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분무열분해, 후소성 및 볼밀링을 조합한 방법을 이용한 세리아의 합성 및 특성연구
Synthesis of ceria by combination of spray pyrolysis, postheat, and ball-milling and its characterization 원문보기

한국유화학회지 = Journal of oil & applied science, v.35 no.4, 2018년, pp.1057 - 1072  

김현익 (한밭대학교 화학생명공학과) ,  김상필 (한남대학교 링크 플러스 사업단) ,  송재경 (건국대학교 링크플러스 사업단) ,  김상헌 (한밭대학교 화학생명공학과)

초록
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세리아 입자의 합성을 위하여 분무열분해 시 유기 첨가제인 EG(ethylene glycol)과 CA(citric acid)를 첨가하여 중공성 및 다공성을 갖는 $CeO_2$ 마이크로 크기의 입자를 제조하였으며 첨가량에 따른 특성을 비교하였다. 분무열분해과정, 후소성 및 볼밀링 과정을 적절히 조합하여 만든 6가지 경로에 의해 나노 크기의 세리아 입자를 합성하였다. 6가지 경로 중 EG 및 CA가 0.05M 첨가된 Ce(III)가 전구체 수용액을 이용하여 분무열분해${\rightarrow}$후소성${\rightarrow}$볼밀링${\rightarrow}$후소성의 경로에 의해 얻어진 $CeO_2$ 입자에 대해 TEM 분석으로 측정한 입자의 평균 크기 24 nm(편차=3.8 nm)는 Debye-Scherrer식에 의해 계산된 1차 입자의 크기(20 nm)와 가장 유사한 크기를 나타내었다. 제조된 나노입자분말의 형태적 및 구조적 특성을 알아보기 위하여 SEM(Scanning Electron Microscopy), XRD(X-Ray Diffractometer) 및 TEM(Transmission Electron Microscopy)을 통하여 특성을 분석하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, micro-sized $CeO_2$ particles were synthesized by spray pyrolysis, and EG(ethylene glycol) and CA(citric acid) as organic additives were added to obtain hollow and porous particle during spray pyrolysis, and characteristics of obtained ceria were investigated according to t...

주제어

#세리아 나노 입자   #분무열분해   #후소성   #볼밀링   #유기첨가제  

표/그림 (12)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 Ce의 3가 전구체인 Ce(NO3)3 수용액과 유기첨가제 EG 및 CA를 이용한 분무 열분해로 마이크로 크기의 CeO2를 합성하고 볼밀링을 통하여 마이크로 크기의 CeO2 입자를 분쇄하여 나노 크기로 만들고 그 특성을 연구하였다. Ce(NO3)3 수용액을 이용하여 합성한 후 볼밀링으로 분쇄한 나노 크기의 CeO2 입자를 소성 하지 않고 볼밀링한 경우와 소성과정을 거친 후 볼밀링한 경우를 비교하여 보았을 때, 소성하지 않고 볼밀링 한 입자보다 소성과정을 거친 후 볼밀링한 입자의 결정이 더 크고 결정이 잘 성장하였으며 볼밀링 시간에 따른 입자의 균일성 및 크기 조절이 용이하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
CMP 공정은 어떤 기술인가? 또한 세리아 입자는 계면활성제를 이용하여 수용액에 분산되어 연마액으로서 화학적ㆍ기계적 평탄화(Chemicla Mechanical Planarization, CMP) 공정에 사용되고 있다. CMP 공정은 고집적 반도체 제조공정에 사용되는 공정으로, 가공 하고자 하는 웨이퍼의 표면과 연마패드를 접촉시킨 상태에서 연마액 슬러리를 이들 접촉부위에 공급하고 웨이퍼와 연마 패드를 상대적으로 이동시키면서 웨이퍼의 요철 표면을 화학적으로 반응시키면서 기계적으로 제거하여 평탄화시키는 광역 평탄화 기술로써 반도체 소자가 미세화, 고밀도화 됨에 따라 이를 적용하는 수가 점차 증가되는 추세이다. 공정의 주요성분으로 기계적 연마를 하는 패드와 화학적 작용을 하는 연마액 슬러리로 구성이 된다, 특히 연마액 슬러리는 CMP의 연마효율과 생산성에 큰 영향을 준다.
세리아는 무엇인가? 세리아는 희토류인 원소인 세륨(cerium)의 산화물로서 고체 산화물 연료셀, 광학 장치, 태양광 보호막, 산소 기체 센서, 수화반응의 촉매 지지체로서 많이 응용되고 있다[1-6].또한 세리아 입자는 계면활성제를 이용하여 수용액에 분산되어 연마액으로서 화학적ㆍ기계적 평탄화(Chemicla Mechanical Planarization, CMP) 공정에 사용되고 있다.
3차원적으로 집적된 소자는 무엇이며 어떤 제조 방식을 채택하고 있는가? 또 다른 이유로는 반도체소자가 종래의 2차원적 축소 가능성이 가지고 있는 한계로 인하여, 3차원적으로 집적된 소자가 개발되고 있다는 점이다. 이것은 3차원 플래쉬(Flash) 소자인데, 이러한 3D에서는 하나의 셀 위에 그 다음 셀을 만드는 수직적 구조를 채택함으로써 2차원 구조가 가지고 있는 제한된 면적이라는 기본적 한계를 뛰어 넘는 소자 제조 방식을 채택하고 있다.
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