선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구에서는 광원에 따라 색상이 변화하는 매우 희귀한 보석인 chrysoberyl의 변종명인 alexandrite의 특징을 나타내는 cubic zirconia 단결정을 skull melting 법으로 성장하고자 하였다. 청색파장이 풍부한 일광이나 형광등 하에서는 청, 녹색으로 보이고 적색파장이 풍부한 백열등 아래에서는 적색 계열의 색을 보이는 cubic zirconia 단결정을 성장시키기 위한 발색제를 개발하였다.
제안 방법
- 5 mm의 시편을 제작하였다. HITACHI(JP) U-3010 스펙트로포토미터 (spectrophotometer)를 측정하여 시편의 투과도를 얻었다.
- Round brilliant cut 형태로 연마한 시료를 각각 형광등과 백열등 아래에서 육안으로 검사하여 색상의 변화를 관찰한 결과 단결정의 색상은 다음과 같이 yttria 함량의 변화에 따라 색상이 변화하였다. yttria 함량이 10 mol% 일 때 색상은 형광등 아래에서 보라색 띈 갈색과 갈색이며 백열등 아래에서 자색 띈 적색과 적색으로 변화하였다.
- yttria 함량이 10 mol%일 때 질소 분위기하에서 1100℃에 열처리한 것의 형광등 아래에서 색상은 보라색 띈 갈색이며 1200℃와 1300℃로 온도가 올라가면서 보라색이 옅어지는 갈색으로 보이며, 백열등 아래에서 1100℃ 열처리한 sample의 색상은 자색 띈 적색이며 1200℃와 1300℃로 온도가 올라가면서 자주색이 옅어지는 적색으로 변화하였다. yttria 함량이 17 mol%일 때 질소분위기하에서 1100℃에 열처리한 것의 형광등 아래에서 색상은 청색 띈 갈색이며 1200℃와 1300℃로 온도가 올라가면서 청색이 옅어지며 황 녹색으로 변화하며, 백열등 아래에서 1100℃ 열처리한 sample 의 색상은 보라색 띈 자적색이며 1200℃와 1300℃로 온도가 올라가면서 보라색이 옅어지는 자적색으로 변화하였다. yttria 함량이 25 mol%일 때 질소분위기하에서 1100℃에 열처리한 것의 형광등 아래에서 색상은 보라색 띈 청색이며 1200℃와 1300℃로 온도가 올라가면서 청색이 옅어지며 녹색으로 변화하며, 백열등 아래에서 1100℃ 열처리한 sample의 색상은 자적색이며 1200℃ 와 1300℃로 온도가 올라가면서 자색이 옅어지는 갈색 띈 자색으로 변화하였다.
- yttria 함량이 17 mol%일 때 질소분위기하에서 1100℃에 열처리한 것의 형광등 아래에서 색상은 청색 띈 갈색이며 1200℃와 1300℃로 온도가 올라가면서 청색이 옅어지며 황 녹색으로 변화하며, 백열등 아래에서 1100℃ 열처리한 sample 의 색상은 보라색 띈 자적색이며 1200℃와 1300℃로 온도가 올라가면서 보라색이 옅어지는 자적색으로 변화하였다. yttria 함량이 25 mol%일 때 질소분위기하에서 1100℃에 열처리한 것의 형광등 아래에서 색상은 보라색 띈 청색이며 1200℃와 1300℃로 온도가 올라가면서 청색이 옅어지며 녹색으로 변화하며, 백열등 아래에서 1100℃ 열처리한 sample의 색상은 자적색이며 1200℃ 와 1300℃로 온도가 올라가면서 자색이 옅어지는 갈색 띈 자색으로 변화하였다.
- 광원에서 육안으로 검사하고, Digital Camera를 사용하여 색상의 변화를 확인하였다. 또한 UV-VIS 분석을 위하여 yttria 함량이 다른 각각의 단결정을 diamond saw를 사용하여 절단하고, 다이아몬드(diamond) 연마 판에서 연마하였다. 그리고 주석 (Sn) 광판에서 50000 mesh diamond powderg- 혼합하여 만든 연마재를 도포하고 polishing하여 두께 2.
- 성장된 단결정을 질소 분위기하에서 열처리 한 후에 round brilliant cut 형태로 연마하여 형광등과 백열등 각각의 광원에서 육안으로 검사하고, Digital Camera를 사용하여 색상의 변화를 확인하였다. 또한 UV-VIS 분석을 위하여 yttria 함량이 다른 각각의 단결정을 diamond saw를 사용하여 절단하고, 다이아몬드(diamond) 연마 판에서 연마하였다.
- 스컬 멜팅 (skull melting) 법으로 dopant FeQa와 Co3O4 그리고 NdM를 소량 첨가하여 단결정성장을 시도하였다. 스컬 멜팅 시스템 (skull melting system)의 고주파 발진 방식은 Huth-Koen 발진 방식으로 118 kW와 주파수 1.
- 청색파장이 풍부한 일광이나 형광등 하에서는 청, 녹색으로 보이고 적색파장이 풍부한 백열등 아래에서는 적색 계열의 색을 보이는 cubic zirconia 단결정을 성장시키기 위한 발색제를 개발하였다. 적정의 조성을 선택하여 광원에 따라 녹색, 청색 계열의 색상에서 적색 계열의 색상으로 변화하는 변색효과 cubic zirconia단결정을 개발하였으며, 단결정을 연마하여 육안으로 색을 확인하고 Digital Camera, UV-VIS 분석, XRD분석을 통하여 특성 평가를 행하였다.
대상 데이터
- 냉각도가니의 크기는 내경 ©12 cm 높이 14 cm를사용하였으며 사용 원료의 앙은 3 Kg이었다. Fig. 1은 실험에 사용한 skull 도가니의 사진이다.
- 또한 UV-VIS 분석을 위하여 yttria 함량이 다른 각각의 단결정을 diamond saw를 사용하여 절단하고, 다이아몬드(diamond) 연마 판에서 연마하였다. 그리고 주석 (Sn) 광판에서 50000 mesh diamond powderg- 혼합하여 만든 연마재를 도포하고 polishing하여 두께 2.5 mm의 시편을 제작하였다. HITACHI(JP) U-3010 스펙트로포토미터 (spectrophotometer)를 측정하여 시편의 투과도를 얻었다.
- 2 MHz 주파수를 사용하였으며, 성장 속도는 3~5mm/h。] 었다. 냉각도가니의 크기는 내경 ©12 cm 높이 14 cm를사용하였으며 사용 원료의 앙은 3 Kg이었다. Fig.
성능/효과
- 투과 peak에 비해 낮게 형성이 되었다. 17 mol% 일 때는 열처리 분위기와 온도에 따른 투과 스펙트럼의 변화는 430nm에서 560 nm 영역의 투과 peak가 620 nm 에서 720 nm 영역의 투과 피크에 비해 약간 낮게 형성되어 있으며, 열처리 온도 상승에 따라 400nm에서 450 nm 영역의 투과도가 감소하였으며 620nm에서 720 nm 영역 또한 감소하였다. 25 mol%일 때 열처리 분위기와 온도에 따른 투과 스펙트럼의 변화는 380nm에서 560 nm 영역의 투과 피크와 620nm에서 720 nm 영역의 투과 피크가 균형에 가깝게 형성이 되었다.
- 6은 질소 분위기에서 1200℃에 열처리 한 투과도 피크이다. yttria 함량에 따른 투과도 변화를 나타낸 것으로 yttria 함량이 증가할수록 400 nm에서 450 nm 영역의 투과도가 증가 하였는데 온도가 증가함에 따라 yttria 함량이 17 mol%와 25 mol%일 때는 400nm에서 450 nm 영역의 투과도가 감소하였다. 하지만 10 mol% 일 때는 변화가 거의 없다.
- 5는 질소 분위기에서 in)o°c에 열처리 한 투과도 피크(peak) 이다. yttria 함량에 따른 투과도 변화를 나타낸 것으로 yttria 함량이 증가할수록 400nm에서 450 nm 영역의 투과도가 급격히 증가 하였다. 이는 yttria 함량 증가에 따른 결정장의 변화에 따른 Fea에 의한 흡수 피크가 약해지는 것으로 사료된다.
- 열처리 온도상승에 따라 380nm에서 450 nm 영역의 투과도가 감소하였으며 620nm에서 720 nm 영역 또한 감소하였다. 따라서 yttria 함량에 따라 투과 스펙트럼의 변화를 초래하는 것임을 알 수 있었다. yttria 함량에 따라 투과 스펙트럼의 변화하는 것은 모체결정 내의 Y” 이온과 Zr4+ 이온의 비율에 따른 산소 vacancy의 비율이 결정이 되며, 그에 따른 ligand field energy의 변화를 초래하며 Y, + 이온이 Zr4+ 이온보다 크기 때문에 격자상수가 증가하여 결정장의 변화를 준다.
- 25 mol%일 때 열처리 분위기와 온도에 따른 투과 스펙트럼의 변화는 380nm에서 560 nm 영역의 투과 피크와 620nm에서 720 nm 영역의 투과 피크가 균형에 가깝게 형성이 되었다. 열처리 온도상승에 따라 380nm에서 450 nm 영역의 투과도가 감소하였으며 620nm에서 720 nm 영역 또한 감소하였다. 따라서 yttria 함량에 따라 투과 스펙트럼의 변화를 초래하는 것임을 알 수 있었다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.