엑스선용 평행빔 광학소자 개발 및 평가

박병훈(Byunghun Park),조형욱(Hyungwook Cho),천권수(Kwonsu Chon) 한국방사선학회 2012 한국방사선학회 논문지 Vol.6 No.6

엑스선 회절분석기는 비파괴적인 방법으로 시료의 정보를 정성 및 정량적으로 분석할 수 있다. 엑스선 회절분석기에는 다양한 광학소자가 사용된다. 평행빔 광학소자는 광축에 평행한 빔을 통과시키고 발산하는 빔을 제거하는 역할을 한다. 와이어 컷 제작과 스테인리스 스틸 평판을 연마하여 평행빔 광학소자를 제작하였고 엑스선 영상장치를 이용하여 그 평행도를 평가하였다. 설계된 6 mrad과 매우 가까운 6.6 mrad의 평행도를 갖는 평행빔 광학소자를 제작하였다. 엑스선 영상을 이용하면 개개의 평판의 평행도를 예측할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 광학소자 평가에도 사용될 수 있을 것이다. An X-ray diffractometer which has various X-ray optics can give qualitative and quantitative information for a sample using a nondestructive analysis method. A parallel beam optic passes the parallel beam and removes divergent beam generated from an X-ray tube. The parallel beam optic used in the X-ray diffractometer was fabricated by wire cut and grading of stainless steel plates and was evaluated its performance using an X-ray imaging system. The measured parallelization of 6.6 mrad for the fabricated the parallel beam optic was a very close to the expected value of 6 mrad. An X-ray imaging technique for evaluating the parallel beam optics can estimate parallelization for each plate and can be used to other X-ray optics.

WC-Co합금의 X선 응력측정에 의한 탄성변형거동의 연구

夫明煥(Myung-Hwan Boo),吳世旭(Sae-Wook Oh),朴榮哲(Young-Chul Park),廣瀨幸雄(Yukio Hirose) 한국해양공학회 1994 韓國海洋工學會誌 Vol.8 No.2

초경합금은 기계적 성질이 다른 WC의 분산상과 Co의 결합상으로 구성되어 있다. 만일 이 합금이 거시적으로 균일하게 변형을 하면, 각 상들은 이들의 응력상태에 따라 다르게 변형될 것이다. 따라서 WC-Co 합금의 변형특성과 강화기구를 명확히 알기 위해서는 각상의 미시적 변형과 파괴기구를 검토할 필요가 있다.<br/> 본 연구에서는 시편에 굽힘하중을 가하여, X선 회절로 분산상인 WC상 및 결합상인 Co상의 X선적 탄성정수와 응력정수를 측정하였다. WC-Co합금중의 WC상과 Co상의 상응력은 WC(112)면과 Co(311)면의 회절로서 결정하였다. 그리고 이 상응력들을 복합법칙의 적용가능성에 대하여 검토하였다. Cemented carbides are composed of the dispersing phase of WC and biding phase of Co, which are very different from each other in mechanical properties. When the alloys are deformed uniformly in the macroscopic scale, each phase may be deformed differently under their own stress state. Therefore, in order to clarify the deformation characteristics and strengthening mechanism of the alloys, it is necessary to investigate microscopic deformation and fracture mechanism of each phase.<br/> In the present study, each phase of the X-ray elastic constant and the stress constant of the dispersing phase of WC and binding phase of Co, were measured by X-ray diffraction method during applied tensile elastic defromation. The phase stress of WC phase and Co phase within a WC-Co alloy was determined for diffraction from WC(112) plane and Co(311) plane. The phase stress was discussed on the basis of the law of mixture.

유형별 문화재 시료의 비파괴 표면 X-선 회절분석법 적용과 해석 가능성

문동혁,이명성 한국광물학회 2019 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.32 No.4

Preservation of the original form is the principle for conservation, management and utilization of cultural heritages. Thus, non-destructive analysis of these samples are important field of the conservation science. In this study, examined the applicability of nondestructive surface X-ray diffraction analysis (ND-XRD) for cultural heritage by materials (rock specimen, jade stone, pigment painted specimen, earthen artifact, metal artifact). In result, all type of sample is recorded suitable X-ray diffraction patterns for identifying mineral composition in case of surface condition with adequate particle size and arrangement. And diffraction pattern is reflected surface information than matrix. Therefore, ND-XRD is thought to be applicable not only mineral identification but also interpretation of manufacturing technique and alteration trend about layered sample (in horizontally or vertically). Whereas some exceptional diffraction patterns were recorded due to overlapping information on specific crystal planes. It caused by skip the sample treatment (powdering and randomly orientation). It could be advantageously used for mineral identification, such as preferred orientation of clay minerals. In contrast, irregular diffraction pattern caused by single crystalline effect is required careful evaluation. 문화재의 보존⋅관리 및 활용은 원형유지를 기본원칙으로 하므로 비파괴적인 분석법을 통한 무기질 문화재 및 그 원료물질의 광물조성을 연구하는 것은 중요한 분야이다. 본 연구는 비파괴 표면X-선 회절분석법(ND-XRD)을 석재, 채색된 안료, 토제, 금속 등 유형별 무기질 문화재 및 시편들을 대상으로 적용하여 문화재의 비파괴 분석법 중 하나로써 활용가능성을 검토하였다. 그 결과, 기기 내에거치가 가능하며, 구성입자의 크기나 배열 및 굴곡 등 분석대상면의 특성이 스캔에 적합한 시료일 경우 모든 유형에서 광물조성 해석에 활용 가능한 회절패턴이 획득되는 것으로 나타났다. 또한 시료의기질부에 비하여 표면의 회절정보가 우세하게 획득되므로 수평적 또는 수직적으로 다른 물질로 구성된 대상에 적용할 경우 각 부위별 광물조성정보와 함께 이들의 선후관계 파악을 통한 제작기법 및 변질양상 등의 해석에도 활용 가능할 것으로 사료된다. 반면 시료채취 및 분말화 과정을 생략한 채 문화재시료 자체를 스캔하는 분석방법의 특성으로 인하여 특정 결정면의 정보가 강하게 중첩되는 경우가일부 발생되었다. 이와 같은 회절패턴은 점토광물의 편향성효과와 같이 광물동정에 유리하게 활용되는 경우도 있으며, 단결정에 가까운 크기와 배열을 갖는 입자로 인하여 불규칙한 회절강도 비가 획득되어 컴퓨터 프로그램을 통한 광물동정이 어려운 경우가 있으므로 해석에 주의가 필요하다.

Dyeing of Cotton Fabrics with Loess Using Soybean Milk : The Compositions of Loess Deposited on the Cotton Fabrics 면직물에 부착된 황토의 성분분석을 중심으로

Ryu, Hyo Seon,Kim, Soo Jung 한국의류학회 2001 한국의류학회지 Vol.25 No.10

황토는 대표적인 천연 무기염재의 일종으로서 바람에 의해 운반되어 퇴적된 담황색 내지는 황회색을 띠는 실트질의 퇴적물을 일컫는다. 황토의 구성물질은 주로 석영, 장석, 산화철광물, 깁사이트 등의 여러 가지 점토광물을 포함하는데, 주로 적색을 띠는 것은 소량의 산화철 광물에 기인되는 경우가 많으며 황토를 구성하는 점토광물로는 버미큘라이트, 카오린 광물인 캐올리나이트와 할로이사이트, 일라이트 등이 있다. 본 연구에서는 면직물에 천연 무기염재인 황토를 사용한 염색시에 황토 단독염색과 콩즙 전처리 후 황토염색으로 나누어 염색을 실시하고, 원료 황토와 황토염색 후 면직물에 부착된 성분 간에 차이가 있는지를 확인하기 위해 X선 형광분석(X-ray fluorescence analysis, XRF)을 이용하여 염색 전·후 황토의 성분을 분석하였고, X선회절분석(X-ray diffraction analysis, XRD)을 이용하여 황토 및 염색 전·후 면직물에 부착된 광물질의 주성분을 분석하였으며, energy dispersive spectrometer(EDS)가 장착된 주사전자현미경을 이용하여 면직물에 부착된 광물의 성분을 조사하였다. 그 결과, 황토로 면직물을 염색하는 경우 면직물에 부착되는 황토의 양과 K/S 값은 거의 비례하여 증가하는 것으로 나타났다. 황토 염색 후 면직물에 부착되는 주성분은 주로 SiO_2, Al_2O_3, Fe_2O_3 등인 것으로 나타났으며, X선 회절분석과 EDS 분석에 의해 캐올리나이트, 일라이트 등의 점토광물의 형태로 존재하는 것인 확인되었다.

비파괴성 측정기술을 이용한 한약자원식물의 종자특성평가

강영민,이가연,민지윤,문병철 경상대학교 농업생명과학연구원 2015 농업생명과학연구 Vol.49 No.5

한약재는 전초, 잎, 뿌리, 종자, 열매 등 다양한 부위가 약용부위로 활용되고 있다. 우수한 한약재를 안정적으로 생산하기 위해서는 종자의 특성 분석 및 발아율 검증을 통해 우량종자를 선발하고 발아율을 향상시키는 것이 매우 중요 하다. 특히 한약자원식물의 종자는 다른 작물종자와 비교하면 모양과 크기 및 내·외부 형태적 특징이 매우 다양하다. 본 연구에서는 비파괴측정기술인 광학현미경(Light microscopy) 와 X-선 회절분석법(X-Ray Diffractometer)을 이용하여 한약자원식물의 종자의 내·외부 특성을 평가 하여 건전종자를 파악하였고, 분광분석법(Hyperspectral system)을 이용하여 종자의 발아율을 예측 하 였다. 23개의 한약자원식물 종자를 대상으로 외부형태(길이와 폭)와 내부형태를 관찰하여, 배(Embryo) 의 상태가 건전한지 파악하였다. 종자표면이 거칠고 입체적인 표면을 가진 종자를 제외하고, 대부분의 종자들은 건전성 여부가 파악되었다. 한약재 내복자(萊菔子, Raphanus seed)로 사용되는 무(Raphanus sativus L.)종자를 선정하여, 192개의 종자를 임의적으로 선발한 후 국제종자검정협회(ISTA) 규정에 따 라 발아율 실험을 실시하였다. 총 192립의 종자 중 150립의 종자가 발아하였고, 42립의 종자가 발아되 지 않았으며, 이것을 바탕으로 발아 종자와 비발아 종자의 예측가능 모델 스펙트럼의 자료를 확보하여 최적 모델개발에 적용하였다. 발아측정모델을 만들기 위해서 근적외선 분광분석기(FT-NIR), 단파 적외 선 초분광기(SWIR) 및 가시/근적외선 초분광기(Vis/NIR)를 이용하여 발아 유무를 예측한 결과, 가시/ 근적외선 초분광기(Vis/NIR)를 이용한 분석 결과(Accuracy=90%)가 단파 적외선 초분광기(SWIR) 분석 결과(Accuracy=71%) 및 근적외선 분광분석기(FT-NIR) 분석결과(Accuracy=85%)보다 예측율이 높았 다. 본 결과를 바탕으로 한약자원식물 종자의 특성를 평가하고, 발아율을 예측하여 건전종자 및 우량종 자를 선발하는 기술로 활용이 가능하리라 사료된다. Korean herbal medicines have been used for various medicinal parts such as whole plants, leaves, roots, seeds, fruits etc. In order to produce a good quality of products for Korean herbal medicines, it is necessary to make conditions for superior selection and germination of seeds through the seed property and seed verification. Particularly, the seeds of Korean medicinal plants vary greatly in size and shape, and internal/external morphological features, unlike vegetable seeds. In this study, the non-destructive measurement technique using Light microscopy and X-ray diffractometer was evaluated the internal/external properties of the seeds determining the sound of the medicinal plant seeds in Korean herbal medicines but also using hyperspectral system was predicted for the germination rate. 23 different seeds of Korean medicinal plants were examined for the status of internal and external length to target the seeds inside the state of embryo weather a sound grasp. Except for the seeds with a rough and three-dimensional complex surface, most of the seeds are whether health was identified. By selecting medicinal plant(Raphanus sativus L.) seeds used as a Korean herbal medicine, 192 randomly selected seeds were carried out in accordance with the ISTA(International Seed Test Association) rules for seed germination test. From a total of 192 samples, 150 samples were sprouted and 42 samples were not germinated. Based on these results, a total of 82 spectra germination has been confirmed germination and non-germination samples were applied to develop the optimum model. To make the germination measurement model, SWIR(Short Wave Infrared Ray), Vis/NIR(Visible/ Near Infrared Ray), and FT-NIR(Fourier Transform - Near Infrared Ray) were used to predict of isible germination. As the results, Vis/NIR predictive analysis(Accuracy= 90%) had higher accuracy than SWIR predictive analysis(Accuracy= 71%) and FT-NIR predictive analysis(Accuracy= 85%). Based on results in the seeds of Korean herbal medicines using non-deductive measurement techniques, it was provided prediction information about characteristics evaluation and germination for healthy and superior seeds.

X-ray diffraction을 이용한 가스 하이드레이트 미세구조 분석

이종원(Lee, Jong-Won),설지웅(Seol, Ji-Woong),고동연(Koh, Dong-Yeun),이흔(Lee, Huen) 한국신재생에너지학회 2008 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2008 No.10

다양한 조성을 갖는 CH₄+CO₂ 혼합 기체 하이드레이트 샘플의 미세 구조 분석을 위하여 X-ray 회절 방법을 이용하였다. X-ray 회절 분석을 이용할 경우, 하이드레이트로의 전환율과 같은 정성적인 분석뿐 아니라 각 객체별 cage occupancy와 같은 정량적인 분석까지도 가능한 것으로 나타났다. 또한 이렇게 얻어진 X-ray 회절 분석 결과 및 refinement 결과를 ^{13}C 고체 NMR 방법과 교차 비교함으로써 측정 결과의 신뢰도를 높이려 하였다. 얻어진 분석 결과는 이후 가스 하이드레이트를 이용한 다양한 연구 분야에서 저장용량 평가 및 객체 점유율과 같은 미세 구조 정보를 얻는 데에 유용하게 사용될 것으로 전망된다.

X-선 회절로 얻은 수소결합의 결합거리 보정 방법 : 중성자 회절결과와 결합원자가 방법 이용 Use of Neutron Data and Bond Valence Method

김신애 한국광물학회 2003 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.16 No.1

이 연구에서는 X-선 회절법으로 측정한 수소결합의 거리를 보정하는 두 가지 방법을 제시하였다. O…O 거리가 2.5 Å 이상인 수소결합의 경우는 저온에서 측정한 중성자 회절에 의한 수소결합 데이터를 이용하여 얻은 최적화 곡선 식 d(O-H)=exp((2.173-d(O…O))/0.138)+0.958을 이용하여 수소결합 거리를 보정한다. O…O 거리가 2.5 Å 이하의 짧은 수소결합의 경우는 결합원자가 최적화 방법(valence-least-squares)을 이용하는 것이 효과적이다. X-선 회절분석으로 얻은 긴 O…O 거리를 갖는 분자간 수소결합의 경우는 수소결합의 거리보정을 해주어야 한다. In this study we have derived the two correction methods of hydrogen bonding distance. In case of the intermediate or long hydrogen bond(>2.5 A), hydrogen bonding distances can be corrected by using the function d(O-H)=exp((2.173-d(O…0))/0.138)+0.958 obtained by least-squares fit to the data from the neutron diffraction at low temperatures. The valence-least-squares method is effective for the distance correction of very short hydrogen bond(<2.5 A). The distance correction is necessary for the long intermolecular hydrogen bond obtained from X-ray diffraction analysis.

X-선 프랙토그라피를 이용한 피로파면 해석에 관한 연구

임만배(M. B. Lim),박원조(W. J. Park),손종동(J. D. Song),최갑송(G. S. Choi) 한국동력기계공학회 2007 한국동력기계공학회 학술대회 논문집 Vol.- No.-

The effect of different shot peening treatment on the fatigue crack growth behavior of an aluminum alloys has been investigated. The fatigue crack propagation rate of two aluminum alloys were observed to be slightly improved by the compressive residual stresses induced during the shot peening treatment. The fractography observation was performed using a scanning electron microscope on fatigue fracture surface and the striation spacing and size depended on repeated stress level and shot peening velocity. The diffraction pattern of small areas were measured by using the X- ray beam of ф0.2㎜ in the fracture surface. The characteristic X- ray of Cu-Kα and the lattice plane (311) of aluminum alloy were selected to obtain a middle diffraction angle. The changes in X-ray material parameters were described directly related to the process of fatigue until the initiation of fatigue crack and X-ray diffraction pattern ring and pole figure could be explained the failure prediction with stress distribution.

NH4Cl과 Li2CO3 융제 도움에 의한 Ba9Sc2−xYxSi6O24 (x = 0, 1, 2) 합성과 특성 연구

박상문,전봉기 한국물리학회 2014 새물리 Vol.64 No.7

Using a solid-state method, we prepared Ba9Sc2−xYxSi6O24 (x = 0, 1, 2) orthosilicates, which are considered as hosts for light-emitting-diode (LED) phosphors, by using a NH4Cl or a Li2CO3 flux. While we previously prepared rare-earth-doped Ba9Y2Si6O24 phosphors by using a Li2CO3 flux, Ba9Sc2−xYxSi6O24 via a NH4Cl flux was newly synthesized in this research. The X-ray diffraction patterns of the calculated Ba9Sc2Si6O24 (ICSD No. 75175) and obtained Ba9Sc2−xYxSi6O24 hosts were comparatively studied. The unit-cell parameters of the Ba9Sc2−xYxSi6O24 (x = 0, 1, 2) structure were calculated; furthermore, the relative intensities (I(113)/I(11-6)) varied drastically when Y3+ ions were substituted for Sc3+ ions in the Ba9Sc2Si6O24 structure. The flux-assisted Eu3+-doped Ba9Y2Si6O24 phosphors were prepared, and their photoluminescence excitation and emission spectra were measured. LED용 형광체 모체로 사용 가능성이 있는 새로운 Ba9Sc2−xYxSi6O24 (x = 0, 1, 2)올소실리케이트류를 NH4Cl과 Li2CO3 융제의 도움으로 고상법을 이용하여 합성하였다. Li2CO3 융제를 이용한 희토류 첨가된 Ba9Y2Si6O24 형광체는 본 저자에 의해서 이미 발표가 된 반면, NH4Cl 융제를 사용한 Ba9Sc2−xYxSi6O24 합성은 처음으로 본 연구에서 시도되었다. 무기결정구조데이터 (ICSD No. 75175)를 이용하여 Ba9Sc2Si6O24의 X-선 회절 (XRD)을 계산하였으며, 두 융제의 도움에 의해 합성된 Ba9Sc2−xYxSi6O24 모체 XRD 패턴을 함께 비교 분석하였다. Ba9Sc2Si6O24 모체의 Sc3+ 이온 대신에 크기가 큰 Y3+ 이온이 치환되면서 단위격자 크기가 증가했으며 또한 상대적인 면 세기가 현저하게 변화되었다. 두 융제에 따른 Ba9Sc2−xYxSi6O24 (x = 0, 1, 2) —¸ 모체의 격자상수가 비교 및 모니터링 되었다. 두 융제를 사용하여 Eu3+ 희토류가 치환된 Ba9Y2Si6O24를 합성하였으며, 각각에 대해서 형광특성을 비교 분석하였다.

시험장비특성에 따른 함양지역 화강풍화토의 풍화민감도 분석

김태수(Kim Tae Soo),한희수(Han Heui Soo) 한국방재학회 2017 한국방재학회논문집 Vol.17 No.2

경남 함양지역 화강풍화토를 두 지점 12개 시료를 채취하여, X-선회절분석 시험, 전자주사현미경 시험 및 X-선 형광분석 시험 등 3가지 시험을 수행하였다. X-선 회절 분석 결과는 석영, 운모, 장석 및 사장석 등 4가지 주요 구성성분만을 보여주었다. 주사전자현미경을 이용한 광물조성의 분석결과는 광물내 단독원소들만 제시하였다. X선 형광분석법은 화학적 풍화지수 산정에 필요한 산소와 결합된 광물조성비를 보여주므로, 화학적 풍화지수 산정에 적절히 사용될 수 있다. 함양지역 화강풍화토의 경우, 높은 풍화단계로 판정할 수 있는 초기의 화학적 풍화지수들을 보여주고 있다. 그러므로, 함양지역은 사면붕괴, 세굴 등의 문제점들이 발생할 우려가 있어 적절한 표면보호공법이 필요하다. The twelve weathered granite soil samples were taken in two sampling points of Hamyang, Kyungnam, and 3 testing methods were conducted to examine them which were X-Rays Diffraction(XRD), Scanning Electron Microscope(SEM) and X-Ray Flourescence Spectrometry(XRF). XRD tests showed only four components(Quartz, Albite, Muscovite and Microcline). The analysis results of SEM showed the single chemical elements. However, XRF tests showed the ratios of mineral compounds combined with oxygens, it could be used properly to calculate the chemical weathering index. In case of Hamyang weathered granite soils, the results were the beginning values to judge them highly weathered. Therefore, Hamyang area needs the proper soil surface protection construction methods to cope with slope failure and seepage erosion.