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$ThO_2-Tm_2O_3$ 고용체의 합성 및 결함구조해석
김돈,강창권,김규홍,최재시,Don Kim,Chang Kwon Kang,Keu Hong Kim,Jae Shi Choi 대한화학회 1987 대한화학회지 Vol.31 No.6
고순도의 $ThO_2$와 $Tm_2O_3$로부터 대기압, 1,700$^{\circ}$C 이상에서 직접 고체상반응을 통하여 1,3,5,8,10 및 15 mol% $Tm_2O_3$를 함유하는 $ThO_2-Tm_2O_3$ (TDT)계들을 제조하였다. X-선 회절분석결과 TDT계들은 형석구조를 이루고 있음을 확인하였다. 또한, 도입된 $Tm_2O_3$의 양에 따라 격자상수의 값이 감소됨을 보였다. 그러나, 7mol% 이상의 $Tm_2O_3$를 함유하는 TDT계에서는 어떠한 직선관계도 나타나지 않았으므로 이러한 계들은 불완전 고용체를 형성하고 있다고 결론내렸다. X-선 강도 분석 결과로 부터 구한 잔류인자(R)는 모든 시료에 대하여 0.13이하의 값을 나타내었다. DTA 및 TGA 분석결과 실험온도범위 내에서는 어떠한 상전이도 나타나지 않는 것이 확인 되었다. X-선 회절 데이타로 부터 구한 격자상수와 비중병 밀도 측정결과와의 비교로부터 본시료들의 주 결함은 산소 공위임을 확인하였다. $ThO_2-Tm_2O_3$ (TDT) solid solutions containing 1,3,5,8,10, and 15 mol% $Tm_2O_3$ were synthesized from spectroscopically pure $ThO_2$ and $Tm_2O_3$ polycrystalline powders. The TDT solid solutions were indentified to the fluorite structure by the X-ray powder technique. The values of the lattice parameter were decreased with increasing amount of $Tm_2O_3$ incorporated. But, there was no linearity for the samples containing 8, 10, and 15 mol% $Tm_2O_3$. It was concluded that these samples became incomplete solid solutions. From the intensity analyses of X-ray diffraction patterns, the residual factor was found below 0.13 even for the 15 mol% TDT system. lt was confirmed from the DTA and TGA analyses that any phase transitions did not occur under the experimental condition executed. Comparing the pycnometric density with the lattice parameter obtained from XRD, it was suggested that the predominant defect model be an oxygen vacancy.
김규홍,강창권,이종환,최재시,Keu Hong Kim,Chang Kwon Kang,Jong Hwan Lee,Jae Shi Choi 대한화학회 1987 대한화학회지 Vol.31 No.4
600~$1050^{\circ}C$와 $1{\times}10^{-6}\~\1{\times}10^2\;torr$에서 고순도의 $La_2O_3$의 전기전도도가 연구되었다. 결합구조 및 반도체형이 온도 및 산소분압의 함수로 연구되었으며 위의 온도 및 산소압력의 영역에서 $La_2O_3$의 전도도값은 $1{\times}10^{-9}\~\1{\times}10^{-3}\(ohm{-}cm)^{-1}$ 로 나타났다. 전기전도도의 산소압력의존성은 $700^{\circ}C$에서 5.7, $1,000^{\circ}C$에서 5.3이며 $700^{\circ}C$이하의 낮은 오도영역에서는 9~14의 값은 나타내었다. 온도 감소에 따른 n값의 증가는 ${\alpha}-La_2O_3$의 전기전도가 단순한 전도메카니즘을 나타내지 않는다는 사실을 보여준다. 낮은 산소압력에서 전기운반체는 금속공위가 아니라 산소이온이다. 또한 낮은 온도영역에서 전기전도는 이온성을 띄며 높은 온도영역에서는 전자전도성을 나타낸다. The electrical conductivity of highly pure polycrystalline sample of $La_2O_3$ has been measured at temperatures from $600^{\circ}C$ to $1,050^{\circ}C$ and oxygen pressure range of $1{\times}10^{-6}$ torr to $1{\times}10^2$ torr. The defect structure and semiconductor type are investigated by measuring the temperature and oxygen pressure dependences of electrical conductivity. Sintered $La_2O_3$ exhibits the electrical conductivities in the range of $1{\times}10^{-9}\;to\;1{\times}10^{-3}\;ohm^{-1}{\cdot}cm^{-1}$ under the above oxygen pressures. The oxygen pressure dependences on electrical conductivity are characterized by 5.3 at $1,000^{\circ}C$ and 5.7 at $700^{\circ}C$ and more higher values of 9∼14 below $700^{\circ}C$. The increase in n value with decreasing temperature indicates that a simple conduction mechanism does not exist in this material. The conduction carriers are not metal vacancy but oxygen ion at lower pressures. The conduction data indicate a significant ionic conduction at lower temperatures and electronic conduction at higher temperatures.