XRD 재료 분석 실험

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목차: 실험목적

실험이론
X-ray의 성질 및 발생원리
X-ray Diffraction의 원리 및 획득 가능한 정보
시료의 정보
BaTiO_3
α-Al_2 O_3

실험 장비 및 실험 과정
1. 실험 장비
(1) X-Ray Diffractometer
2. 실험방법

결과분석 및 토의
⑴ 면간 거리 (d)
⑵ 격자상수 (a, c)
⑶ 오차계산
최종계산
Ba_0.99 Ho_0.01 TiO_3+Al_2 O_3
Ba_0.97 Ho_0.03 TiO_3+Al_2 O_3
Ba_0.93 Ho_0.07 TiO_3+Al_2 O_3
(5) 구조의 변화
(6) 2차상 분석
미지시료 분석
① 미지시료 #1
② 미지시료 #2
③ 미지시료 #3
④ 미지시료 #4

결론

참고자료

본문내용: 1.실험목적
재료를 분석할 수 있는 가장 대표적인 방법 중 하나인 XRD를 이용해서 재료를 분석하는 법을 익히고, 시료의 구성성분 및 조성, 농도, 결정상태 등을 알아보았다. 또한 Ho의 농도 변화에 따라BaTiO_3의 격자상수를 측정하고 상변화가 일어나는 지점을 판단해보았으며, BaTiO_3와 BaTiO_3+a-Al2O3의 격자상수를 측정하고 그에 따른 특성을 비교 분석해보았다. 그리고 마지막으로 XRD를 이용해서 미지시료를 알아내 보았다.

2.실험이론
(1) X-ray의 성질 및 발생원리
X-ray란 고속 전자의 흐름을 물질에 충돌시켰을 때 생기는 파장이 짧은 전자기파로서, 파장은 0.01~100Angstorm이다.
1) X-ray의 성질
① 파장이 원자 크기 정도로 작아서 결정마다 고유한 회절무늬를 형성
② 에너지가 크기 때문에 물질에 대한 형광작용이 강하고, 물질을 쉽게 투과할 수 있으며 투과할 때 물질을 이온화시킴
③ 투과 시에는 물질의 밀도, 원자에 따라 투과율이 달라져서 이 원리를 이용한 X선 촬영 장치는 생체 내부를 촬영하는 의료장비와 일반산업의 비파괴검사장비 등으로 널리 사용
④ X선의 파장이 짧으면 투과율이 커지고 화면이 선명해짐
⑤ 높은 가속전압일수록 짧은 파장의 X선 발생

참고문헌: - Yet-Ming Chiang, 『세라믹스 물성학』, 아이티씨, 2003년, p58~63
- Michael Vargas, Alumina α-Al_2 O_3 (1 ̅10): An ab-initio Examination of the Surface Electronic Structure
- M. Woolfson, 『An introduction to X-ray crystallography』 2nd, Cambridge University, 1997, p69
- 정수진, 『결정학개론』, 피어슨에듀케이션 코리아, 2001, p6~7, p255~257
- M. Kakudo, 『X-ray diffraction by polymer』, Kodansha LTD, 1972, p178
- R. Cueff, “Influence of Yttrium-Alloying Addition on the Oxidation of Alumina Formers at 1173K”, Oxidation of Metals Vol 58, 2002
- A study on the phase transition and characteristics of rare earth elements doped BaTiO3, Yun-Sung Jung, Eun-Sang Na, Ungyu Paik, Jinha Lee, Jonghee Kim
- The Doping Effects of Intermediate Rare-earth Ions (Dy, Y and Ho) on BaTiO3 Ceramics, 박금진•김창훈•김영태•허강헌

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