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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

김태호 (인하대학교, 인하대학교 대학원)

지도교수
황해진
발행연도
2016
저작권
인하대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수17

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이 논문의 연구 히스토리 (3)

2016

SrAl2O4: Eu2+, Dy3+ 축광성 형광체의 합성 및 열적 안정성에 대한 연구
김태호 신소재공학과 2016.01 학위논문
착체중합법을 이용한 SrAl<sub>2</sub>O<sub>4</sub>: Eu<sup>2+</sup>, Dy<sup>3+</sup> 축광성 형광체의 합성
김태호 ,  황해진 ,  김진호 외 2명 한국재료학회지 2016.01 학술저널
고상반응법과 착체중합법으로 합성된 SrAl2O4: Eu 2+ , Dy 3+ 축광성 형광체의 특성 및 열적 안정성 평가
김태호 ,  황해진 ,  김진호 외 2명 한국결정성장학회지 2016.01 학술저널

초록· 키워드

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축광체는 태양광과 같은 여기광원으로부터 에너지를 흡수하여 축적한 뒤 여기광원이 사라진 후에도 지속적으로 빛을 나타내는 재료로써 산화물계 축광체는 친환경적인 조성과 함께 우수한 화학적 안정성을 가지고 있어 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 산화물계 축광체 중 가시광 영역에서 가장 우수한 잔광 특성을 가지는 SrAl2O4: Eu2+, Dy3+ 축광체를 합성하고 고온에서의 열적안정성에 대해 확인하고자 하였다.
Part. 1에서는 SrAl2O4: Eu2+, Dy3+ 축광체의 발광 특성을 분석하고, 산업도자 분야에 적용하기 위해 고온 열처리 공정에 따른 열적 안정성을 확인하였다. 빛이 없는 어두운 곳에서 오랜 시간 빛을 내고 컬러특성을 보이는 제품의 수요가 증가하면서 고온의 제조공정을 필요로 하는 요업제품 분야에서도 다양한 조건에서 발색이 가능한 축광안료에 대한 관심이 증대되고 있어, 산업도자 제조공정에서 사용되는 열처리 조건(1250℃, 1시간 유지, 산화분위기와 LPG환원분위기)을 적용하여 SrAl2O4: Eu2+, Dy3+의 축광특성 변화를 관찰하였다. 열처리 후 XRD 분석을 통해 결정구조 변화를 확인하였고, SEM 분석을 이용하여 미세구조를 관찰하였다. PL특성 분석을 통해 열처리 전후의 여기 및 발광특성 변화를 확인하였고, XPS 분석을 통하여 열처리 조건에 따른 활성제의 원자가 분석을 진행하였다. 최종적으로 열처리 전후 SrAl2O4: Eu2+, Dy3+의 장잔광특성의 변화를 관찰함으로써 내열제품, 도자기, 타일과 같은 다양한 산업도자 응용분야로의 활용 가능성에 대하여 확인하였다
Part. 2에서는 SrAl2O4: Eu2+, Dy3+ 축광체를 잉크· 도료용 소재로 활용하기 위해 미세 분말 합성이 가능한 착체중합법을 이용한 SrAl2O4: Eu2+, Dy3+ 축광체 합성에 대해 연구하였다. 일반적으로 고상합성법으로 제조되는 축광체는 수십 마이크로미터 이상의 입도를 가져 잉크· 도료용 소재로 적용되기 힘들어 그 응용 분야가 제한적이나 상대적으로 , 저온 합성이 가능한 착체중합법의 경우 균질한 다성분계 분말 합성 및 입도 제어가 용이한 장점을 가진다. 공정을 축소화한 환원 하소 단일공정과 일반적인 하소 후 환원공정을 이용하여 합성된 SrAl2O4: Eu2+, Dy3+ 축광체 분말의 특성을 비교분석함으로써 착체중합법 공정을 최적화하였다. TG-DTA 분석을 통해 전구체에서 유기물 제거온도 및 산화물 합성온도를 확인하였고, XRD 분석을 통해 SrAl2O4: Eu2+, Dy3+ 분말의 결정상 및 결정자 크기를 확인하였다. SEM을 이용하여 입도 변화를 분석하였으며, spectrofluorometer 분석을 통해 SrAl2O4: Eu2+, Dy3+ 축광체의 발광특성 및 장잔광특성을 확인하였다. 또한 착체중합법으로 합성된 SrAl2O4: Eu2+, Dy3+ 축광체 분말에 대해 산업도자 열처리 공정(LPG 분위기의 환원열처리 조건)을 적용하여 열적 안정성을 분석하였다.
#SrAl2O4: Eu2+ #Dy3+ #phosphorescence #thermal stability #long afterglow phosphor #polymerized complex method

목차

목 차
List of Figures ⅲ
List of Tables ⅵ
요약 ⅶ
Abstract ⅸ
제1장 서론 1
제2장 이론적 배경 5
2.1. 축광성 형광체 5
2.1.1. 축광성 형광체의 정의 5
2.1.2. 축광성 형광체의 종류 8
2.1.3. 축광성 형광체의 구성 10
2.1.4. 축광성 형광체의 발광원리 13
2.1.5. SrAl2O4: Eu2+, Dy3+ 축광성 형광체 15
2.2. 착체중합법의 원리 18
제3장 SrAl2O4: Eu2+, Dy3+ 축광성 형광체의 열적 안정성에 대한 연구 22
3.1. 실험방법 22
3.1.1. SrAl2O4: Eu2+, Dy3+ 축광성 형광체의 특성 분석 22
3.1.2. SrAl2O4: Eu2+, Dy3+ 축광성 형광체의 열적 안정성 평가 22
3.2. 결과 및 고찰 25
3.2.1. SrAl2O4: Eu2+, Dy3+ 축광성 형광체의 물성 분석 25
3.2.1.1. 결정구조 및 미세구조 분석 25
3.2.1.2. PL특성 분석 30
3.2.1.3. 장잔광특성 분석 32
3.2.2. SrAl2O4: Eu2+, Dy3+ 축광성 형광체의 열적 안정성 평가 35
3.2.2.1. 고온 열처리 전후의 결정구조 및 미세구조 분석 35
3.2.2.2. 고온 열처리 전후의 PL특성 분석 39
3.2.2.3. 고온 열처리 전후의 장잔광특성 분석 44
3.3. 결론 48
제4장 착체중합법을 이용한 SrAl2O4: Eu2+, Dy3+ 축광성 형광체의 합성 및 특성에 대한 연구 49
4.1. 실험방법 49
4.1.1. 착체중합법을 이용한 SrAl2O4: Eu2+, Dy3+ 축광성 형광체 합성 49
4.1.2. SrAl2O4: Eu2+, Dy3+ 축광성 형광체의 특성 분석 53
4.1.3. SrAl2O4: Eu2+, Dy3+ 축광성 형광체의 열적 안정성 평가 53
4.2. 결과 및 고찰 55
4.2.1. 착체중합법으로 합성된 SrAl2O4: Eu2+ ,Dy3+ 축광성 형광체의 물성 분석 55
4.2.1.1. 전구체의 열적 거동 분석 55
4.2.1.2. 결정구조 및 미세구조 분석 57
4.2.1.3. PL특성 분석 63
4.2.1.4. 장잔광특성 분석 66
4.2.2. 착체중합법으로 합성된 SrAl2O4: Eu2+, Dy3+ 축광성 형광체의 열적 안정성 평가 71
4.2.2.1. 고온 열처리 전후의 결정구조 및 미세구조 분석 71
4.2.2.2. 고온 열처리 전후의 PL특성 분석 76
4.2.2.3. 고온 열처리 전후의 장잔광특성 분석 79
4.3. 결론 84
제5장 참고문헌 86

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