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충방전 과정중 구조가 안정한 Zr이 도핑된 LiCoO<sub>2</sub> 분말
김선혜,심광보,안재평,김창삼,Kim, Seon-Hye,Shim, Kwang-Bo,Ahn, Jae-Pyoung,Kim, Chang-Sam 한국세라믹학회 2008 한국세라믹학회지 Vol.45 No.3
Zirconium-doped $Li_{1.1}Co_{1-x}Zr_xO_2(0{\leq}x{\leq}0.05)$ powders as cathode materials for lithium ion batteries were synthesized using an ultrasonic spray pyrolysis method. Cyclic voltammetry and cyclic stability tests were performed, and the changes of microstructure were observed. The solubility limit of zirconium into $Li_{1.1}CoO_2$ was less than 5 mol%, and monoclinic $Li_2ZrO_3$ phase was formed above the limit. The Zr-doping suppressed the grain growth and increased the lattice parameters of the hexagonal $LiCoO_2$ phase. The Zr-dopiong of 1mol% resulted in the best cyclic performance in the range of $3.0{\sim}4.3V$ at 1C rate (140 mA/g); the initial discharge capacity decreased from 158 mAh/g to 60 mAh/g in the undoped powder, while from 154 mAh/g to 135 mAh/g in the Zr-doped powder of 1 mol% after 30 cycles. The excellent cycle stability of Zr-doped powder was due to the low polarization during chargedischarge processes which resulted from the delayed collapse of the crystal structure of the active materials with Zr-doping.
윤상원,서종현,안재평,성태연,이건배,Yoon, Sang-Won,Seo, Jong-Hyun,Ahn, Jae-Pyoung,Seong, Tae-Yeon,Lee, Kon-Bae 한국분말야금학회 2009 한국분말재료학회지 (KPMI) Vol.16 No.2
The combination of focused ion beam (FIB) and 4 point probe nanomanipulator could make various nano manufacturing and electrical measurements possible. In this study, we manufactured individual ZnO nanowire devices and measured those electrical properties. In addition, tensile experiments of metallic Au and Pd nanowires was performed by the same directional alignment of two nanomanipulators and a nanowire. It was confirmed from I-V curves that Ohmic contact is formed between electrodes and nanomanipulators, which is able to directly measure the electrical properties of a nanowire itself. In the mechanical tensile test, Au and Pd nanowires showed a totally different fracture behavior except the realignment from <110> to <002>. The deformation until the fracture was governed by twin for Au and by slip for Pd nanowires, respectively. The crystallographic relationship and fracture mechanism was discussed by TEM observations. FIB와 나노메니퓰레이터를 이용한 다양한 nano manufacturing을 통해 단일 나노선 소자제작 및 평가가 가능하였으며 또한 나노물질 자체의 전기적, 기계적 특성 평가를 수행할 수 있었다. 나노메니퓰레이터를 나노선에 직접 접촉시켜 전기적 특성을 평가하는 기술은 STA 등과 함께 사용될 때 높은 신뢰도를 갖는 신호를 얻을 수 있었다. 특히, 이를 이용한 나노 소재 특성 평가기술은 소자제작 시간을 단축시킬 수 있고 패턴닝으로부터 화학적 오염을 줄일 수 있는 장점을 갖고 있었다. 또한 FIB와 나노메니퓰레이터를 적절히 이용하면 나노인장시험기로서 활용이 가능하였으며 나노선의 기계적 특성을 본격적으로 평가할 수 있었다. 본 연구의 나노인장시험으로부터 얻은 인장실험 및 TEM분석으로부터 Au 및 Pd 나노선의 인장 및 파괴거동을 직접적으로 관찰할 수 있었다. Au 나노선은 인장초기에 {111}<112> 쌍정이 생성되고 나노선의 직경이 감소하다가 더 이상 인장응력을 수용할 수 없게되면 <110> 축으로부터 <002> 방향으로 재배열하는 방식으로 네킹이 형성되며 최종적으로 결정축 재배열 이후에는 슬립에 의한 파괴가 진행된다. Pd 나노선의 경우에는 Au와는 전혀 다른 파괴거동을 보였다. 먼저 네킹없이 <002> 축으로의 재배열 현상이 관찰되며 이후 cross-slip에 의한 변형을 하였다. 두 나노선 모두 인장 응력이 가해지면 네킹 부분을 중심으로 한 부분에서만 변형이 일어나며 다른 부분에서는 아무런 변형을 찾아 볼 수 없었다.
기계적 합금화된 TiH<sub>2</sub>의 수소방출에 따른 미세조직 특성
정승,정현성,안재평,박종구,Jung S.,Jung Hyun-Sung,Ahn Jae-Pyoung,Park Jong-Ku 한국분말야금학회 2006 한국분말재료학회지 (KPMI) Vol.13 No.3
We manufactured the metal hydrides of $(Ti_{0.88}Mg_{0.12})H_2$ using a very easy and cheap way that Ti-12%Mg blending powder was mechanically milled with liquid milling media such as isopropyl alcohol ($C_3H_8O$, containing oxygen) and hexane ($C_6H_{14}$, no oxygen) as hydrogen source. The $(Ti_{0.88}Mg_{0.12})H_2$ synthesized in isopropyl alcohol contained the high oxygen of 11.2%, while one in hexane had the low oxygen content of 0.7%. Such a difference of oxygen content affected the dehydriding behavior, phase transformation, and microstructural evolution at high temperature, which was investigated through X-ray diffraction and DSC measurements, and electron microscope observations.
재료 분석에서 전자 에너지 손실 스펙트럼 (EELS)의 원리 및 응용 연구
윤상원,김규현,안재평,박종구,Yoon, Sang-Won,Kim, Kyou-Hyun,Ahn, Jae-Pyoung,Park, Jong-Ku 한국분말야금학회 2007 한국분말재료학회지 (KPMI) Vol.14 No.3
본 고에서는 최근 재료분석에 활발히 응용되고 있는 EELS 분석장비의 원리와 응용 분야 등에 대해 검토하였다. EELS를 이용하여 수행할 수 있는 주요 응용분야로는 원소의 정성 및 정량분석, 원소 및 화학 맴핑, 화학물의 결함구조를 알 수 있는 전자구조(DOS)에 대한 힌트 등이 있으며, 점차 재료의 근본 적인 성질을 추출할 수 강력한 분석기가 되고 있다. 또한 원소를 분석하고 맹핑하는데 걸리는 시간이 수초에서 수분 이하의 시간으로 매우 짧아 전자빔에 의한 재료의 손상을 최소화시킬 수 있는 장점을 갖고 있다. 특히 나노미터 영역의 분말의 경우 원소의 분포가 불균일하고 전자빔에 의하여 쉽게 변형되는 재료 분석에 매우 유용하다. 향후 TEM의 발달과 함께 EELS는 국부적인 영역에서 가장 다양하고 유용한 정보를 추출할 수 있는 분석기로 자리매김할 것으로 기대된다. An electron energy loss spectroscopy (EELS) instrument attached on transmission electron microscopy (TEM) becomes a powerful and analytical tool for extracting the noble information of materials using the enhancement of TEM images, elemental analysis, elemental or chemical mapping images, electron energy loss near edge structure (ELNES), and extended energy-loss fine structure (EXELFS). In this review, the principle and applications of EELS which is widely used in material, life, and electronic sciences were introduced.
화염법에 의한 천이금속 첨가 이산화티타늄 나노분말의 제조
박훈,지현석,이승용,안재평,이덕열,박종구,Park Hoon,Jie Hyunseock,Lee Seung-Yong,Ahn Jae-Pyoung,Lee Dok-Yol,Park Jong-Ku 한국분말야금학회 2005 한국분말재료학회지 (KPMI) Vol.12 No.6
Nanopowders of titanium dioxide $(TiO_2)$ incorporating the transition metal element(s) were synthesized by flame synthesis method. Single element among Fe(III), Cr(III), and Zn(II) was doped into the interior of $TiO_2$ crystal; bimetal doping of Fe and Zn was also made. The characteristics of transition-metal-doped $TiO_2$ nanopowders in the particle feature, crystallography and electronic structures were determined with various analytical tools. The chemical bond of Fe-O-Zn was confirmed to exist in the bimetal-doped $TiO_2$ nanopowders incorporating Fe-Zn. The transition element incorporated in the $TiO_2$ was attributed to affect both Ti 3d orbital and O 2p orbital by NEXAFS measurement. The bimetal-doped $TiO_2$ nanopowder showed light absorption over more wide wavelength range than the single-doped $TiO_2$ nanopowders.
장연익,박훈,이승용,안재평,박종구,Jang Yeon-Ik,Park Hoon,Lee Seung-Yong,Ahn Jae-Pyoung,Park Jong-Ku 한국분말야금학회 2005 한국분말재료학회지 (KPMI) Vol.12 No.4
ZnO nanostructures with various shapes were synthesized under ambient pressure condition by a wet chemical reaction method. Nanorods of ZnO with hexagonal cross-section and their aggregates with radiate shape were synthesized. Precursor concentration affected considerably the shape evolution of ZnO nanorods. Low precursor concentration was proved to be more preferable to the growth of ZnO nanorods, which is attributed to the intrinsic characteristics of chemical reaction in the synthesis of ZnO from zinc compounds.
첨가물의 형태가 MLCC X7R 조성의 유전 특성 및 미세구조에 미치는 영향
문환,김민기,전현표,안재평,윤중락,정태석,Moon, Hwan,Kim, Min-Kee,Jeon, Hyun-Pyo,Ahn, Jae-Pyoung,Yoon, Jung-Rag,Chung, Tae-Serk 한국세라믹학회 2003 한국세라믹학회지 Vol.40 No.7
첨가물의 형태가 X7R용 MLCC 유전 원료의 전기적 특성 및 미세구조에 미치는 영향을 평가하였다. Glass frit 및 산화물 형태로 제조된 첨가물을 분말 공정 조건을 달리하여 동일한 주조성에 첨가하였다. 미세구조 및 유전특성을 측정한 결과, glass 층에 dopant의 농도 구배가 존재하는 조성이 유전 특성이 가장 우수하였다. 최적 조성을 MLCC로 제작하여 유전 특성을 측정하였으며, X7R 제반 조건을 만족하였다. Effects of additives on electrical properties and microstructure of MLCC X7R dielectrics have been investigated. The additives of glass frit or oxide form were added in the same main composition by the different powder processing conditions. As a result of the dielectric property and microstructure analysis, the composition having the glass layer with dopant concentration gradient showed the excellent dielectric properties. The MLCCs were fabricated with the excellent composition and all dielectric properties satisfied the X7R requirements.