• 제목/요약/키워드: calcination temperatures

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Synthesis and Characterization of Y2O3 Powders by a Modified Solvothermal Process

  • Jeong, Kwang-Jin;Bae, Dong-Sik
    • 한국재료학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.78-81
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    • 2012
  • $Y_2O_3$ nanomaterials have been widely used in transparent ceramics and luminescent devices. Recently, many studies have focused on controlling the size and morphology of $Y_2O_3$ in order to obtain better material performance. $Y_2O_3$ powders were prepared under a modified solvothermal condition involving precipitation from metal nitrates with aqueous ammonium hydroxide. The powders were obtained at temperatures at $250^{\circ}C$ after a 6h process. The properties of the $Y_2O_3$ powders were studied as a function of the solvent ratio. The synthesis of $Y_2O_3$ crystalline particles is possible under a modified solvothermal condition in a water/ethylene glycol solution. Solvothermal processing condition parameters including the pH, reaction temperature and solvent ratio, have significant effects on the formation, phase component, morphology and particle size of yttria powders. Ethylene glycol is a versatile, widely used, inexpensive, and safe capping organic molecule for uniform nanoparticles besides as a solvent. The characterization of the synthesized Y2O3 powders were studied by XRD, SEM (FE-SEM) and TG/DSC. An X-ray diffraction analysis of the synthesized powders indicated the formation of the $Y_2O_3$ cubic structure upon calcination. The average crystalline sizes and distribution of the synthesized $Y_2O_3$ powders was less than 2 um and broad, respectively. The synthesized particles were spherical and hexagonal in shape. The morphology of the synthesized powders changed with the water and ethylene glycol ratio. The average size and shape of the synthesized particles could be controlled by adjusting the solvent ratio.

TiO2 나노 입자의 크기와 결정 구조가 염료감응형 태양전지의 광전 효율에 미치는 영향 (Effect of Particle Size and Structure of TiO2 Semiconductor on Photoelectronic Efficiency of Dye-sensitized Solar Cell)

  • 이현주;박노국;이태진;한기보;강미숙
    • 청정기술
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    • 제19권1호
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    • pp.22-29
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    • 2013
  • 본 연구는 염료감응형 태양전지의 구성요소 중 핵심 소재로 주목받고 있는 티타니아($TiO_2$) 나노입자의 크기와 결정구조에 따른 광전 효율을 비교하고자 하였다. 나노입자의 크기는 용매열법(solvothermal method)을 이용하여 출발 용액의 pH를 조절하고 결정구조의 차이는 솔-젤법에 의해 얻어진 무정형의 티타니아를 온도를 달리하여 소성함으로써 조절되었다. 그 결과, 용매법으로는 8.9, 12.8 그리고 20.2 nm의 크기를 가지는 세 종류의 아나타제 티타니아를, 솔-젤법으로는 세 종류의 아나타제-루타일(anatase-rutile) 혼합결정구조를 가지는 티타니아를 얻었다. 여섯 종류의 샘플 중 20.2 nm 크기의 아나타제 결정구조의 티타니아를 광 전극으로 사용한 염료감응형 태양전지 단위 셀에서 8.6%로 가장 좋은 광전 효율을 얻었다.

MCM-41, 48 메조포러스 물질 및 SiO2에 담지한 헤테로폴리산의 특성 및 촉매적 활성 (Property and Catalytic Activity of Heteropoly Acid Supported on MCM-41, 48 Mesoporous Material and SiO2)

  • 박정우;김범식;이정민;이관영
    • 공업화학
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    • 제10권7호
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    • pp.1020-1027
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    • 1999
  • 헤테로폴리산(HPW)을 표면적이 서로 다른 담체인 $SiO_2$ MCM-41, MCM-48에 담지농도와 소성온도를 달리하며 담지시켰다. X-선 회절분석, 질소 흡착법, 적외선 흡수 스펙트럼, $^{31}P$ 고체 핵자기 공명을 통해서 이 담지촉매의 특성을 조사하였다. IR과 NMR의 결과로부터 HPW가 담체안에서 케긴 구조를 유지하면서 존재함을 확인할 수 있었다. MCM-41의 경우에는 35 wt %, MCM-48의 경우에는 65 wt %로 담지시킨 경우에도 X-선 회절패턴에서 HPW 고유의 피크가 나타나지 않았으며, 이와 같은 특성을 통해서 HPW가 고분산 되어 있음을 알 수 있었다. Di, bis, tri-pentaerythritol의 가수분해 반응에서 이들 담지 촉매는 높은 촉매 활성을 보였으며 HPW, $HPW/SiO_2$보다 HPW/MCM-41, 48의 촉매 활성이 더 우수하였다.

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Sodium계 건식흡수제의 CO$_2$ 흡수/재생 및 SO$_2$ 농도의 영향 (CO$_2$ Absorption/Regeneration of Sodium-based Dry Sorbent and the Effect of SO$_2$ Concentration)

  • 강승엽;조기철;이규홍;오광중
    • 대한환경공학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.225-233
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    • 2008
  • 지구 온난화에 대한 기여도가 50% 이상인 CO$_2$를 제어하려는 국제적 관심에 따라 CO$_2$ 제어에 대한 새로운 기술개발이 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 PVA함량 및 소성온도에 따라 흡수제를 제조하여 고정층에서 CO$_2$ 흡수/재생 연속 실험 및 SO$_2$ 농도에 관한 실험을 수행하였다. 연구 결과, 비표면적은 832.79 m$^2$/g로 나타났고, SEM 측정결과 미세기공이 발달하여 건식흡수제로서의 가능성을 보였으며, CO$_2$ 흡수/재생 연속 실험에서는 SO$_2$ gas가 존재할 경우 부반응물질인 $Na_2SO_3$$Na_2SO_4$생성으로 CO$_2$ 흡수능 저하를 보였다.

착체중합법을 이용한 SrAl2O4: Eu2+, Dy3+ 축광성 형광체의 합성 (Synthesis and Characteristics of SrAl2O4: Eu2+, Dy3+ Long Afterglow Phosphors by Polymerized Complex Method)

  • 김태호;황해진;김진호;황광택;한규성
    • 한국재료학회지
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    • 제26권10호
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    • pp.561-569
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    • 2016
  • $SrAl_2O_4$: $Eu^{2+}$ and $Dy^{3+}$ phosphorescent phosphors were synthesized using the polymerized complex method. Generally, phosphorescent phosphors synthesized by conventional solid state reaction show a micro-sized particle diameter; thus, this process is restricted to applications such as phosphorescent ink and paint. However, it is possible to synthesize homogeneous multi-component powders with fine particle diameter by wet process such as the polymerized complex method. The characteristics of $SrAl_2O_4$: $Eu^{2+}$ and $Dy^{3+}$ powders prepared by polymerized complex method with one and two step calcination processes were comparatively analyzed. Temperatures of organic material removal and crystallization were observed through TG-DTA analysis. The crystalline phase and crystallite size of the $SrAl_2O_4$: $Eu^{2+}$ and $Dy^{3+}$ phosphorescent phosphors were analyzed by XRD. Microstructures and afterglow characteristics of the $SrAl_2O_4$: $Eu^{2+}$ and $Dy^{3+}$ phosphors were measured by SEM and spectrofluorometry, respectively.

고분자 젤 농도변화에 의한 실리카 나노분말의 합성 (Synthesis of Silica Nanopowder via Change in Polymer Gel Concentration)

  • 김지경;이상근;권재율;서금석;박성수;박희찬
    • 한국세라믹학회지
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    • 제42권3호
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    • pp.205-210
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    • 2005
  • Tetraethyl Orthosilicate(TEOS)를 $SiO_2$ 전구체 용액으로 사용하여 Polyacrlamide gel 방법으로 나노 실리카 분말을 합성하였다. 이 gel 공정법은 비교적 간단한 중합법이며, 고분자 망상구조가 $SiO_2$의 응집을 억제하므로 비교적 낮은 하소온도에서 나노입자를 합성할수 있었다. $SiO_2$ 분말입자의 크기는 gel 전구체중의 ammonium persulphate와 N,N'-methylene-bis-acryamide(BIS)의 농도에 영향을 받았다. 실리카 입자의 크기는 ammonium persulphate의 농도가 증가할수록 작아졌으며 그 농도가 0.01M일때 가장 작은 10nm크기의 입자를 얻었다. 또한 그 입자의 크기는 BIS의 농도가 증가할수록 작아졌으며 그 높도가 0.05M일때 입자의 크기는 5nm였다.

$Ca(Li_{1/4}Nb_{3/4})O_3-CaTiO_3$계 세라믹스의 마이크로파 유전특성 (Microwave Dielectric Properties $Ca(Li_{1/4}Nb_{3/4})O_3-CaTiO_3$ ceramic systems)

  • 윤상옥;김대민;심상흥;강기성
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.1
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    • pp.139-142
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    • 2003
  • Microwave dielectric properties of $Ca(Li_{1/4}Nb_{3/4})O_3-CaTiO_3$ ceramic systems were investigated with calcination temperatures and amounts of $CaTiO_3$ in the range of 0.2 to 0.4mol. $Ca(Li_{1/4}Nb_{3/4})O_3$ ceramics having orthorhombic crystal structure could be synthesized at $750^{\circ}C$ and sintered well at $1250^{\circ}C$. They showed the dielectric constant of 26, quality factor($Q{\times}f_o$) of 13,000 and temperature coefficient of resonant frequency(${\tau}_f$) of $-49{\pm}2ppm/^{\circ}C$ With adding the $CaTiO_3$ amount the dielectric constant and ${\tau}_f$ increased due to the solute of $CaTiO_3$ but the quality factor decreased. The 0.7$Ca(Li_{1/4}Nb_{3/4})O_3-0.3CaTiO_3$ ceramic showed the dielectric constant of 44, quality factor($Q{\times}f_o$) of 12,000 and ${\tau}_f$ of $-9{\pm}1ppm/^{\circ}C$.

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$BaTiO_3$세라믹스에서 Ba/Ti비 변화에 따른 소결거동 및 비정상 입자성장에 대한 연구 (Study on the Sintering Behavior and Abnormal Grain Growth with Ba/Ti ratio variation of $BaTiO_3$ Ceramics)

  • 최종선;김호기
    • 한국재료학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.37-45
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    • 1991
  • $BaTiO_3$세라믹에서 미세구조를 조절하기 위하여 Ba/Ti비 변화에 따른 소결거동 및 비정상 입자성장에 대하여 연구하였다. 본 연구에서 사용한 $BaTiO_3$분말은 $BaCO_3$$TiO_2$를 이용하여 일반적인 고상반응법으로 제조하였다. Ba/Ti비가 감소할수록(과잉 $TiO_2$가 증가할수록)소결 시작온도가 낮아졌으며 치밀화가 증진되었다. 이것은 과잉 $TiO_2$양이 증가할수록 하소된 분말의 크기가 감소되었기 때문으로 판단되며, 공융액상 형성으로 인한 액상소결에 의한 것이 아님을 알 수 있었다. 또한 과잉 $TiO_2$양이 증가할수록 입자성장이 강력하게 억제되었으며, 이는 Ti-rich 이차상이 입자성장을 억제시킴을 의미한다. 따라서 이러한 이차상의 불균일한 분포로 인하여 비정상 입자성장이 일어나는 것으로 판단되었다.

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전구체 공침 온도가 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 분말의 특성에 미치는 영향 (Effects of Precursor Co-Precipitation Temperature on the Properties of LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 Powders)

  • 최웅희;강찬형
    • 한국분말재료학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.287-296
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    • 2016
  • $Ni_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}(OH)_2$ powders have been synthesized in a continuously stirred tank reactor via a co-precipitation reaction between aqueous metal sulfates and NaOH using $NH_4OH$ as a chelating agent. The co-precipitation temperature is varied in the range of $30-80^{\circ}C$. Calcination of the prepared precursors with $Li_2CO_3$ for 8 h at $1000^{\circ}C$ in air results in Li $Ni_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ powders. Two kinds of obtained powders have been characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy, particle size analyzer, and tap density measurements. The co-precipitation temperature does not differentiate the XRD patterns of precursors as well as their final powders. Precursor powders are spherical and dense, consisting of numerous acicular or flaky primary particles. The precursors obtained at 70 and $80^{\circ}C$ possess bigger primary particles having more irregular shapes than those at lower temperatures. This is related to the lower tap density measured for the former. The final powders show a similar tendency in terms of primary particle shape and tap density. Electrochemical characterization shows that the initial charge/discharge capacities and cycle life of final powders from the precursors obtained at 70 and $80^{\circ}C$ are inferior to those at $50^{\circ}C$. It is concluded that the optimum co-precipitation temperature is around $50^{\circ}C$.

산화처리된 PCB 스크랩을 첨가한 Al2O3-SiO2-CaO 3성분계 슬래그의 점도 (Viscosity Change of Al2O3-SiO2-CaO Slag System with Used Electronic Scrap)

  • 권의혁;한신석;지재홍;한정환;유병돈;김병수;이재천
    • 한국재료학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.239-245
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    • 2003
  • In order to explore the possibility to extract precious metals from PCB(Printed Circuit Board) scrap by gravity separation, a high temperature melting process was adopted, from the recycling view point, to investigate the influence of viscosity on A1$_2$$O_3$-CaO$-SiO_2$ slag system composed of PCB scrap. For optimizing the pre-treatment process of PCB scrap, an experimental condition for the complete calcination and oxidation of organic materials in PCB scrap was established and a quantitative analysis of oxidized PCB scrap was also carrie out. It was found that 6 hours were enough for the complete oxidation of PCB scrap at 1273 K in an atmosphere condition. A slag, l5wt%$A1_2$$O_3$-45wt%CaO-40wt%SiO$_2$, was chosen as a basic slag composition which is determined based on the quantitative analysis of PCB scrap. Viscosities were measured in slag systems both made from pure fluxes and from PCB scrap with additional fluxes. Slag viscosities composed of pure fluxes were measured to be 5.29 poise and 30.52 poise at temperatures of 1773 and 1573 K, whereas that of PCB scrap with additional fluxes were 3.37 poise and 69.89 poise, respectively.