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Structural and electrical properties of (Ba0.7Sr0.3)TiO3 thin films for the application of electro-caloric devices

  • Kwon, Min-Su;Lee, Sung-Gap;Kim, Kyeong-Min;Choi, Seungkeun
    • Journal of Ceramic Processing Research
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    • 제20권4호
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    • pp.395-400
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    • 2019
  • This study was conducted on the structural and electrical properties of (Ba0.7Sr0.3)TiO3 thin films prepared by the sol-gel and spin-coating methods in order to investigate their applicability to electrocaloric devices. All specimens showed a tetragonal crystal structure and lattice constants of a = 3.972 Å, c = 3.970 Å. The mean grain size of specimens sintered at 800 ℃ was about 30 nm, and the average thickness of 5 times coated specimens was 304~311 nm. In the specimen sintered at 750 ℃, The relative dielectric constant and loss of specimens measured at 20 ℃ were 230 and 0.130, respectively, while dependence of the dielectric constant on unit DC voltage was -8.163 %/V. The remanent polarization and coercive fields were 95.5 μC/㎠ and 161.3 kV/cm at 21 ℃, respectively. And, the highest electrocaloric property of 2.69 ℃ was observed when the electric field of 330 kV/cm was applied.

실란커플링제 종류가 친수성 코팅 필름의 물성에 미치는 영향 (Effect of the Types of Silane Coupling Agents on the Properties of the Hydrophilic Coating Films)

  • 이병화;김은기;이슬;임형준;이인표
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제54권2호
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    • pp.163-170
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    • 2016
  • 고분자 필름의 친수성을 향상시키기 위하여 우수한 친수성을 보이는 코팅 용액을 졸-겔법으로 합성하였다. 코팅 용액은 입자 직경이 15 nm 크기의 콜로이드 실리카에 다양한 실란커플링제인 아미노실란, 에폭시실란과 아크릴실란을 각각 반응시켜 제조하였다. 콜로이드 실리카에 아미노실란을 첨가한 코팅 용액은 바로 겔화가 진행되어 코팅 용액을 제조할 수 없었다. 반면에 에폭시실란을 첨가한 코팅 용액은 실란커플링제/콜로이드 실리카의 질량분율(R값)이 0.10~0.15에서 접촉각 $10{\sim}15^{\circ}$의 우수한 친수성을 나타내었다. 또한 아크릴실란을 첨가한 코팅 용액은 R값이 0.03~0.07에서 $5{\sim}10^{\circ}$의 접촉각을 나타내어 아미노실란과 에폭시실란을 사용했을 때 보다 우수한 친수성을 나타내었다.

율무 파종기 및 개화후 일수에 따른 종실중과 종실의 이화학적 특성 변이 (Dry Matter Weight and Physicochemical Property of Job’s Tears Grain of Different Sowing Dates and Days after Flowering)

  • 최창균;윤기호;김광호
    • 한국작물학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.236-244
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    • 1995
  • 율무의 파종기 및 출종후 일수에 따른 종실의 건물중 및 이화학적 성질변화를 구명하고자 4개 품종을 공시 하여 4월 20일부터 20일 간격으로 5월 30일까지 3회 파종하고 출수후 7일 간격으로 8회 수확하여 시험조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 와 수원6호보다 출수직후부터 출수후 42일까지 종실건물중이 항상 높게 유지되었고, 현입중은 출수직후부터 출수후 28일까지는 비슷한 양상을 나타내었으나 출수후 35일부터는 박피종의 현입중이 더 높았다. 2. 파종기별 종실 및 현입 건물중의 변화는 1차 및 3차 파종구에서는 등숙말기에 등숙속도가 완만해졌으나 2차 파종구는 지속적으로 증가되었고 초기출총한 종실의 백립중은 2주후 출수한 종보 보다 항상 낮았다. 3. 율무현입은 박피종이 후피종보다 등숙속도가 빠르고 파종기가 늦을수록 등숙속도가 빠른 경향이며 초기출수한 종빈보다 중기출수한 종실의 둥숙속도가 빨랐다. 4. 총백질함량은 성숙이 진전됨에 따라 감소하였고 알칼리붕괴도는 성숙이 진전됨 에 따라 높아지는 경향을 보였으며 호거집성은 출수 14일 이후 등숙이 진전되면서 큰 변이를 보이지 않았다. 5. 파종기가 늦어질수록 우백질함량은 약간씩 감소하며 알칼리붕괴도는 높아지는 경향이며 gel의 길이는 큰 변이없이 약간씩 짧아졌다. 6. 파종기가 늦어질수록 율무가루의 아델로그람 특성 중 최고, 최저 및 최종정도와 break down은 감소하였고 set back은 증가하였는데 품종에 따라 변이양상에 차이가 있었다

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전이금속이 치환된 반도체 물질의 자기적 특성 연구 (The Study on Magnetic Properties of Transition Metal Doped Semiconductor)

  • 김재욱;차병관;지명진;권태필;박병천;경동현;진훈열;김승회;김종규
    • 대한화학회지
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    • 제54권6호
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    • pp.766-770
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    • 2010
  • 본 연구는 전이금속이 치환된 묽은 자성 반도체의 자기적 특성을 연구하였다. 울츠자이트(wurtzite) 구조를 가지는 화합물은 졸-겔(sol-gel)법을 이용하여 합성하였다. 열역학적 특성과 자기적 특성을 가진 $Zn_{1-x}Co_xO$은 단일상으로 나타났으며, 농도에 따라 다른 특성을 보여주었다. 묽은 자성 반도체의 특성을 조사하기 위해 X-ray diffraction (XRD), scanning electronic microscope (SEM) 및 vibrating sample magnetometer (VSM)을 사용하였다. 구조 분석을 통해 단일상이 확인된 시료에서는 모두 강자성 특성이 발견되었고, 전이금속 이온의 농도를 5%이상 치환이 되면 강자성이 감소하는 현상이 나타났다.

졸-겔법으로 제작된 저온 TiO2 박막의 촉매농도에 따른 광분해 특성 분석 (Properties of Low-Temperature Sol-Gel TiO2 Thin Films with Catalyst Content)

  • 홍현주;허민찬;한성홍;김의정;이충우;주종현
    • 한국광학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.296-302
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    • 2006
  • 졸-겔법으로 촉매농도에 따라 저온 $TiO_2$ 졸을 제조한 후, 침지코팅법을 이용하여 $TiO_2$ 박막을 제작하였다. 제작된 저온 $TiO_2$ 박막의 광학적, 구조적, 광활성 특성을 조사하였다. 0.10 mol, 0.25 mol, 0.50 mol과 0.75 mol의 촉매농도로 제작된 저온 $TiO_2$ 박막은 가시광 영역에서 높은 투과율 특성을 나타내었다. XRD 스펙트럼 결과에 의하면 촉매농도가 증가함에 따라 아나타제 결정구조에서 루타일 결정구조로의 상전이가 촉진되고 결정크기는 촉매농도가 증가함에 따라 아나타제 결정크기가 감소하였다. SEM 결과로부터 $TiO_2$ 박막의 표면입자크기가 0.25 mol의 측매농도에서 가장 작았다. 아나타제 결정구조를 가지는 0.10 mol, 0.25 mol과 0.50 mol의 $TiO_2$ 박막 존재 하에서 메틸렌블루가 완전히 광분해 되는 것을 확인하였다.

La0.8Ca0.2MnO3의 합성 및 특성연구 (Preparation and Characterization of La0.8Ca0.2MnO3)

  • 정미원;이지윤;김현정
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권5호
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    • pp.434-440
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    • 2003
  • 초거대 자기 저항 물질인 페로브스카이트 L $a_{0.8}$C $a_{0.2}$Mn $O_3$의 분말을 졸-겔방법으로 제조하였다. Lanthanum(III), Calcium(II) 그리고 Manganese(III) 2,4-Pentanedionate를 Propionic acid와 methane떠 혼합용매를 사용하고 PEG (l5 wt%) 용액을 첨가 하여 안정한 졸용액을 합성하였고 FT-IR spectroscopy로 반응의 진행 정도를 관찰하였다. L $a_{0.8}$C $a_{0.2}$Mn $O_3$ 겔 분말에 대해 온도를 변화시키면서 열처리하여 FT-IR, CP/MAS $^{13}$C solid state NMR spectroscopy와 XRD등을 이용해 구조변화를 관찰하였다. 열분석은 TG/DTA로 측정하였으며, FE-SEM을 통해 입자크기와 균일도를 관찰하였고, 양이온 조성 비율을 알아보기 위해 ICP-AES를 측정하였다. 자성 특성을 규명하기 위해 VSM을 이용하여 자기 모멘트를 측정하였으며, 상자기성 에서 강자기성으로 전이되는 큐리온도( $T_{c}$)를 관찰하였다.

가소화된 P(VdF-co-HFP)계 고분자 전해질의 기계적 성질 및 이온전도도 (Mechanical Properties and Ionic Conductivities of Plasticized Gel Polymer Electrolyte Based on P(VdF-co-HFP))

  • 최종국;김성훈
    • 폴리머
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    • 제24권2호
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    • pp.259-267
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    • 2000
  • 겔형 고분자 전해질에 적용 가능한 고분자 매트릭스 중 우수한 기계적 성질 및 높은 유전상수 ($\varepsilon$=8~13)를 가지는 poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoro propylene)[P(VdF-co-HFP)]을 사용하고, Ethylene carbonate (EC)/${\gamma}$-butyrolactone (${\gamma}$-BL)의 혼합용매와 LiCF$_3$SO$_3$를 각각 유기용매와 리튬염으로 사용하여 다양한 농도의 전해액 및 겔형의 고분자 전해질을 제조하였다. 제조된 고분자 전해질의 기계적 성질 및 이온전도도를 고분자 매트릭스와 전해액의 흔합비율에 따라 측정하였다. 28.6 wt%의 P(VdF-co-HFP)가 함유된 PVH40이 $25^{\circ}C$에서 1.09$\times$$10^{-3}$S/cm의 가장 높은 이온전도도 값을 보였고, 인장강도, 인장탄성율, 압축탄성율 모두 P(VdF-co-HFP)의 함량에 따라 증가했으며 PVH70과 PVH80사이에서 급격한 변화를 나타내었다. 동역학적 특성측정 시 전형적인 겔의 거동을 보였고, 적용한 변형의 크기에 따라 저장탄성율(G')과 손실탄성율 (G")이 변화되었다.

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치환도가 초산 고구마전분의 물리적 특성에 미치는 영향 (Physical Properties of Acetylated Sweet Potato Starches as Affected by Degree of Substitution)

  • 유병승;이혜린
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제40권7호
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    • pp.1048-1052
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    • 2011
  • 각기 다른 치환도를 가진 초산 고구마전분 페이스트의 유동특성 및 투과도 그리고, 이들 전분 겔의 냉.해동안정성 및 강도가 치환도의 함수로 분석되었다. 유동특성 측정 결과 power law 모델식과 Casson 모델식에 잘 적용되었으며, 높은 shear-thinning 거동을 가지고 있는 것으로 나타났다. 특정한 온도 범위($25{\sim}70^{\circ}C$)에서 전분 페이스트의 겉보기 점도($\eta_{a,100}$)의 온도 의존성은 Arrhenius 모델식에 잘 적용되었으며 초산 고구마전분이 천연전분에 비해 더 낮은 온도 의존성을 나타내었다. 전분 페이스트 이수현상 측정에서는 초산화에 의해 이수현상이 감소하는 것으로 나타났으며, 치환도가 증가할수록 낮아지는 것으로 나타났다. 겔 강도 측정에서도 초산화에 의해 겔 강도가 감소하는 것으로 나타났으며, 치환도가 증가할수록 겔 강도는 감소하는 것으로 나타났다. 페이스트 투과도(% T) 측정에서 초산전분은 천연전분 보다 투과도가 높은 것으로 나타났다.

표면 침투 보강제에 의한 콘크리트 열화 방지 성능 평가 (Evaluation of Penetrating and Reinforcing Agent for Preventing Deterioration of Concrete)

  • 조명석;노재명;송영철;김도겸
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.475-482
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    • 2007
  • 콘크리트 구조물의 사용 년수 증가에 따른 열화 (aging) 방지 및 내구성능 향상을 목적으로 개발된 유무 기합성 표면 침투 보강제의 성능 및 적용성을 실험적 방법으로 입증하였다. 본 연구에서는 무기 재료인 TEOS (tetra-ethoxyorthosilicate)와 유기재료인 acrylate monomer를 용액중축합 방법으로 합성함으로써 졸-겔 반응 (sol-gel process)에 의한 실리케이트의 내구성능 향상 효과와 함께 유기모노머의 부드럽고 유연한 충격 완화층 형성을 통한 콘크리트의 성능 개선 효과와 isobutyl-orthosilicate 등의 성능 개선 물질을 추가함으로써 콘크리트 침투 후의 열화 억제 성능을 향상시켰다. 개발된 유무 기합성 표면 침투 보강제는 침투 후 콘크리트 내부 공극을 물리 화학적으로 안정된 화합물로 충진 시킴으로써 구체 강화에 따른 압축강도 증가 효과는 물론, 염해 및 탄산화, 동결융해 및 복합열화 등의 사용 환경적 열화 요인에 대한 내구성 향상 효과가 높아 콘크리트 구조물의 효율적인 수명 관리 기법으로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

EPD 방법을 이용한 알루미나-실리카 복합 코팅막의 제조와 전기절연 특성 (Preparation of Alumina-Silica Composite Coatings by Electrophoretic Deposition and their Electric Insulation Properties)

  • 지혜;김두환;박희정;임형미;이승호;김대성;김영희
    • 한국세라믹학회지
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    • 제51권3호
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    • pp.177-183
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    • 2014
  • Alumina-silica composite coating layers were prepared by electrophoretic deposition (EPD) of plate-shaped alumina particles dispersed in a sol-gel binder, which was prepared by hydrolysis and the condensation reaction of methyltrimethoxysilane in the presence of colloidal silica. The microstructure and the electrical and thermal properties of the coatings were compared according to the EPD process parameter: voltage, time and the content of the plate-shaped alumina particles. The electrical insulation property of the coatings was measured by a voltage test. The coatings were prepared by EPD of the sol-gel binder with 5-30 wt% plate alumina particles on parallel electrodes at a distance of 2 cm for 1-10 min under an applied voltage of 10-30 V. The coatings experienced increased breakdown voltage with increasing thickness. However, the higher the thickness was, the smaller the breakdown voltage strength was. A breakdown voltage as high as 4.6 kV was observed with a $400{\mu}m$ thickness, and a breakdown voltage strength as high as 27 kV/mm was achieved for the sample under a $100{\mu}m$ thickness.