkali Metal Thermal to Electric Converter (AMTEC) which employs a capillary structure for recirculating sodium working fluid. The cycle is based on the simple and small capillary type ${\beta}"$ -alumina and wick tube element. The proposed cell consists of the 37 conversion elements with capillary tube of $50{\mu}m$ in diameter and the sealed cylindrical vessel of 22mm in outer diameter. Results on the cycle analysis of sodium flow and heat transfer in the cell showed that the expected power output was 4.65W and the conversion efficiency was 19% for the source temperature of 900K.
Multi-layer ceramic composites were prepared by tape casting followed by hot pressing using silicon nitride layer with silicon nitride whiskers, silicon nitride layer with silicon carbide particles and boron nitride-alumina layer. The whiskers were aligned during the casting. As the whisker content of the silicon nitride layer was increased up to 10 wt%, the flexural strength of the multi-layer composite was increased. However, further increase of the whisker content in the layer resulted in a rapid decrease of the strength of the composite. The results suggest that the strength of multi-layer ceramic composite showing non-catastrophic failure behavior can be significantly improved by incorporating the aligned whiskers in the layers.
$K_2O-MgO-Al_2O_3$의 3성분계로부터 $K^+-{\beta}/{\beta}"-Al_2O_3$를 직접 고상반응법에 의하여 합성하였다. 합성시 초기조성, 합성온도, 합성시간 및 분쇄매체가 ${\beta}/{\beta}"-Al_2O_3$ 상형성 및 상관계에 미치는 영향에 대하여 분석하였으며 최대 분율의 ${\beta}"-Al_2O_3$ 상형성을 위한 최적 합성조건을 연구하였다. 조성범위로서 $K_2O$와 $Al_2O_3$상형성의 몰비를 1:5에서 1:6.2로, 안정화제로 사용된 MgO는 4.2 wt % 에서 6.3 wt % 사이에서 변화시켰으며 합성온도는 $1000^{\circ}C$에서 $1500^{\circ}C$까지 취하였다. ${\beta}/{\beta}"-Al_2O_3$상은 ${\alpha}-Al_2O_3$와 $KAlO_2$가 결합하는 $1000^{\circ}C$ 부근에서 형성되기 시작하여 점차 증가하다가 $1200^{\circ}C$ 부근에서 ${\alpha}-Al_2O_3$가 모두 사라지면서 균일화되었다. ${\beta}"-Al_2O_3$ 상분율은 $K_{1.67}Mg_{0.67}Al_{10.33}O_{17}$의 조성과 함께 $1300^{\circ}C$ 부근에서 최대값을 보였다. $1300^{\circ}C$ 이상의 합성 온도에서는 높은 potassium의 증기압에 따른 $K_2O$의 손실에 의하여 ${\beta}"-Al_2O_3$ 상분율이 감소하였으며 합성시간은 5시간 정도가 적당하였다. 분쇄 및 혼합을 위한 분산매체로는 증류수보다는 아세톤의 효과가 뛰어났다.
The $Al_2O_3$ with various phases were prepared by simple ex-situ hydrolysis and spark plasma sintering (SPS) process of Al powder. The nano bayerite $(\beta-Al(OH)_3)$ phase was derived by hydrolysis of commercial powder of Al with micrometer size, whereas the bohemite (AlO(OH)) phase was obtained by hydrolysis of nano Al powder synthesized by pulsed wire evaporation (PWE) method. Compaction as well as dehydration of both nano bayerite and bohemite was carried out simultaneously by SPS method, which is used to fabricate dense powder compacts with a rapid heating rate of $100^{\circ}C$ per min. under the pressure of 50MPa. After compaction treatment in the temperature ranges from $100^{\circ}C\;to\; 1100^{\circ}C$, the bayerite and bohemite phases change into various alumina phases depending on the compaction temperatures. The bayerite shows phase transition of $Al(OH)_3{\to}{\eta}-Al_2O_3{\to}{\theta}-Al_2O_3{\to}\alpha-Al_2O_3$ sequences. On the other hand, the bohemite experiences the phase transition from AlO(OH) to ${\gamma}-Al_2O_3\;at\;350^{\circ}C.$ It shows AlO(OH) ${\gamma}-Al_2O_3{\to}{\delta}-Al_2O_3{\to}{\alpha}-Al_2O_3$ sequences. The ${\gamma}-Al_2O_3$ compacted at $550^{\circ}C$ shows a high surface area $(138m^2/g)$.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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