• 제목/요약/키워드: rare earth element

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실리카계 유리의 희토류 이온 분광특성 연구 (Spectroscopic Studies of Rare-earth Elements in Silicate Glasses)

  • 윤윤열;김태삼;길대섭;황연;정헌생
    • 한국재료학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.219-223
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    • 1998
  • 실리카 유리에 3가 이온 희토류 원소인 $Eu^{3+}$, $Sm^{3+}$, $Tb^{3+}$를 첨가한 경우의 분광특성 변화를 연구하였다. 유리시료의 분광특성은 회토류를 첨가한 경우의 파장영역에 따른 흡수 및 발광파장의 변화를 관찰하였으며, 희토류 함량을 1-10wt%까지 첨가하여 함량변화에 따른 형광세기 변화를 조사하였다. 형광특성 측정 결과 희토류 원소의 함량이 10wt%까지 형광세기는 함량에 비례하여 계속 증가하였으며, 시료의 형광특성을 상온에서 관측한 결과 400-500nm사이에서 가장 많은 빛을 흡수하여 가시광선 영역인 600nm부근에서 방출되는 형광세기가 가장 크게 나타났다. 이때 방출되는 희토류 원소들은 $Eu^{3+}$의 경우 $^{5}D_{o}$ -> ^{7}F$. $Sm^{3+}$$4F_{5/2}$ -> $^{6}H$, $Tb^{3+}$$^{5}D_{4}$ -> ^{7}F$의 전이임일 알 수 있었다.

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Plasma etching behavior of RE-Si-Al-O glass (RE: Y, La, Gd)

  • 이정기;황성진;이성민;김형순
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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    • pp.49.1-49.1
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    • 2010
  • The particle generation during the plasma enhanced process is highly considered as serious problem in the semiconductor manufacturing industry. The material for the plasma processing chamber requires the plasma etching characteristics which are homogeneously etched surface and low plasma etching depth for preventing particulate contamination and high durability. We found that the materials without grain boundaries can prevent the particle generation. Therefore, the amorphous material with the low plasma etching rate may be the best candidate for the plasma processing chamber instead of the polycrystalline materials such as yttria and alumina. Three glasses based on $SiO_2$ and $Al_2O_3$ were prepared with various rare-earth elements (Gd, Y and La) which are same content in the glass. The glasses were plasma etched in the same condition and their plasma etching rate was compared including reference materials such as Si-wafer, quartz, yttria and alumina. The mechanical and thermal properties of the glasses were highly related with cationic field strength (CFS) of the rare-earth elements. We assumed that the plasma etching resistance may highly contributed by the thermal properties of the fluorine byproducts generated during the plasma exposure and it is expected that the Gd containing glass may have the highest plasma etching resistance due to the highest sublimation temperature of $GdF_3$ among three rare-earth elements (Gd, Y and La). However, it is found that the plasma etching results is highly related with the mechanical property of the glasses which indicates the cationic field strength. From the result, we conclude that the glass structure should be analyzed and the plasma etching test should be conducted with different condition in the future to understand the plasma etching behavior of the glasses perfectly.

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희토류 산화물이 첨가된 YSZ 기반의 열차폐 코팅용 소재의 상 형성 및 기계적 특성 (Formation of Phases and Mechanical Properties of YSZ-Based Thermal Barrier Coating Materials Doped with Rare Earth Oxides)

  • 최용석;이계원;남산;오윤석
    • 한국분말재료학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.402-408
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    • 2023
  • This study focused on improving the phase stability and mechanical properties of yttria-stabilized zirconia (YSZ), commonly utilized in gas turbine engine thermal barrier coatings, by incorporating Gd2O3, Er2O3, and TiO2. The addition of 3-valent rare earth elements to YSZ can reduce thermal conductivity and enhance phase stability while adding the 4-valent element TiO2 can improve phase stability and mechanical properties. Sintered specimens were prepared with hot-press equipment. Phase analysis was conducted with X-ray diffraction (XRD), and mechanical properties were assessed with Vickers hardness equipment. The research results revealed that, except for Z10YGE10T, most compositions predominantly exhibited the t-phase. Increasing the content of 3-valent rare earth oxides resulted in a decrease in the monoclinic phase and an increase in the tetragonal phase. In addition, the t(400) angle decreased while the t(004) angle increased. The addition of 10 mol% of 3-valent rare-earth oxides discarded the t-phase and led to the complete development of the c-phase. Adding 10 mol% TiO2 increased hardness than YSZ.

염산용액에서 Cyanex 572에 의한 희토류 원소(La, Ce, Pr, Nd, Sm)의 용매추출 (Solvent Extraction of Rare Earth Elements (La, Ce, Pr, Nd, Sm) from Hydrochloric Acid Solutions using Cyanex 572)

  • 조연철;강명식;안재우;이진영
    • 자원리싸이클링
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    • 제25권6호
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    • pp.50-57
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    • 2016
  • 염산용액에서 Cyanex 572에 의한 La, Ce, Pr, Nd, Sm의 추출 및 탈거 거동을 조사하여 PC88A를 추출제로 사용한 실험 결과와 비교하였다. 평형 pH, 추출제 농도, 탈거제 농도 변화에 대한 실험을 통하여 추출율, 분배계수, 탈거율 및 분리계수 값을 조사하였다. 실험 결과, Cyanex 572를 사용하였을 경우 PC88A 보다 희토류 원소들의 추출 시에 $pH_{50}$ 값이 더 높았고, 추출제 농도가 증가할수록 분배계수 값이 증가하였다. 희토류 원소가 추출된 유기상에서 염산용액으로 탈거 시 Cyanex 572의 경우는 탈거율이 85 ~ 95%로, PC88A의 탈거율 80 ~ 87%보다 높았고, 2성분계 혼합용액에서 Ce/La, Ce/Pr, Pr/Nd, Nd/Sm의 분리계수 값이 Cyanex 572를 사용한 경우가 PC88A에 비해 1.0 ~ 5.0 정도 커서 분리성이 개선되었다.

P507 추출수지를 이용한 중희토류 원소(Gd, Tb, Dy)의 흡탈착 분리특성에 관한 연구 (Separation and Adsorption-Desorption Characteristics of Heavy Rare Earth Elements (Gd, Tb, Dy) using P507 Resin)

  • 이성은;김정운;전종혁;전홍명;이진영;한춘
    • 자원리싸이클링
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    • 제25권4호
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    • pp.60-67
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    • 2016
  • 본 연구에서는 P507을 포함하고 있는 추출수지를 사용하여 중희토류 원소인 Gd, Tb, Dy의 흡 탈착 반응 메커니즘을 고찰하고 분리를 위한 최적 크로마토그래피법의 반응조건을 도출하였다. 흡 탈착 반응 메커니즘은 흡착등온식인 Langmuir, Freundlich 흡착등온식과, 흡착속도모델인 유사 1차, 2차 반응속도식을 적용하여 고찰하였다. 중희토류 원소의 흡착반응은 단분자층으로 일어난다고 가정하여 흡착등온식을 적용하였고, 잘 일치하여 흡착반응이 단분자층으로 이루어짐을 추측할 수 있었다. 시간별 실험을 진행하여 유사 1차, 2차 반응속도식에 적용한 결과 유사 2차 반응속도식이 추출수지의 중희토류 흡착 메커니즘을 더 잘 표현하였고, 평형흡착량의 실험값은 이론값에 부합하였다. 크로마토그래피법을 이용하여 용리액 HCl 0.25 M 농도조건에서 ${\alpha}^{Tb}_{Gd}=1.24$, ${\alpha}^{Dy}_{Tb}=1.03$으로 분리계수 1이상의 높은 분리조건을 확인하였다. HCl 용리액을 사용하였을 때, 용리액의 농도가 높을수록 분리도는 감소하고 용출구간은 줄어드는 경향을 확인하였다.

국내 순환유동층보일러 석탄재의 희토류 분포 특성 및 평가 (Distribution and Evaluation of Rare Earth Elements contained in Coal Ashes from Korea Circulating Fluidized Bed Combustion (CFBC))

  • 김영진;백철승;서준형;최문관;조계홍;안지환
    • 자원리싸이클링
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    • 제27권6호
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    • pp.68-75
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    • 2018
  • 국내 순환유동층보일러(CFBC)발전소로부터 발생된 석탄재의 희토류 성분, 함량 및 분포특성을 평가하여 희토류 회수 개발 가능성을 검토하였다. 국내 CFBC발전소에서 확보한 6 종 석탄재의 희토류 함량은 82.2 ~ 311.7 ppm으로, 세계 석탄재 희토류 평균값으로 제시된 403.5 ppm에 비해 낮게 확인되었다. 희토류 농도와 Outlook coefficient값을 이용한 분석 결과, 6 종의 석탄재 모두 unpromising area (I)로 분류되었다. 현재 단계에서 석탄재의 희토류 회수를 위한 개발은 어려운 상태임을 확인하였고, 향후 석탄재 중 희토류 성분의 회수를 위해서는 critical 희토류를 주요 대상으로, 이를 농축하기 위한 전처리 및 선별 공정 개발이 필요한 것으로 확인되었다.

경상분지 고성지역의 화성암류에 대한 암석학적 연구 II. 미량원소 지구화학과 Rb-Sr 방사성 연대 (Petrology of the Igneous Rocks in the Goseong area, Gyeongsang Basin II. Trace Element Geochemistry and Rb-Sr Radiometric Age)

  • 좌용주
    • 자원환경지질
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    • 제31권6호
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    • pp.473-483
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    • 1998
  • The igneous rocks in the Goseong area are composed of the volcanic rocks (andesitic lapilli tuff and rhyodacite), Bulgugsa granites (Hornblende-biotite granite and two pyroxene granite) and intrusive andesites. In the variation diagrams of the trace and rare earth element contents and elemental ratios as well as the REE patterns, the three igneous rock types show different variational trends and patterns. The geochemical features represent that the igneous rocks in the area were formed from three different magmatic pulses. Two independently carried out Rb-Sr isotope experiments for the Goseong granites show that the whole rock ages and Sr initial ratios of the granites are $66.4{\pm}6.2Ma$, $0.70517{\pm}22(2{\sigma})$ and $71.3{\pm}6.8Ma$, $0.70506{\pm}18(2{\sigma})$, respectively. These results suggest that the granites magma originated from the lower crustal materials of igneous origin intruded into the area during the late Cretaceous period. Masan hornblende-biotite granite emplaced at the vicinity of the Goseong area is very similar to the Goseong granite in its mineral compositions, major, trace and rare earth element contents and patterns. The intruding age (100 Ma) of the Masan granite is order than that of the Geseong granite, however. The similarity of the geochemical natures but the contrast of the intruding ages between the Masan and Goseong granites possibly indicate that the magma generation from the same source materials occurred at a temporal interval of ca. 30 Ma.

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