백금족광물의 치환고용체에서 일어나는 결정구조변화규명을 위한 합성실험 및 콤퓨터 시뮬레이션 연구

국문 초록 (Abstract)

원소치환에 의해 일어나는 치환고용체에 대해 결정구조가 동일한 경우에는 완전고용체 형성이 가능하고, 반면에 결정구조가 상이한 광물간에는 원소치환이 제약되어 불완전고용체를 형성된다는 것이 현재의 정설로 되어 있다. 그러나 자연계에서 산출되는 백금족광물은 물론 합성광물 내에서 결정구조가 다름에도 불구하고 완전고용체가 형성되는 사례가 드믈지 않게 발견되고 있다. 따라서, 이번 연구에서는 원소간의 치환이 일어나는 광물(화합물)을 선택하여 치환고용체에서 결정구조가 다름에도 불구하고 완전고용체를 형성하게 되는 결정구조적, 결정화학적 요인을 해석하고, 또한 동일하지 않은 결정구조 광물에서 일어나는 불완전고용체에 대해 원소간의 자유로운 치환을 억제하는 요소가 무엇인지에 대해 함성실험과 콤퓨터 시뮬레이션 연구를 통해 밝혀보고자 한다. 이번 연구에서는 원료물질로 고순도의 Pd, Sb, Te를 사용하고, 고순도 석영관을 반응용기로 사용하여 800C와 600C에서 가열실험을 하여 단결정을 합성한다. 단결정을 대상으로 광석현미경, 주사전자현미경, 전자현미분석, X선회절분석, 중성자회절분석을 실시하여 결정학적 자료를 도출한 후, Rigid unit mode model cumputer program을 이용하여 결정구조를 3차원적으로 규명하고자 한다. 치환하는 원소의 양을 2% 간격으로 증가시키면서 Sb와 Te 원소간의 치환에 따른 원자구조의 연속적인 변화양상을 규명하고자 한다. 여기서 도출되는 연구자료는 백금 antimonide와 telluride 에 대해 실시되는 첫 연구결과가 될 것이며, 기존의 광물은 물론 아직 미명명상태로 남아있는 다수의 백금족광물의 identity를 점검하는 기회가 될 것이다. 이 과정을 통해 얻어지는 합성실험 자료를 토대로 상평형 다이아그램을 완성하며, 광물의 생성온도를 추정하는데 사용될 수 있는 지질온도계를 개발함으로서, 광상의 성인환경을 유추하는데 도움이 될 수 있는 자료를 도출해 보고자 한다.