NMR 方法에 의한 Mixed-alkali borosilicate 유리계의 構造와 電氣的 特性 硏究 = Studies on the structures and electrical properties of mixed-alkali borosilicate glasses by NMR techniques

국문 초록 (Abstract)

0.5[nLi₂0-(1-n)K₂O]-B₂O₃-0.2Si0₂유리계와 0.5[nLi₂0-(1-n)Na₂O]-B₂O₃-0.2SiO₂를 n의 함수로 제작하였다. ^7Li, ^(11)B 핵자기 공명(Nuclear Magnetic Resonance)선과 dc-conductivity 로부터 이들 유리계의 구조와 알칼리 이온의 전도 mechanism에 대한 mixed alkali 효과를 연구하였다.
붕소-산소 결합배위를 결정하기 위하여 핵 사중극 결합상수(Q_(cc)), 비대칭 인자(η) 그리고 N₄(전체 붕소에 대한 4배위 붕소비)를 ^(11)B NMR spectrum 들의 computer simulation에 의하여 각각 구하였다. 그 결과 Li, Na and K Borosilicate 유리들에서 N₄값은 알칼리 이온의 크기에 의존하였으며, 전체 알칼리 양을 같게한 혼합된 Li-K 와 Li-Na Borosilicate 유리계에서 혼합비 n=0.5 인 유리의 N₄값은 포함된 알칼리 량의 단순한 중첩으로 기대된 값보다 적었다. 이 결과는 mixed alkali 효과에 대하여 제시되어진 alkali pairing model을 잘 설명하였다.
온도범위 323k-443K 에서 n의 함수로 측정한 conductivity는 두번째 알칼리가 첨가됨에 따라 단일 알칼리의 conductivity 값보다 감소하여 혼합비 n = 0.4- 0.5 에서 최소값에 도달하였으며 323k에서 5 - 6 order 만큼 변하였다. n값의 변화에 따른 conductivity 의 최소값은 Arrhenius equation 으로 부터 계산된 activation energy 의 최대값에 대응하였다. 이들 결과로부터 유리질 내에 있는 서로 다른 알칼리 이온들 사이의 다중 상호작용으로 인하여 interaction energy 가 존재하고 ionic mobility 가 감소함을 알았다.
^7Li NMR spectra 선폭의 온도의존성 역시 다른 종류의 이온들 사이에 interaction energy 가 존재함을 보였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The glasses of 0.5[nLi₂O-(1-n)K₂O]-B₂O₃-O.2SiO₂and 0.5[nLi₂O-(1-n)K₂O]-B₂O₃-0.2SiO₂were prepared as a function of n. The mixed alkali effect on the structure and the alkali ion conduction mechanism in these glass systems were studied by ^7Li and ^(11)B nuclear magnetic resonance (NMR)spectra and dc-conductivity. To determine boron-oxygen configurations, the fraction of four-coordinated borons N₄, the quardrupole coupling constant(Q_(cc)) and the asymmetry parameter(η) were obtained from the area method and computer simulation of ^(11)B NMR spectra respectively. The results for the Lithium, Sodium and Potasium borosilicate glasses show a dependence of the fraction, N₄, of 4-coordinated borons on the particular alkali ion size (Li>Na>K). The results for mixed Li-K, Li-Na borosilicate glasses with same total alkali content are also presented, it was found that the measured N₄for the n=0.5 mixed alkali glass is less than the value expected from a simple superposition of the values of the constituent alkali. This result supported the alkali pairing model suggested by previous workers for mixed alkali effect.
The dc-conductivity for 0.5[nLi₂O-(1-n)K₂O]-B₂O₃-0.2SiO₂are measured in the temperature range of 323k-443k as a funtion of n. As a second alkali oxide is added, the conductivity decreases from that of a single alkali oxide glass and reaches a minimum at n=0.4 - 0.5 The changes are as much as 5 - 6 orders of magnitude at 323K. The minimum values in isotermal coductivity are found to correspond to the maximum values of the activation energy computed by Arrhenius equation. The result indicated that the ionic mobility decreases, because of multiple interaction between different types of neighboring alkali ions in glass.
The temperature dependence of the ^7Li NMR spectra indicates that the interaction should also exist between different types of ions.

목차 (Table of Contents)

• 국문초록 = 1
• 영문초록 = 3
• 제1장 서론 = 5
• 제2장 핵자기 공명 이론 = 8
• 2-1. Zeeman 상호작용 = 8
• 2-2. 쌍극자 상호작용 = 11
• 2-3. 핵 사중극 상호작용 = 14
• 2-4. 운동 선폭 좁힘 = 29
• 제3장 전기적 특성 이론 = 33
• 3-1. DC - Conductivity = 33
• 3-2. 혼합 알칼리 유리계에서 Ionic Mobility = 38
• 제4장 실험 장치 및 방법 = 42
• 4-1. NMR Spectroscopy = 42
• 4-2. Continuous Wave NMR Spectroscopy = 47
• 4-3. Signal Averaging = 53
• 4-4. NMR 공명선 측정 = 53
• 4-5. DC-Conductivity 측정 = 57
• 4-6. 시료 제작 = 59
• 제5장 실험 결과 및 고찰 = 64
• 5-1. Mixed Alkali Borosilicate 유리계의 구조 = 64
• 5-2. Ionic Conductivity = 74
• 5-3. Ionic Mobility = 76
• 5-4. ^7Li NMR 연구 = 81
• 제6장 결론 = 87
• Tables = 88
• Figure Caption = 89
• 참고문헌 = 94

참고문헌 (Reference)

1 한봉희(Bong H. Han), "연구개발비의 집약도 및 자본화에 영향을 미치는 요인", 한국회계학회, 회계저널.제19권 제5호.pp.185-219, 2010

2 고종권(Jong-Kwon Ko), 김종현(Jong Hyun Kim), 이화득(Hwa Deuk Yi), "이익기업과 손실기업의 이익지속성과 자본시장의 반응", 한국세무학회, 세무와회계저널 제9권 제4호.pp.85-119, 2008

3 김종두, "기업 연구개발 투자의 지역별 차이와 결정 요인에 대한 연구", 한국산업경영학회, JournalofBusinessResearch.vol.27No.4.pp.257-278, 2012

4 백원선(Wonsun Paek), "연구개발비와 초과이익간의 상관성이 가치평가에 미치는 영향", 한국회계학회, 회계학연구 제29권 제4호.pp.1-32, 2004

5 박순식(Soon-Sik Pa), "소유구조와 기업규모가 부채비율과 기업가치의 관계에 미치는 상호작용효과 분석", 한국산업경영학회, JournalofBusinessResearch vol.25.No.4pp.423-445, 2010