• 제목/요약/키워드: cation substitution

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리트벨트법을 이용한 K-Ba 치환 합성 홀란다이트($K_{2x}Ba_{1-x}Cr_2Ti_6O_{16}$)의 결정구조 연구 (Rietveld Refinement and Crystal Structure of K-Ba Substituted Synthetic Hollandite, ($K_{2x}Ba_{1-x}Cr_2Ti_6O_{16}$))

  • 최진범;김태현
    • 한국광물학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.128-136
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    • 2001
  • 흘란다이트 터널 구조내의 A자리 양이온인 $Ba^{2+}$ 이온을 $K^{+ }$ 이온이 치환하면서 결정의 구조에 어떠한 변화가 있는지 알아보기 위해 K-Ba 전구간 완전고용체로 치환된 7개의 합성 흘란다이트형 광물($K_{2x}$ $Ba_{1}$ -x/$Cr_2$$Ti_{6}$ $O_{16}$ , x=0, 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9, 1.0)에 대하여 X선 회절분석과 리트벨트 구조분석법을 실시하였다. 리트벨트 계산 결과, 구조의 정밀도를 나타내는 R 지수값을 보면$ R_{exp}$에 대한 $R_{wp}$ 값($R_{wp}$ /$R_{exp}$ )은 15.77%/20.90%~14.74%/l9.37%의 범위를 보여주며, $R_{B}$ 값은 6.45~8.97%, S (GofF)값은 1.45~l.63으로 각각 계산되었다. 합성 홀란다이트는 K-Ba 전구간에서 Ba의 함량에 관계없이 모두 공간군 14/m을 가지며, 단위포의 크기는 a=10.1194(2) ~ 10.0599(2)$\AA$, c=2.9572(6)~2.9512(7)$\AA$, V=302.75~298.66$\AA^{3}$의 범위를 보여주며, K 함량이 50% 이상에서는 금홍석이 부산물로 합성되었다. 그 결과 A자리의 Ba와 K의 치환관계에서는 비록 단위포의 크기에 일정한 변화를 보여주었으나 구조적 변이에 영향을 주기에는 충분치 않은 것으로 밝혀졌다. 따라서 정방정계에서 대칭성이 낮은 단사정계로의 구조적 변이는 A자리에 대한 K-Ba 치환보다는 다른 양이온의 치환이나 B자리의 치환 등 다른 요인에 의할 것으로 생각된다.다.

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Nickel Substitution Effects on Nano-sized Co, Mn and MnZn Ferrites Synthesized by Sol-gel Method

  • Choi, Won-Ok;Kwon, Woo Hyun;Chae, Kwang Pyo;Lee, Young Bae
    • Journal of Magnetics
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    • 제21권1호
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    • pp.40-45
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    • 2016
  • Nickel substituted nano-sized ferrite powders, $Co_{1-x}Ni_xFe_2O_4$, $Mn_{1-x}Ni_xFe_2O_4$ and $Mn_{1-2x}Zn_xNi_xFe_2O_4$ ($0.0{\leq}x{\leq}0.2$), were fabricated using a sol-gel method, and their crystallographic and magnetic properties were subsequently compared. The lattice constants decreased as quantity of nickel substitution increased, while the particle size decreased in $Co_{1-x}Ni_xFe_2O_4$ ferrite but increased for the $Mn_{1-x}Ni_xFe_2O_4$ and $Mn_{1-2x}Zn_xNi_xFe_2O_4$ ferrites. For the $Co_{1-x}Ni_xFe_2O_4$ and $Mn_{1-x}Ni_xFe_2O_4$ ($0.0{\leq}x{\leq}0.2$) ferrite powders, the $M{\ddot{o}}ssbauer$ spectra could be fitted as the superposition of two Zeeman sextets due to the tetrahedral and octahedral sites of the $Fe^{3+}$ ions. However, the $M{\ddot{o}}ssbauer$ spectrum of $Mn_{0.8}Zn_{0.1}Ni_{0.1}Fe_2O_4$ consisted of two Zeeman sextets and one single quadrupole doublet due to the ferrimagnetic and paramagnetic behavior. The area ratio of the $M{\ddot{o}}ssbauer$ spectra could be used to determine the cation distribution equation, and we also explain the variation in the $M{\ddot{o}}ssbauer$ parameters by using this cation distribution equation, the superexchange interaction and the particle size. The saturation magnetization decreased in the $Co_{1-x}Ni_xFe_2O_4$ and $Mn_{1-2x}Zn_xNi_xFe_2O_4$ ferrites but increased in the $Mn_{1-x}Ni_xFe_2O_4$ ferrite with nickel substitution. The coercivity decreased in the $Co_{1-x}Ni_xFe_2O_4$ and $Mn_{1-2x}Zn_xNi_xFe_2O_4$ ferrites but increased in the $Mn_{1-x}Ni_xFe_2O_4$ ferrite with nickel substitution. These variations could thus be explained by using the site distribution equations, particle sizes and spin magnetic moments of the substituted ions.

Effects of Mn Substitution on Crystallographic and Magnetic Properties of Li-Zn-Cu Ferrites

  • Lee, Young Bae;Choi, Won-Ok;Chae, Kwang Pyo
    • Journal of Magnetics
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    • 제19권3호
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    • pp.210-214
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    • 2014
  • The effects of manganese substitution on the crystallographic and magnetic properties of Li-Zn-Cu ferrite, $Li_{0.5}Zn_{0.2}Cu_{0.4}Mn_xFe_{2.1-x}O_4$ ($0.0{\leq}x{\leq}0.8$), were investigated. Ferrites were synthesized via a conventional ceramic method. We confirmed the formation of crystallized particles using X-ray diffraction, field emission scanning electron microscopy and $M{\ddot{o}}ssbauer$ spectroscopy. All of the samples showed a single phase with a spinel structure, and the lattice constants linearly decreased as the substituted manganese content increased, and the particle size of the samples also somewhat decreased as the doped manganese content increased. All the $M{\ddot{o}}ssbauer$ spectra can be fitted with two Zeeman sextets, which are the typical spinel ferrite spectra of $Fe^{3+}$ with A- and B-sites, and one doublet. The cation distribution was determined from the variation of the $M{\ddot{o}}ssbauer$ parameters and of the absorption area ratio. The magnetic behavior of the samples showed that an increase in manganese content led to a decrease in the saturation magnetization, whereas the coercivity was nearly constant throughout. The maximum saturation magnetization was 73.35 emu/g at x = 0.0 in $Li_{0.5}Zn_{0.2}Cu_{0.4}Mn_xFe_{2.1-x}O_4$.

Dependence of the lithium ionic conductivity on the B-siteion substitution in $(Li_{0.5}La_{0.5})Ti_{1-x}M_xO_3$

  • Kim, Jin-Gyun;Kim, Ho-Gi
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제11권11호
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    • pp.9-17
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    • 1998
  • The dependence of the ionic conductivity on the B-site ion substitution in (Li0.5La0.5)Ti1-xMxO3 (M=Sn, Zr, Mn, Ge) system has been studied. Same valence state and various electronic configuration and ionic radius of Sn4+, Zr4+, Mn4+ and Ge4+(4d10(0.69$\AA$), 4p6(0.72$\AA$), 3d10(0.54$\AA$) and 3d3(0.54$\AA$), respectively) induced the various crystallographic variaton with substitutions. So it was possibleto investigate the crystallographic factor which influence the ionic conduction by observing the dependence of the conductivity on the crystallographic factor which influence the ionic conduction by observing the dependence of the conductivity on the crystallographic variations. We found that the conductivity increased with decreasing the radii of B-site ions or vice versa and octahedron distortion disturb the ion conduction. The reason for this reciprocal proportion of conductivity on the radius of B-site ions has been examined on the base of the interatomic bond strength change due to the cation substitutions. The results were good in agreement with the experimental results. Therefore it could be concluded that the interatomic bond strength change due to the cation substitutions may be the one of major factors influencing the lithium ion conductivity in perovskite(Li0.5La0.5) TiO3system.

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천연 Ca-몬모릴로나이트와 이로부터 합성된 Al-가교몬모릴로나이트의 특성 비교연구 (Comparison of Properties of Natural Ca-Montmorillonite and its Al-pillared Montmorillonites)

  • 이정현;김수진
    • 한국광물학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.273-282
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    • 2002
  • 국내산 Ca-몬모릴로나이트와 이것으로부터 이온치환에 의하여 합성된 Al-가교몬모릴로나이트의 특성을 비교하였다. Ca-몬모릴로나이트와 Al-가교몬모릴로나이트를 저면간격, 비표면적, 탈수 및 이온치환 등의 관점에서 그 특성을 비교 연구하였다. d(001) 간격은 Ca-몬모릴로나이트에서는 15.1 $\AA$이었으나 Al-가교몬모릴로나이트에서는 18.3 $\AA$으로 나타났다. 탈수는 Ca-몬모릴로나이트에서는 $350^{\circ}C$ 이하에서 일어났지만, Al-가교몬모릴로나이트에서는 $550 ^{\circ}C$까지도 선형적으로 일어났다. BET 비표면적은 Al-가교몬모릴로나이트( $192\m^2$/g)가 Ca-몬모릴로나이트보다 5~6배 높은 값을 보여주었다. Ca-Na 이온 용액과의 반응에서 Ca-몬모릴로나이트는$ Na^{+}$ 에 대하여, 그리고 Al- 가교몬모릴로나이트는 $Ca^{2+}$ 에 대하여 선택성을 보여주었다. Ca-몬모릴로나이트는 $Na^{+}$ /가 증가할수록 d(001)간격이 감소하다가 $Ca^{ 2+}$$Na^{+}$ /가 같은 양일 경우에 구조적으로 불규칙한 혼합층구조 상태를 보여주었으며 Al-가교몬모릴로나이트는 $Ca^{2+}$ 의 증가와 함께 d(001) 간격이 선형적으로 감소한 양상을 보여주었다.

공액 사슬을 갖는 철 화합물의 전기화학적 특성 (Electrochemical Properties of Diiron Complexes wish Conjugated Chains)

  • 정민철
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제15권6호
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    • pp.511-517
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    • 2002
  • The complex 1 $([Cp*Fe(CO)_2]_2-(\mu-CH=CH-CH=CH))$ which have butadiene as a bridge were synthesized from $Cp*(CO)_2FeK$ and cis-3,4-dichlorocyclobutene. The derivatives of complex 1 where one or two carbonyl groups are replaced by phosphine ligands have been prepared by photochemical substitution. The new derivatives $([Cp*Fe(L)_2]_2-(\mu-CH=CH-CH=CH))$ where L = $(Ph_2PCH_2CH_2PPh_2)$ and $([Cp*Fe(CO)(L)]_2-(\mu-CH=CH-CH=CH))$ where L : $PPh_3$ have been characterized from $^^1H-$, $^^13C-$,$^^31P-NMR$ and elemental analysis. Obtained complexes have been studied in electrochemical experiment and UV/VIS-near-IR. The mixed-valence radical cation forms of complex 2, 3 species were found to be delocalized as the Class III. Based on the separation of the waves ($\triangle E$ : 0.470 ~ 0.605 V), the efficiency of electronic communication between two metal centers of cation species leading to stabilization relative to neutral species. The phosphine-substitute complexes (2, 3) displays two reversible oxidation waves and oxidation state of metal centers-dependent color change, electrochromism, was observed from yellow to orange and deep blue in methylene chloride.

상이동촉매에 의한 GROUP 6 금속카르보닐의 CO 치환에 관한 연구(1) : 용매와 촉매종류에 의한 영향 (A Study on CO Substitution of Group 6 Metal Carbonyls by Using Phase Transfer Catalyst(1))

  • 양현수;박하선
    • 공업화학
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    • 제3권1호
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    • pp.72-80
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    • 1992
  • 상이동촉매를 사용하여 Group 6의 $M(CO)_4$(2, 2'-bipyridine)[M=Cr, Mo, W]을 $M(CO)_6$의 CO 리간드를 2개의 비공유 전자쌍 주게인 2, 2'-bipyridine으로 치환하여 합성할 때 촉매의 종류와 용매가 생성물의 수율에 미치는 영향을 고찰하였다. 촉매는 형태, 중심양이온 및 음이온의 종류, 양이온에 결합된 알킬기와 아릴기의 종류, 그리고 사슬길이가 다른 다양한 촉매를 사용하였다.

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금속 브롬화물의 첨가에 따른 금속 할라이드 페로브스카이트 나노결정의 광학적 특성 변화 (Optical Properties of Metal Halide Perovskite Nanocrystals with Addition of Metal Bromide)

  • 윤석진;최지훈
    • 한국표면공학회지
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    • 제52권6호
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    • pp.334-341
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    • 2019
  • Organometal halide perovskite materials have attracted much attention in the photovoltaic and light emitting devices due to the compositional flexibility with AMX3 formula (A is an organic amine cation; M is a metal ion; X is a halogen atom). The addition of homovalent or heterovalent metal cations to the bulk organohalide perovskites has been performed to modify their energy band structure and the relevant optoelectronic properties by ligand-assisted ball milling. Here, we report CH3NH3Pb1-xMxBr3 nanocrystals substituted by metallic cations (M is Sn2+, In3+, Bi3+; x = 0, 0.01, 0.02, 0.05, 0.1, 0.2). Photoluminescence and quantum yield was significantly reduced with increasing metallic cations content. These quenching effect could be resulted from the metal cations that behave as a non-radiative recombination center.

고밀도 자기기록용 Ba-Ferrite 분말의 자기적 물성과 입자특성에 미치는 $Co^{+2}$$Ti^{+4}$의 효과 (The Effects of Substituted $Co^{+2}$ and $Ti^{+4}$ Cations on Magnetic Properties and Particle Characteristics of Ba-Ferrite Powder for Use in High Density Magnetic Recording)

  • 홍양기;박상준;정홍식
    • 한국자기학회지
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    • 제5권4호
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    • pp.275-280
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    • 1995
  • Ba-Ferrite의 높은 보자력을 제어할 목적으로 $Fe^{+3}$의 일부를 2가 이온과 4가 혹은 5가 이온인 dopants로 치환할때 치환이온의 종류와 그 치환량에 따라 자기적 물성 과 입자특성은 매우 다르게 나타난다. $co^{+2}$의 치환은 magneto-plumbite 구조중 R-block내 치환과 과잉의 S-block 생 성을 촉진시켜 Ba-ferrite의 높은 보자력을 효과적으로 감소시키고 더 높은 포화자화 값을 나타내지만, 입자크기 및 그 분포 뿐만아니라 보자력의 분포도도 불균일하게 만드는 단점이 있다. $Ti^{+4}$의 치환은 포화자화값을 감소시키지만 보자력의 감소에도 상당한 영향을 미치고 있다. 또한 $Ti^{+4}$는 비정질체내에서 핵생성 촉진제로서 입자크기 및 판상비를 효과적으로 감소시키며, $Co^{+2}$에 의한 과잉의 S-block의 생성량을 줄여 자기적 물성을 균일하게 하는 작용을 하고 있다. 따라서 2가 이온과 4가 이온의 치환량 결정은 더 높은 포화자화값을 얻기 위해서 과잉의 2가 이온을 사용한다거나 원자가 보상을 위해 동등량으로 치환하기보다는 자기적 물성과 입자특성을 고려하여 최적화되어야 한다.

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(Ba0.7Sr0.3-3x/2Lax)(Ti0.9Zr0.1)O3 세라믹의 Sr2+-자리에 대한 La3+ 치환에 따른 유전 특성 (Dielectric Properties of (Ba0.7Sr0.3-3x/2Lax)(Ti0.9Zr0.1)O3 Ceramics with La3+ Substitution for Sr2+-Site)

  • 김시현;김주혜;김응수
    • 한국재료학회지
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    • 제33권11호
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    • pp.465-474
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    • 2023
  • The effects of La3+ substitution for Sr2+-site on the crystal structure and the dielectric properties of (Ba0.7Sr0.3-3x/2Lax) (Ti0.9Zr0.1)O3 (BSLTZ) (0.005 ≤ x ≤ 0.02) ceramics were investigated. The structural characteristics of the BSLTZ ceramics were quantitatively evaluated using the Rietveld refinement method from X-ray diffraction (XRD) data. For the specimens sintered at 1,550 ℃ for 6 h, a single phase with a perovskite structure and homogeneous microstructure were observed for the entire range of compositions. With increasing La3+ substitution (x), the unit cell volume decreased because the ionic size of La3+ (1.36 Å) ions is smaller than that of Sr2+ (1.44 Å) ions. With increasing La3+ substitution (x), the tetragonal phase fraction increased due to the A-site cation size mismatch effect. Dielectric constant (εr) increased with the La3+ substitution (x) due to the increase in tetragonality (c/a) and the average B-site bond valence of the ABO3 perovskite. The BSLTZ ceramics showed a higher dielectric loss due to the smaller grain size than that of (Ba0.7Sr0.3)(Ti0.9Zr0.1)O3 ceramics. BSLTZ (x = 0.02) ceramics met the X7R specification proposed by the Electronic Industries Association (EIA).